一種煙霧探測分級報警器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種煙霧探測分級報警器，包括煙霧探測電路、基準電壓探測電路、電壓跟隨器、運算放大電路、比較電路和單片機顯示模塊；煙霧探測電路與基準電壓探測電路并聯連接，并分別在煙霧探測電路與基準電壓探測電路的輸出端串聯一個電壓跟隨器作為與運算放大電路間的緩沖級，煙霧探測電路和基準電壓探測電路均包括一個獨立的煙霧傳感器，煙霧探測電路的煙霧傳感器暴露在空氣中，基準電壓探測電路的煙霧傳感器與空氣隔絕；煙霧探測電路和基準電壓探測電路的輸出經過電壓跟隨器送至運算放大電路，再送至比較電路，將比較結果輸出到單片機顯示模塊處理并在顯示屏上顯示煙霧大小等級。能夠檢測到很小的煙霧，從而在火災初始時就能發出警報。
【專利說明】
一種煙霧探測分級報警器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種高靈敏度煙霧探測分級報警器，屬于電子電路技術領域。
【背景技術】
[0002]在當代社會中，火災報警器的應用越來越普及，幾乎在所有的建筑內都能見到其身影，但是，目前的大多數火災報警器不管火情的大小都發出相同的報警，不能夠根據實際情況給出不同的報警等級，這不利于救援人員及早獲得火情消息，有針對性地攜帶滅火器材，這將增大火勢蔓延的風險。因此有必要設計一種能夠根據火情的不同程度發出不同等級警報的火災報警器。
【實用新型內容】
[0003]目的:為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提供一種煙霧探測分級報警器，具有高靈敏度，能夠檢測到很小的輸出電壓的變化，從而能夠檢測到很微弱的煙霧。另夕卜，本實用新型能夠根據煙霧濃度的大小顯示不同的等級，方便使用者選擇恰當的處理方式。
[0004]技術方案:為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0005]—種煙霧探測分級報警器，其特征在于:包括煙霧探測電路、基準電壓探測電路、電壓跟隨器、5V獨立供電電路、運算放大電路、比較電路和單片機顯示模塊;所述煙霧探測電路與基準電壓探測電路并聯連接，并分別在煙霧探測電路與基準電壓探測電路的輸出端串聯一個電壓跟隨器作為與運算放大電路間的緩沖級，煙霧探測電路和基準電壓探測電路均包括一個獨立的煙霧傳感器，其中，煙霧探測電路的煙霧傳感器暴露在空氣中，基準電壓探測電路的煙霧傳感器與空氣隔絕;煙霧探測電路和基準電壓探測電路的輸出經過電壓跟隨器送至運算放大電路，再送至比較電路，比較電路再將比較結果輸出到單片機顯示模塊處理并在顯示屏上顯示煙霧大小等級。
[0006]作為優選方案，所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述煙霧傳感器為MQ-2煙霧氣敏傳感器，供電電壓為5V，靜態時輸出為0.1-0.2V，當檢測到煙霧時，輸出電壓增大，煙霧濃度越高，輸出電壓越大。
[0007]作為優選方案，所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述電壓跟隨器采用LM358集成運放，采用5V單電源供電。
[0008]作為優選方案，所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述運算放大電路采用LM358集成運放，LM358集成運放兩輸入端分別接IK的分壓電阻，同相端再通過1K電阻接地，反相端與輸出端之間接1K反饋電阻。
[0009]作為優選方案，所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述比較電路中，五個等電位電阻串聯接至電源兩端，每兩個等電位電阻之間有一電位，共形成了四個等差電位，而四個比較器的反相端則分別接在這五個電阻之間，四個比較器的比較基準電壓分別為1V、2V、3V、4V，四個比較器產生四個輸出依次輸入到單片機的不同端口，四個比較器的輸出端分別接上拉電阻。
[0010]作為優選方案，所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述比較器為LM393集成比較器。
[0011 ]作為優選方案，所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述單片機顯示模塊可根據四位輸入信號的不同值，驅動顯示屏顯示不同的煙霧等級，煙霧等級共五級，按煙霧濃度從小到大依次為安全、四級報警、三級警報、二級警報、一級警報。
[0012]有益效果:本實用新型提供的煙霧探測分級報警器，使用MQ-2煙霧氣敏傳感器制作煙霧探測電路和基準電壓探測電路。煙霧探測電路和基準電壓探測電路的電壓信號各自經過電壓跟隨器后，再經運算放大電路后就可以得到一個輸出電壓信號，將該電壓信號輸入比較電路的比較端與基準電壓比較，并產生輸出信號，最終將輸出信號輸入到單片機進行處理，單片機顯示模塊將根據輸入信號的不同顯示不同的報警等級;具有高靈敏度，能夠檢測到很小的輸出電壓的變化，從而能夠檢測到很微弱的煙霧，能夠在火災初始時就能發出警報。另外，本實用新型能夠根據煙霧濃度的大小顯示不同的等級，方便監控人員根據煙霧等級做出合適的反應。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的整體電路圖；
[0014]圖中I為煙霧探測電路，2和6為電壓跟隨器，3為5V獨立供電電路，4為運算放大電路，5為基準電壓探測電路，7為比較電路，8為單片機顯示模塊；
[0015]圖2是電壓跟隨器電路圖；
[0016]圖3是運算放大電路圖；圖中Rl為反相輸入端分壓電阻，R2為同相輸入端分壓電阻，R3為反饋電阻，R4為接地電阻；
[0017]圖4是比較電路電路圖；圖中R5、R6、R7、R8、R9為等電位電阻，R10、R11、R12、R13為上拉電阻。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0019]如圖1所示，一種煙霧探測分級報警器，包括煙霧探測電路1、基準電壓探測電路5、電壓跟隨器2、6、5V獨立供電電路3、運算放大電路4、比較電路7和單片機顯示模塊8;所述煙霧探測電路I與基準電壓探測電路5并聯連接，并分別在煙霧探測電路I與基準電壓探測電路5的輸出端串聯一個電壓跟隨器作為與運算放大電路間的緩沖級，煙霧探測電路I和基準電壓探測電路5均包括一個獨立的煙霧傳感器，其中，煙霧探測電路的煙霧傳感器暴露在空氣中，基準電壓探測電路的煙霧傳感器與空氣隔絕;煙霧探測電路I和基準電壓探測電路5的輸出經過電壓跟隨器2、6送至運算放大電路4，再送至比較電路7，比較電路7再將比較結果輸出到單片機顯示模塊8處理并在顯示屏上顯示煙霧大小等級。
[0020]煙霧探測電路I與基準電壓探測電路5并聯連接，并分別在電路后串聯一個電壓跟隨器作為與運算放大電路間的緩沖級，其中兩個探測電路的探頭都用的是MQ-2煙霧氣敏傳感器，由于MQ-2煙霧氣敏傳感器的靈敏度很高，因此該報警器能夠探測到很小的煙霧。兩個探測電路的輸出信號在經過運算放大電路后，其電壓差將被放大10倍。再將比較電路串聯到運算放大電路后面，輸入到比較電路的電壓信號將通過四個比較器分別于四個基準電壓比較，根據比較結果的不同，比較電路將會輸出不同的信號，最后四個比較器的輸出信號將會輸入到單片機中處理并顯示相應的報警等級。實際使用中，將煙霧探測電路探頭暴露在空氣中，基準電壓探測電路探頭與空氣隔絕，整個電路固定于建筑物如倉庫的天花板上。如果無火災，兩個探測電路的輸出電壓相同，則在比較電路中的四個比較器的輸出信號從上至下為0000，屏幕上顯示為“safe”，如果出現火情，隨著火情的增大，輸出信號將依次變為
0001、0011、0111、1111，顯不屏上一次顯不為 “class4”、“class3”，“class2”、“classI”。這樣，通過電路輸入到單片機的信號不同，報警器就夠可以發出不同級別的報警。管理人員通過單片機驅動的顯示屏所顯示的報警等級對火勢大小可以做出初步判斷，從而可做出相應的反應。
[0021]如圖2所示，為電壓跟隨器2、6，包括5V電壓源合LM358集成運放。LM358的輸出端與其反相輸入端用導線導通，構成反饋電阻幾乎為零的反饋電路，并用5V電壓源供電，其電壓增益基本為I，低頻特性良好。
[0022]如圖3所示，為運算放大電路4，LM358集成運用由5V電壓源供電，在其兩個輸入端都接入IK的分壓電阻，以減小輸入到運放的電壓，并在其同相輸入端并聯入1K的接地電阻，在其輸出端與反相輸入端之間接入1K的反饋電阻。該電路可以將輸入端的電壓差放大1倍。
[0023]如圖4所示，為比較電路7，由5V電壓源供電，并在電壓源兩端串聯5個IK的電阻，使得在每個電阻上都是等壓的。在每兩個電阻之間都接入一個LM393集成比較器的反相輸入端，每個接入點與接地端之間的電壓被作為每個比較器的基準電壓，其基準電壓從左至右依次為1V、2V、3V和4V。同相輸入端同運算放大電路的輸出端串聯起來。在每個LM393集成運放的輸出端接入3K的上拉電阻，并將上拉電阻接5V電壓源。
[0024]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種煙霧探測分級報警器，其特征在于:包括煙霧探測電路、基準電壓探測電路、電壓跟隨器、運算放大電路、比較電路和單片機顯示模塊;所述煙霧探測電路與基準電壓探測電路并聯連接，并分別在煙霧探測電路與基準電壓探測電路的輸出端串聯一個電壓跟隨器作為與運算放大電路間的緩沖級，煙霧探測電路和基準電壓探測電路均包括一個獨立的煙霧傳感器，其中，煙霧探測電路的煙霧傳感器暴露在空氣中，基準電壓探測電路的煙霧傳感器與空氣隔絕;煙霧探測電路和基準電壓探測電路的輸出經過電壓跟隨器送至運算放大電路，再送至比較電路，比較電路再將比較結果輸出到單片機顯示模塊處理并在顯示屏上顯示煙霧大小等級。2.根據權利要求1所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述煙霧傳感器為MQ-2煙霧氣敏傳感器，供電電壓為5V，靜態時輸出為0.1-0.2V，當檢測到煙霧時，輸出電壓增大，煙霧濃度越高，輸出電壓越大。3.根據權利要求1所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述電壓跟隨器采用LM358集成運放，采用5V單電源供電。4.根據權利要求1所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述運算放大電路采用LM358集成運放，LM358集成運放兩輸入端分別接IK的分壓電阻，同相端再通過1K電阻接地，反相端與輸出端之間接1K反饋電阻。5.根據權利要求1所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述比較電路中，五個等電位電阻串聯接至電源兩端，每兩個等電位電阻之間有一電位，共形成了四個等差電位，而四個比較器的反相端則分別接在這五個電阻之間，四個比較器的比較基準電壓分別為IV、2V、3V、4V，四個比較器產生四個輸出依次輸入到單片機的不同端口，四個比較器的輸出端分別接上拉電阻。6.根據權利要求5所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述比較器為LM393集成比較器。7.根據權利要求1-6任一項所述的煙霧探測分級報警器，其特征在于:所述單片機顯示模塊可根據四位輸入信號的不同值，驅動顯示屏顯示不同的煙霧等級，煙霧等級共五級，按煙霧濃度從小到大依次為安全、四級報警、三級警報、二級警報、一級警報。
【文檔編號】G08B17/10GK205563913SQ201620312486
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】李磊, 殷小明, 彭謹
【申請人】河海大學常州校區