项目6.3气敏传感器在有害气体检测中的应用（课件）- 《传感器与检测技术》同步教学（清华大学版）

06 一月 2024 1 项目三 气敏传感器在有害气体检测中的应用 一、项目目标 应用气体传感器设计一有害气体泄露报警与控制电路，并会调试电路。通过该项目的学习，掌握气体传感器的特点，知道其主要参数，学会正确选用气体传感器。 二、项目分析 气体传感器是一种能够感知环境中某种气体及其浓度的敏感元件，本项目主要以电阻型气体传感器为例，实现某种气体（如家用燃气）的检测与报警，并通过一定的方式（如通风）来减少该种气体的浓度，减少安全隐患。 其他传感器的应用 06 一月 2024 2 目前，气体传感器生产厂商较多，型号、性能也各不相同，图6.18为MQ系列气敏传感器外形图如图6.18所示。 图6.18 MQ系列气敏传感器外形图 其他传感器的应用 06 一月 2024 3 MQ-6气体传感器主要参数表如表6.5所示。 其他传感器的应用 06 一月 2024 4 MQ-6是一种电阻型气体传感器，当MQ-6置于浓度不同的某种气体中时，其A、B间的敏感电阻值不同（电路连接时将两个A引脚接到一起，两个B引脚接到一起），根据电阻值变化即可知道气体浓度。实际测量中，通常将传感器和电阻串联实现检测，图6.19（c）为气体传感器测试电路，图中RL为负载电阻。 其他传感器的应用 06 一月 2024 5 由图可知，在RL一定的情况下，当气体浓度不同时，传感器的敏感体电阻值改变，输出电压Vout也就不同，即： 一般情况下，气体浓度愈高，其敏感体电阻值愈小。 （6.3） 其他传感器的应用 06 一月 2024 6 三、项目实施： 1．电路原理 可燃气体泄露报警控制电路如图6.20所示。 图6.20 可燃气体泄露报警控制电路 其他传感器的应用 06 一月 2024 7 该报警器主要由电源、传感器检测电路、传感器预热电路及报警与控制电路四部分组成。电源部分由BRIDEG1、C1、U1、C2及LED1、R1组成，变压器将220V市电降为7.5V的交流电压，经BRIGERG1、C1整流、滤波后得到9V的直流电压，一方面作为LM324和报警与控制电路的供电电源，另一方面经U1稳压后作为其它电路的电源。传感器检测电路由MQ6、RP1、RP2、R2、R3、R4及U2B组成，RP1用于调节传感器的灵敏度，RP2用于调节报警电路的起控浓度，调节RP2可以使U2B反相端电位在2.25V到5V之间变化。 其他传感器的应用 传感器预热电路由D1、D2、U2A、R5、R6、R7、R8、C3和LED2组成，主要是防止在接通电一段时间内传感器电路发生误动作。在接通电源的一段时间内（其延时时间可由公式 来计算），使U2A输出电压为0，使D1导通，封锁了传感器的输出信号，防止传感器在预热阶段电路发生误动作。 06 一月 2024 8 其他传感器的应用 06 一月 2024 9 报警与控制电路由R9、R10、Q1、LED3、D3、K1、蜂鸣器及排气扇组成，当Q1导通时，蜂鸣器、LED3发出声光报警信号，且K1得电，常开触点闭合，排气扇电机得电，启动电扇，将室内空气排出，以降低气体浓度。TEST开关用于电路测试，不管在什么状态下，只要按下TEST开关，U2B输出较高的电压，使Q1导通，发出报警信号。 其他传感器的应用 06 一月 2024 10 在接通电源时，预热控制电路起作用，U2A输出电压为0，D1导通，使U2B同相端电位较低（小于反相端电位），此时U2B输出电压0，Q1截止，报警与控制电路不动作。经过一段时间（取决于R6对C3的充电时间）后，U2A的同相端电压高于反相端电压，U2A输出高电压，D1截止，传感器检测信号可以送U2B。此时，若被测气体浓度高于报警点，则U2B的同相端电位高于反相端，U2B输出高电压，Q1导通，发出声光报警信号；若被测气体浓度低于报警点，则U2B反相端电位高于同相端，U2B输出低电压，Q1截止，报警电路不工作。 其他传感器的应用 06 一月 2024 11 3．电路制作 按原理图选择合适元器件，焊接好电路即可，其中继电器K1应选择固态继电器或者密封较好的电磁继电器。 4．电路调试 电路制作完成后，先进行灵敏度的调节。采用标准浓度的被测气体进行调节，通过调节RP1使U2B同相端的电位高于2.25V即可（若是线性电路的话，则要求测量最大浓度时其输出电压不高于5V，如1000ppm）。 其他传感器的应用 06 一月 2024 12 灵敏度调节完成后，调节控制浓度，即当被气