危险气体泄漏报警设计论文文档格式.docx

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3.1.1红外线报警器的论证4

3.1.2被动式热释电红外报警器的论证4

3.2方案二：

危险气体报警器的论证5

3.2.1催化燃烧式可燃气体报警器的论证5

3.2.2利用集成运放完成的气体报警器的论证5

3.3方案三：

无线发射与接收的论证6

3.3.1VD5026VD5027无线发射与接收电路的论证6

3.3.1PT2262PT2272无线发射与接收电路的论证6

3.4方案四：

单片机的论证7

4危险气体泄露报警器设计8

4.1可燃性爆炸气体的形成8

4.2可燃气体报警器的分类8

4.2.1按使用方法分类8

4.2.2按传感器原理分类8

4.3主要技术指标9

4.3.1技术参数9

4.3.2主要特性9

4.3.3器件选择10

4.4工作原理10

4.5可燃气体报警器的应用范围12

4.5.1用于监测报警12

4.5.2寻找泄漏点12

4.5.3个人防护12

4.6可燃气体报警器的安装12

4.7可燃气体报警器的维护13

4.8可燃气体报警器校准14

4.8.1直接校准14

4.8.2相对校准14

4.9可燃气体检测器的防爆14

5.红外热释电报警器的电路的设计15

5.1BISS0001的结构和工作原理15

5.1.1BISs0001引脚功能说明15

5.1.2BISSO001的电气参数16

5.1.3BISSO001工作原理16

5.2BISS0001在热释电红外报警应用电路17

5.3安装调试19

6.PT2262PT2272编码解码电路的设计20

6.1PT2262PT2272编码解码芯片介绍20

6.1.1PT2262PT2272特点20

6.1.2PT2262PT2272应用范围20

6.1.3PT2262引脚见图3—120

6.1.4PT2262参数如表3—221

6.1.5PT2272解码电路引脚见图3—222

6.1.6PT芯片的地址编码设定和修改23

6.2PT芯片的发射与接收23

6.2.1PT芯片的发射与接收应用电路的设计24

6.2.2PT2272接收电路设计25

7.单片机显示电路的设计26

7.1MCS-51单片机的介绍26

7.2单片机的结构有类型27

7.3MCS-51的引脚说明28

7.4单片机显示电路原理30

参考文献33

附录34

致谢40

引言

随着石油化工行业的发展，易燃、易爆气体的种类和使用范围都随之增加。

这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，与空气混合后将会引发火灾，一旦浓度达到爆炸极限将会引发爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。

由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力作用下，可燃气体会沿着地表面迅速扩散，形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域。

这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。

一旦发生可燃气体泄漏事故，必须尽快采取相应措施进行处置，才能将事故损失降到最低。

及时可靠地探测空气中可燃气体的含量，及时采取有效措施进行补救，采取正确的处置方法，减少泄漏引发的事故，是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。

这就对可燃气体的检测和监测设备提出了较高的要求。

作为一种重要的气体报警器，近年来得到了广泛的使用。

随着各种天然气、煤气、液化气的开发和使用，各种可燃性气体散发在工作场所和人们生活中。

为了有效地进行燃气生产中的气体成分分析、环境保护中的空气污染检测和对民用燃气泄漏的检测及报警，国内外科研人员很早就致力于研究可燃气体的检测方法和控制方法，研制各式各样的气体检测和分析仪器，用于环境监测、生产过程中的监控及气体成分分析、气体泄漏报警等。

传统的可燃性气体报警器大多是被动式现场报警，不能进行远程监控报警，也很少能主动切断气源，所以需要设计一种智能的可燃性气体报警器。

随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。

现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。

由于红外线是非可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安防装置中得到了广泛的应用。

此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。

目前，市场上还没有出现一种既可以监控各种天然气、煤气、液化气又可以作为小区智能报警系统，因此，设计一种两种功能都有的报警系统非常必要，它即可以完成可燃性气体和有毒性气体的检测、报警及远程监控，又可以检测现场是否有人在可燃性气体和有毒性气体的现场，以便及早提供救援，可以将损失降到最低，还可以监控是否有人未经许可闯入危险环境，在工厂、企业和家庭都非常适用。

１总　述

目前，市场上还没有出现一种即可以监控各种天然气、煤气、液化气又可以作为小区智能报警系统，因此，设计一种两种功能都有的报警系统非常必要，它即可以完成可燃性气体和有毒性气体的检测、报警及远程监控，又可以检测现场是否有人在可燃性气体和有毒性气体的现场，以便及早提供救援，可以将损失降到最低，还可以监控是否有人未经许可闯入危险，非常适用在工厂、企业和家庭中应用。

２设计要求

可燃气体报警自动启停抽排风装置，是通过实时检测油气生产和处理装置现场安装的可燃气体报警探头或火焰探头的输出信号，判断各点的天然气浓度是否达到报警状态。

一旦现场某一点或多点的可燃气体浓度达到报警状态，现场报警器输出报警信号，该装置一方面自动启动安装在现场的风机抽排风，一方面自动向上一级自控系统发出区域报警信号，一旦现场所有点的可燃气体浓度低于报警临界状态，则该装置停止现场的风机工作，恢复完好待用状态。

同时，风机的启停也可通过现场的开关的控制随时启停。

无线可燃气体泄漏报警器适用于各种可燃气体（液化气、天然气、城市煤气）泄漏探测报警，即可独立工作，也可方便地配合小区防盗现场报警器与企业无线防盗报警组网使用。

近年来，随着改革开放的深入发展，人民的生活水平有了很大提高。

各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有，并且人们手中特别是城市居民的积蓄也十分可观。

因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分关心。

目前，许多家庭使用了较为安全的防盗门，如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。

为此，提出“无线防盗报警器”的设计任务。

该报警器适用于家庭防盗、也适用于中小企事业单位。

其特点是灵敏、可靠，一经触发，可以立即报警；

也可以延时1～35s（秒）再报警，以增加报警的突然性与隐蔽性。

3方案论证及说明

防盗报警器的论证

3.1.1红外线报警器的论证

红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。

此类装置设计的要点：

其一是能有效判断是否有人员进入；

其二是尽可能大地增加防护范围。

当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。

至于报警可采用声光信号。

此类报警器的要点在于红外线信号的发射与接收部分，由于目在市场上常用的红外线发射器件和接收器件都具有频率选择性，因此要想得到较好的传输距离和稳定的性能，必须将驱动红外线发射管工作的振荡电路频率调整在红外发射器件的工作频率附近，现大部分产品的频率为38KHz，我们在设计该电路时，也是让其555电路组成的振荡器工作在38KHz附近。

至于接收电路，作为报警工作的话，没有像红外线通讯那样要精确地还原出发射端发射的每一个数据，因此相对来说，要求可以放宽一些，设计时可以通过低通滤波，加倍压整流等措施，将发射的红外线信号转变成用于控制的直流控制电压，可以理解为：

当有红外线信号收到时输出一个高电平信号，如果有人阻断了红外线信号，输出一个低电平信号，后续电路通过这个低电平信号启动报警。

从实际的效果来看，报警信号必带有锁存功能，即当有人进入设防区域后报警信号就被锁住即使人离开，报警也将继续，直到人为的按动复位键才停止报警。

存在的问题

1.安装时要求严格，精度要求高，有角度限制。

2.对安装场所及位置要求高，有时需要多组发射与接收对管。

3.发射与接收易受到干扰，手机，各种红外遥控器的干扰，误报率高。

4.使用寿命短，监控时电源不可间断，对红外发射与接收对管的寿命影响很大。

3.1.2被动式热释电红外报警器的论证

BISS0001是一款高性能的被动式热释电红外线传感信号处理器．它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关，这里介绍BISS0001原理和结构以及利用BISS0001设计一种红外线感应报警装置．

热释电传感器是一种近十几年发展起来的新型红外传感器，在红外检测领域中占有越来越重要的地位，已广泛应用于红外测温、红外报警、工业过程自动监控、激光测量、光谱分析、气体分析、红外摄像和空间技术等诸多方面。

与其它红外传感器相比，突出的优点之一是可在室温条件下工作，无需致冷。

尽管如此，对于它的温度稳定性仍有必要研究。

这是因为这种传感器的应用场合不同，环境温度可能差别很大。

BISS0001是一款高性能的被动式热释电红外线传感信号处理器．它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关，BISSO001采用高性能CMOS工艺制造，功耗很低；

工作电压是3～6V，推荐使用5V；

当工作电压为5V时，输出的驱动电流对应为10mA；

工作温度为-20—70℃；

贮存温度-40—125℃。

热释电红外线传感器能克服红外传感器的缺点，所以采用方案二。

危险气体报警器的论证

3.2.1催化燃烧式可燃气体报警器的论证

催化燃烧式可燃气体报警器探测器由一对催化燃烧式检测元件组成，其中一个元件对可燃气体非常敏感（该元件上涂有多层催化剂），另一个元件不敏感，不敏感元件用于补偿环境变化。

这一对催化燃烧式检测元件与电路板上一对电阻构成惠斯通电桥，当周围环境存在可燃气体时，在催化剂的作用下敏感元件上发生催化燃烧（这种燃烧是阴燃，不会引爆外界可燃气体），使其温度升高（可高达500℃），从而使其电阻增大，这样，电桥失去平衡，探测器产生与气体浓度成正比的电信号，经电路部分放大后，由控制器报警。

缺点是成本高，不容易扩展，安装调试复杂，受外界影响较大，所以不采用。

3.2