传感器与自动检测技术课程设计火灾自动监测报警系统设计文档格式.docx
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3.3.1温度传感器的型号选择………………………………11
3.3.2MAX6501/MAX6503温控开关接口电路………………11
3.3.3MAX6501/MAX6503温控开关的安装…………………11
四、课程设计总结……………………………………………12
参考文献……………………………………………………12
随着现代科学信息处理技术的高速发展，传感器技术在其中的主导地位显得越来越重要。
传感器技术是渗透到三大技术：
计算机技术、电子技术、通信技术的重要内容之一，而且它们之间相互的依赖性也越来越强。
微机处理器或计算机在测量和控制系统中得到了广泛的应用，作为信息采集系统的前端单元、传感器技术的关键部件——传感器扮演着重要的角色。
传感器相当于人的感觉器官。
广义地来说，传感器是一种：
“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“非电量转换成电量的器件或装置”。
国际电工为委员会的定义为：
“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号。
”因此，传感器是传感器技术的重要组成部分，它是测量与控制系统中信号输入的第一道关口。
目前，传感器已经运用到工农业生产、家庭生活、空间开发、海洋开发、环境气候监测、智能楼宇设计等诸多领域，它让我们的生活更加安全、舒适、便捷、丰富多彩。
同时，也推动着科学技术和社会经济不断向前发展。
一、火灾自动监测报警系统设计的目的和意义
在这个信息科技高速发展的时代，人们除了追求物质生活上的满足，更加注重精神层面的享受。
一幢冰冷的建筑物，我们可以通过一些人性化的设计和人工智能化服务，赋予它生命力，使其安全、舒适、便捷，更加适合人类居住。
对于一幢住宅或办公楼宇来说，居住的安全性能是我们首先必须考虑的。
火灾，是一种让我们谈之色变的安全事故，它来得快，难以控制，而且造成的财产损失、人员伤亡是巨大的。
在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。
随着社会的不断发展，在社会财富不断增多的同时，导致发生火灾的危险性也在增多，火灾的危害性也越来越大。
据统计资料显示，近几年来，我国因火灾造成的年均经济损失高达十几亿元。
2011年全国共接报火灾125402起，死亡1106人，受伤572人，直接财产损失18.8亿元。
所以说，具备一套安全可靠，反应灵敏的火灾自动监测装置在智能楼宇设计中尤为重要，它能在一定程度上减少甚至杜绝火灾造成的财产损失和人员伤亡。
本设计是基于智能楼宇设计的消防工作系统中用于火灾自动监测报警系统的多种传感器的选用，以此来精确、灵敏的自动探测出办公楼宇中是否有火情，给人们一个安全舒适的工作环境。
二、火灾自动监测报警系统
2.1火灾自动监测报警系统的作用
通过在办公楼宇内安装多种用于检测火灾的传感器和自动报警装置，实现对火灾情况的早期自动预警和火灾发生位置的检测，并通过启动相关的联动控制设备，实现自动灭火、火情广播、紧急疏散的功能。
2.2火灾自动检测报警系统的组成
消防联动控制主机、烟雾传感器、火焰传感器、温度传感器、自动灭火装置（洒水喷水、泡沫、粉末、卤化物灭火设备、二氧化碳等）、智能语音广播系统、消防应急灯。
2.3火灾自动检测报警系统的工作原理
火灾自动监测报警装置上采用的传感器主要有烟雾传感器、火焰传感器、温度传感器。
当火灾发生后，会产生大量的烟雾及发光、发热，监测器探测到烟雾、火焰中的紫外线及温度信息，并将这些信息传回控制室的消防联动控制主机，经控制主机分析数据信息后确定是火灾还是误报，如果是火灾则报警，系统就会自动采取必要的措施：
1显示发生火灾的位置
2开启声光报警器
3经通信网络向有关职能部门报告火情
4切断非消防电源，同时打开应急灯
5控制排烟风机和排烟阀开启
6启动自动灭火装置和防火卷帘门，电梯下降至首层
7启动公共广播系统，引导人员疏散
图2-1火灾自动监测报警系统控制框图
三、火灾自动监测报警系统中传感器的选用
火灾自动监测报警系统探测火灾发生的原理是检测火灾发生前后某个物理参数的变化。
一般可以通过检测三种物理参数的变化，判断是否有火灾发生，这三种物理参数是：
烟浓度、温度和光。
由此可以把用于火灾监测的传感器分为烟雾传感器、温度传感器和火焰传感器。
烟雾传感器检测现场烟浓度的变化，判断是否有火灾发生；
温度传感器检测现场温度的变化，判断是否有火灾发生；
火焰传感器检测红外光或紫外光光谱强度的变化，判断是否有火灾发生。
3.1烟雾传感器的选用
3.1.1烟雾传感器的型号选择
烟雾传感器能在发生燃烧前产生烟雾时，能及时发出报警，避免火灾蔓延扩大。
烟雾传感器主要用于家庭、办公楼宇、商场等场所的消防预警。
检测烟雾的器件为烟雾传感器，通常有离子化感烟传感器和光电感烟传感器两种，如专用烟雾传感器、红外线收发管等。
综合考虑器件的工作场合、性能、价位后，选用SC0069离子感烟烟雾传感器。
3.1.2SC0069离子感烟烟雾传感器及其检测集成电路
1．SC0069离子感烟烟雾传感器特征
SC0069外形结构如图3-1示：
1用计算机设计的单源双室结构；
2近似大气条件下，清洁空气中，外罩与源基极间电位9V时，收集极平衡电位保持在5～6V，也可适应其他电位条件；
3辐射安全：
单源，活度低，安全分级标准达到C64444；
4采用不锈钢和高性能塑料及钯金属、镅-241源等高耐腐蚀性材料；
5产品一致性好，组装探测不须对电离室进行逐个测量，便于自动化生产。
2.产品技术规格
外罩极与源基极间电压：
9V
环境温度：
（23+3）℃
大气压：
接近海平面，清洁空气
绝缘体漏电电流：
0.5pA
图3-1SC0069外形结构
电容：
6pF
镅-241源活度：
0.8微居
3.1.3MC14467/14468离子型烟雾检测集成电路
MC14467/14468离子型烟雾检测专用集成电路，外接烟雾传感器等少许元件就成为火灾报警电路。
MC14467/14468感烟报警电路如图3-2示。
图3-2MC14467/14468感烟报警电路
MC14467/14468集成了电池电压低告警、信号放大、振荡与定时、逻辑控制、驱动输出等电路。
没有检测到烟雾时，MC14467/14468内部振荡器以周期为1.67s的时间间隔扫描，当烟雾产生时，烟雾传感器S输出信号，经内部放大，14、16脚分别为低阻、高阻输出端，给传感器S提供偏置和反馈信号。
10、11脚输出并直接驱动压电扬声器B发出声音，每发声160ms停止80ms，以降低功耗。
同时，5脚输出1Hz信号，LED闪烁，指示工作状态。
7、12脚为定时元件，决定振荡频率，检测到烟雾信号时，振荡周期缩短为40ms。
3脚设置电池电压低告警，当电池电压低于该设定值时，检测电路停止工作，LED以1Hz的频率闪烁。
MC14467/14468电参数表
建议工作条件
参数名称
符号
数值
单位
电源电压
VDD
9.0
V
定时电阻
0.1
uF
8.2
MΩ
电池端负载（电阻或LED）
10
mA
绝对参数
直流电源电压
-0.5～+15
输入脚输入电压（8脚除外）
Vin
-0.25～VDD+0.25
各输入脚输入电流（15脚=1mA除外）
I
各输出脚电流
30
工作温度范围
TA
-10～+60
℃
储存温度范围
Tstg
-55～+125
电池接反时间
Trb
5.0
s
3.1.3SC0069离子感烟烟雾传感器的安装
1.选择好监视区域,将烟雾报警器固定安装在监视区域的
顶或天花板上即可；
2.在办公楼宇中，可将烟雾传感器安放在每一层楼的楼
夹板中用于检测输电线路和设备用电线路的短路起火检测；
3.烟雾报警器不要安装在室外；
4.烟雾报警器不要安装在给气口、换气扇、房门等风流量较大的地方;
5.烟雾报警器不要安装在超出出10~50℃,或比较潮湿的地方;
6.烟雾报警器安装位置距离墙角必须大于0.75米。
3.2火焰传感器的选用
3.2.1火焰传感器的型号选择
火焰传感器是用来检测火燃或火灭的传感器，火焰传感器有红外火焰传感器、紫外火焰传感器和复合火焰传感器。
此处选用的是G5482火焰传感器，它是一种二端元件，可以等效为对紫外线敏感的光二极管。
3.2.1G5482火焰传感器应用电路
G5482火焰传感电路如图3-3示：
:
G5482等效为紫外光二极管，早火焰中的紫外光的照射下，G5482反向电阻变小，反向电流增大，该变换经负反馈放大运算器TLC271放大后输出电压信号，火焰的强度决定了输出电压的大小。
图3-3火焰传感电路
3.2.3G5482火焰传感器的安装
在办公楼宇中，可将G5482火焰传感器同烟雾传感器一起安放在每一层楼的楼夹板中用于检测输电线路和设备用电线路的短路起火检测。
为了提高监测灵敏度，传感器电缆不应与其它电源线或信号线混在一起。
3.3温度传感器的选用
3.3.1温度传感器的型号选择
逻辑输出型集成温度传感器输出信号一般为逻辑高低电平，在火灾自动监测系统中，并不需要严格测量温度的精确数值，只需要关心温度是否超出了一个的设定范围，一旦温度超出所规定的范围，则发出报警信号，启动相关的控制设备。
3.3.2MAX6501/MAX6503温控开关接口电路
图3-4MAX6501/MAX6503温控开关接口电路
MAX6501/MAX6503是一种设计非常简单的逻辑输出型温度监控开关，它提供热温度预置门限（35～115℃），当温度高于预设门限时报警。
3.3.3MAX6501/MAX6503温控开关的安装
MAX6501/MAX6503温控开关的安装与SC0069离子感烟烟雾传感器的安装相同。
四、课程设计总结
通过本次课程设计，我对传感器在信息科学技术的运用领域的发展前景有了一定的了解，使我深深感受到科学技术的魅力。
也让我深刻的体会到，作为一名大学生，要学会自主学习，光靠老师在课堂上的讲解，是远远不够的，我们必须在课后积极主动的提高自己的科学文化素质。
此外，也培养了我独立思考和善于充分利用身边学习资源的能力，给我以后做毕业论文设计打下了一定的基
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