專利名稱：一種家用燃氣泄漏報警及處理裝置的制作方法
技術領域：
一種家用燃氣泄漏報警及處理裝置
技術領域：
本實用新型涉及一種燃氣泄漏報警裝置，特別是一種家用燃氣泄漏報警及處理裝置。
背景技術：
隨著城鎮(zhèn)管道和罐裝燃氣的推廣普及，家庭使用液化氣、煤氣作為燃料的用戶越 來越多，這些燃料在給人們生活帶來方便的同時，也帶來了危害，尤其近年來，由于液化氣、 煤氣引起的火災逐年增加，究其原因，都是因為這些燃氣不慎泄露時沒有及時發(fā)現(xiàn)并處理 而引起的。為了防止這些不幸的發(fā)生，安裝燃氣報警器已經(jīng)越來越受到重視。目前，燃氣報 警器的發(fā)展很不平衡，要么是由PC機值守的大型集群監(jiān)控系統(tǒng)，其雖然技術先進但價格昂 貴，必須設置專用機房和專人管理，因此，其使用范圍局限于條件較好，物業(yè)管理水準較高 的住宅區(qū)或單位；要么是一般的燃氣報警器，但是，卻存在諸多缺點，例如功能單一，可靠性 差，傳感器損壞不易發(fā)現(xiàn)，不能更換等，此外，有的產(chǎn)品利用燃氣管道專用電磁閥控制氣源， 其安裝需拆動原管路，須報請燃氣公司派專人處理，十分麻煩，因此，難為廣大用戶所用。鑒于以上問題，實有必要提供一種可以解決上述技術問題的家用燃氣泄漏報警及 處理裝置。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其可 以自行進行應急處理并及時發(fā)現(xiàn)元件損壞情況。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種家用燃氣泄漏報警及處理裝置，包括單 片機以及被單片機控制的檢測電路、聲光報警電路，以及應急處理電路，檢測電路包括氣敏 傳感器以及與氣敏傳感器相連的燃氣泄漏檢測電路和氣敏傳感器自檢電路，其中，燃氣泄 漏檢測電路和氣敏傳感器自檢電路的輸出端分別與單片機的輸入端相連，聲光報警電路和 應急處理電路分別與單片機的輸出端相連。優(yōu)選地，所述應急處理電路包括排風裝置和閥門開閉裝置，所述排風裝置和閥門 開閉裝置分別連接在單片機的輸出端，且單片機輸入端分別連接有控制排風裝置的開關 SD1和控制閥門開閉裝置的開關SD2。優(yōu)選地，所述燃氣泄漏檢測電路設置有調節(jié)燃氣報警限的電位器RP1，該電位器 RPl與氣敏傳感器的檢測端連接。優(yōu)選地，所述聲光報警電路包括聲音報警裝置和發(fā)光報警裝置，所述發(fā)光報警裝 置包括連接在單片機輸出端且發(fā)不同顏色光的第一發(fā)光二極管和第二發(fā)光二極管，所述聲 音報警裝置連接在單片機輸出端。優(yōu)選地，所述閥門開閉裝置至少包括電動機和撥塊，所述電動機安裝于表前閥上， 且與表前閥相對設置，所述撥塊固定在電動機的軸端，并套在表前閥的軸上。[0011]優(yōu)選地，所述單片機的輸出端連接有控制電動機通電時間的第一驅動電路，該第 一驅動電路以單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為核心。所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器采用型號為74LS121的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。優(yōu)選地，所述排風裝置包括排風扇以及驅動排風扇的第二驅動電路。優(yōu)選地，所述氣敏傳感器通過七腳電子管座連接在電路中。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型家用燃氣泄漏報警及處理裝置至少具有以下優(yōu)點 由于本實用新型報警及處理裝置設置有燃氣泄漏檢測電路和應急處理電路，因此，其可以 及時發(fā)現(xiàn)燃氣泄漏現(xiàn)象，并自行進行應急處理，如此，避免了危害的發(fā)生；另外，由于本實用 新型報警及處理裝置還設置有氣敏傳感器自檢電路，因此，當氣敏傳感器損壞時，用戶可以 及時得知，并進行更換，從而，防止了因氣敏傳感器損壞而不能及時發(fā)現(xiàn)并處理危害的現(xiàn)象 發(fā)生。

圖1是本實用新型家用燃氣泄漏報警裝置的系統(tǒng)框圖；圖2是本實用新型家用燃氣泄漏報警裝置的單片機引腳配置圖；圖3是本實用新型家用燃氣泄漏報警裝置的檢測電路圖；圖4是本實用新型家用燃氣泄漏報警裝置的第一驅動電路具體實施方式請參閱圖1至圖4所示，本實用新型家用燃氣泄漏報警及處理裝置包括以單片機 為核心的中央處理單元、檢測電路，以及被中央處理單元控制的聲光報警電路和應急處理 電路。1.檢測電路檢測電路，其輸出端與單片機的輸入端相連，包括氣敏傳感器、燃氣泄漏檢測電路 和氣敏傳感器自檢電路，其電路圖如圖3所示。氣敏傳感器的型號QM，其是由金屬氧化物半導體材料制成的“氣_電”轉換器，用 于將氣信號轉換為電信號，當有燃氣泄漏時，該氣敏傳感器表面會發(fā)生化學吸附，使其本身 電阻下降，且燃氣濃度越高，其電阻下降地越多。請?zhí)貏e參閱圖3所示，燃氣泄漏檢測電路由電位器RPl、RP2、RP3、電阻R2、三極管 VTl和電容C2組成，電位器RPl連接在氣敏傳感器的檢測端，調節(jié)電位器RPl的阻值可以設 定不同燃氣的報警限；電容C2為延時電容，連接在三極管VTl輸出端，用于減小氣敏傳感器 初始穩(wěn)態(tài)的影響；當環(huán)境中的燃氣濃度大于報警限時，氣敏傳感器將檢測到的氣信號轉換 成電信號，并通過三極管VTl的發(fā)射極反饋給單片機。請繼續(xù)參閱圖3所示，氣敏傳感器自檢電路由電阻R3 R7和三極管VT2、VT3組 成，氣敏傳感器正常未損壞時，電阻R3上有電壓信號，而當氣敏傳感器損壞時，電阻R3上無 電壓，信號為0，此時，三極管VT3集電極輸出低電平至單片機。值得注意的是在本實施方式中，氣敏傳感器不是直接焊接在電路板上的，而是通 過七腳電子管座與電路連接，如此，當氣敏傳感器損壞時，只需要將其從管座中拔出更換即 可，如此，解決了氣敏傳感器更換困難的問題。[0027]2.單片機單片機是本實用新型報警裝置的核心，選用Atmel公司型號為AT89C51的單片機， 其引腳分配如圖2所示，引腳Pl. 0和Pl. 1分別連接有開關SDl和SD2 ；氣敏傳感器的損壞 信號和燃氣泄漏信號分別從引腳P3. 2和P3. 3輸入到單片機，同時，引腳P3. 2和P3. 3是單 片機AT89C51的兩個中斷觸發(fā)信號；單片機的輸入端還分別連接有晶振電路和復位電路， 晶振電路由電容C1、C2和電阻X組成，用于提供工作信號脈沖，復位電路由MAX813L芯片組 成，當單片機瞬間掉電時，復位電路可以保存重要數(shù)據(jù)，以免數(shù)據(jù)丟失；聲光報警信號和應 急處理信號分別從引腳P2. 0 P2. 4輸出。3.聲光報警電路聲光報警電路包括聲音報警裝置和發(fā)光報警裝置，所述發(fā)光報警裝置包括發(fā)紅光 的第一二極管和發(fā)黃光的第二二極管，且分別連接在單片機的輸出引腳P2. 0和P2. 1上。 當單片機確認為事故泄漏時，即驅動發(fā)紅燈的第一二極管，紅色LED燈亮，當單片機確認為 氣敏元件損壞時，驅動發(fā)黃光的第二二極管，黃色LED亮。聲音報警裝置包括蜂鳴器和三極 管，該三極管經(jīng)單片機控制并驅動蜂鳴器。4.應急處理電路應急處理電路包括排風裝置以及閥門開閉裝置，所述單片機輸入端連接有控制排 風裝置的開關SDl和控制閥門開閉裝置的開關SD2。排風裝置由排風扇和第二驅動電路組成，當單片機確認是燃氣泄露事故發(fā)生時， 其通過第二驅動電路而驅使排風扇打開，從而驅除室內的燃氣。閥門開閉裝置至少包括交流發(fā)動機(與減速器一體設計)和撥塊。電動機通過撥 塊與表前閥連接，其中，撥塊固定在電動機軸端，并套在表前閥的軸上，因此，當電動機轉動 時，表前閥在撥塊的帶動下，也一起轉動，相當于人手控制閥門開閉。表前閥從開位到閉位或者從閉位到開位，表前閥的軸和電動機的軸都必須旋轉四 分之一圈，即90度，電動機的轉動以及表前閥的開閉采用如圖4所示的第一驅動電路實現(xiàn)， 第一驅動電路的連接關系以及控制關系如下第一驅動電路用于設定電動機的通電時間，以單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121為核心，單 片機的輸出端引腳P2. 4通過電容C6與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121連接；此外，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74LS121的輸入端連接有電阻R13和電容C7，且電阻R13并聯(lián)有電阻R12 ；輸出端連接有三 極管VT6，三極管VT6的集電極連接有電阻R14 ；三極管VT6的發(fā)射端串聯(lián)有二極管VD2，電 動機M并聯(lián)在二極管VD2兩端。當單片機檢測到燃氣泄漏發(fā)生時，即向引腳P2. 4發(fā)出一個 負脈沖，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121接收到該負脈沖后，其輸入端引腳3、4受到該負脈沖的觸 發(fā)，引腳6輸出正單脈沖，其脈寬1 = 0. 7R13C7，而電動機轉動四分之一圈所需的時間T為 T= 15/n，單位秒，其中，η為電動機減速后的轉速(單位圈/分鐘)，因此，可以通過調 節(jié)電阻R13的阻值而使得tw = Τ,即R13 = 15/(0. 7nC7)，如此，確保閥門開閉裝置開閉準 確到位。下面將介紹本實用新型報警及處理裝置的工作過程當氣敏傳感器損壞時，檢測電路中的R3兩端沒有電壓，信號為0，此時三極管VT3 的集電極輸出高電平至單片機，單片機接收到該信號后，即控制報警電路驅動發(fā)黃光的第 二二極管發(fā)黃光，同時，單片機驅動聲音報警裝置進行報警，與此同時，單片機控制引腳P2. 4，使其發(fā)出負脈沖，使閥門開閉裝置關閉表前閥以切斷氣源，如此，用戶就可以及時得 知氣敏傳感器損壞的信息，及時更換氣敏傳感器，避免因為氣敏傳感器損壞而引起的危害 發(fā)生。當環(huán)境中有燃氣時，氣敏傳感器即可感應到，并將該氣信號轉換為電信號傳輸給 單片機，此時，單片機的引腳P3. 3即由低電平變?yōu)楦唠娖剑瑫r，單片機調用延時程序進行 計時，如果在設定時間內，環(huán)境中的燃氣消失，則認為是干擾信號，單片機的引腳P3. 3由高 電平變成低電平，單片機不做處理；如果在設定的時間結束后，環(huán)境中的燃氣還沒有消失， 且濃度越來越高，則認為是燃氣泄漏事故，此時，單片機的引腳P3. 3仍保持高電平，同時， 單片機向應急處理電路和聲光報警電路發(fā)出指令，進行報警和應急處理，即蜂鳴器打開，紅 色的LED發(fā)光以提醒用戶，同時，表前閥在單片機的控制下關閉以切斷氣源防止燃氣繼續(xù) 泄漏，排風扇打開以驅散室內的燃氣。在本實用新型中，當有燃氣泄漏發(fā)生時，報警裝置可以進行聲光報警，同時，實現(xiàn) 相應的應急處理，即排風和關閉閥門切斷氣源；當氣敏傳感器損壞時，該報警裝置也可以檢 測出來，并進行報警以提醒用戶更換；閥門開閉裝置簡單，獨特，不需要拆動原管路，因此， 使用非常方便，適合廣大燃氣用戶使用。此外，需要特別說明的是在本實用新型報警裝置中，閥門開閉裝置不僅結構簡 單，造價低，而且開閉動作平穩(wěn)，容易控制，準確性高；特別值得一提的是由于本實用新型 的閥門開閉裝置位置靈活，因此，其具有很強的適應性，不論軸長短，管道粗細均能適應；不 論灶前閥、表前閥、耳型旋鈕閥、手柄式閥都能安裝；不論閥門或管道橫擺、豎放概能固定， 尤為重要的是開閉閥門的控制就在原管道和閥門上進行，因此，無需改動或重新安裝管道 和閥門，而且固定、使用、維修、更換都很方便，這就克服了使用專用電磁閥時的缺點，因而 容易被廣大新老燃氣用戶所接受。以上所述僅為本實用新型的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，本領域 普通技術人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術方案采取的任何等效的變 換，均為本實用新型的權利要求所涵蓋。
權利要求一種家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于包括單片機以及被單片機控制的檢測電路、聲光報警電路，以及應急處理電路，檢測電路包括氣敏傳感器以及與氣敏傳感器相連的燃氣泄漏檢測電路和氣敏傳感器自檢電路，其中，燃氣泄漏檢測電路和氣敏傳感器自檢電路的輸出端分別與單片機的輸入端相連，聲光報警電路和應急處理電路分別與單片機的輸出端相連。
2.如權利要求1所述的家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于所述應急處理電 路包括排風裝置和閥門開閉裝置，所述排風裝置和閥門開閉裝置分別連接在單片機的輸出 端，且單片機輸入端分別連接有控制排風裝置的開關SDl和控制閥門開閉裝置的開關SD2。
3.如權利要求2所述的家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于所述燃氣泄漏檢 測電路設置有調節(jié)燃氣報警限的電位器RP1，該電位器RPl與氣敏傳感器的檢測端連接。
4.如權利要求3所述的家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于所述聲光報警電 路包括聲音報警裝置和發(fā)光報警裝置，所述發(fā)光報警裝置包括連接在單片機輸出端且發(fā)不 同顏色光的第一發(fā)光二極管和第二發(fā)光二極管，所述聲音報警裝置連接在單片機輸出端。
5.如權利要求2或4所述的家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于所述閥門開 閉裝置至少包括電動機和撥塊，所述電動機安裝于表前閥上，所述撥塊固定在電動機的軸 端，并套在表前閥的軸上。
6.如權利要求5所述的家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于所述單片機輸出 端連接有控制電動機通電時間的第一驅動電路，且第一驅動電路以單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為核心， 所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出端連接有三極管VT6，所述電動機連接在三極管VT6的發(fā)射極。
7.如權利要求6所述的家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于所述單穩(wěn)態(tài)觸發(fā) 器采用型號為74LS121的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
8.如權利要求1或6或7所述的家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于所述排 風裝置包括排風扇以及驅動排風扇的第二驅動電路。
9.如權利要求1所述的家用燃氣泄漏報警及處理裝置，其特征在于所述氣敏傳感器 通過七腳電子管座連接在電路中。
專利摘要本實用新型提供了一種家用燃氣泄漏報警及處理裝置，包括單片機以及被單片機控制的檢測電路、聲光報警電路，以及應急處理電路，檢測電路包括氣敏傳感器以及與氣敏傳感器相連的燃氣泄漏檢測電路和氣敏傳感器自檢電路，其中，燃氣泄漏檢測電路和氣敏傳感器自檢電路的輸出端分別與單片機的輸入端相連，聲光報警電路和應急處理電路分別與單片機的輸出端相連，如此，當有燃氣泄漏發(fā)生時，本實用新型報警及處理裝置可以及時報警并自行做應急處理，避免了災難的發(fā)生，此外，由于該裝置設置有氣敏傳感器自檢電路，因此，如果氣敏傳感器損壞，則用戶可以及時得知并進行更換。
文檔編號G08B21/16GK201629027SQ20102010483
公開日2010年11月10日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權日2010年1月29日
發(fā)明者兀旦暉, 張俊濤, 李秦君, 李霞, 楊萍, 趙晨飛, 陳蓓 申請人:陜西科技大學