專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體報(bào)警兼外用電器自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是屬于氣體報(bào)警兼外用電器自動(dòng)控制裝置。
本裝置可方便的控制外接用電器，并能與各種氣敏元件接口。(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、丙烷、丁烷、石油液化氣、酒精氣、汽油氣、氨氣、煙霧……等等敏感元件)并具備了很高的靈敏度、穩(wěn)定度，消除了自身潛在的危險(xiǎn)性。
以往同類(lèi)裝置主要是由電源、檢測(cè)、控制、光指示、信號(hào)發(fā)生器、換能器(喇叭)組成。但現(xiàn)存不足的是一、自身潛在的危險(xiǎn)性1、額定工作電壓是由變壓器降壓后整流獲得。因本類(lèi)裝置的特性是長(zhǎng)期連續(xù)通電，由于過(guò)熱而燒毀變壓器的可能性便難于避免。
2、信號(hào)發(fā)生器的啟動(dòng)是由檢測(cè)信號(hào)放大后，激勵(lì)繼電器或觸發(fā)單向可控硅來(lái)控制。其弊端是繼電器觸點(diǎn)的電蝕、銹蝕會(huì)造成工作的不可靠。而可控硅的“開(kāi)關(guān)”性能在低陽(yáng)壓的條件下，工作是不穩(wěn)定的。特別當(dāng)用繼電器作為交流用電器如換氣扇等用電器的開(kāi)關(guān)時(shí)，其開(kāi)、關(guān)瞬間產(chǎn)生的電火花在監(jiān)測(cè)燃?xì)忸?lèi)氣體時(shí)，會(huì)有極大的危險(xiǎn)性。
二、較低的敏感度較低的敏感度是由主機(jī)電路中的檢測(cè)、控制回路較低的靈敏度造成的，這主要是由于檢測(cè)回路的直流工作點(diǎn)的穩(wěn)定未采取有效的補(bǔ)償措施，以致不能采用高靈敏度的設(shè)計(jì)。本述可參見(jiàn)下例中國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)和市售同類(lèi)產(chǎn)品(如天津中環(huán)宏達(dá)電子公司所產(chǎn)BM型報(bào)警器)其報(bào)警點(diǎn)的標(biāo)定CO氣體濃度550PPm時(shí)報(bào)警或爆炸下限的10％報(bào)警。而國(guó)家衛(wèi)生部門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)是空氣中一氧化碳的含量達(dá)85mg／米3時(shí)，人體便有中毒的征狀了。
上述各類(lèi)弊端在“無(wú)線電”雜志92年第1期第32頁(yè)所刊電視講座可燃?xì)怏w報(bào)警器”中，在“家用電器科技”91年第1期第9頁(yè)所刊“兩種新型自動(dòng)控制排煙報(bào)警電路”中，在中國(guó)專(zhuān)利公告說(shuō)明書(shū)如CN2056264U——多功能有害氣體聲光報(bào)警控制器、CN2055963U——可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警控制器CN2059006U——燃?xì)鈭?bào)警器、CN2061311U——全自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警裝置中分別有反映。
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有很高的靈敏度、穩(wěn)定度及改善了自身潛在危險(xiǎn)性的氣體報(bào)警兼外用電器自動(dòng)控制裝置。
本實(shí)用新型的電路系統(tǒng)包括電源、檢測(cè)、校驗(yàn)、控制門(mén)、聲光信號(hào)發(fā)生器、推動(dòng)級(jí)、換能器、交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、外負(fù)載。參見(jiàn)附圖2。其技術(shù)內(nèi)容是以無(wú)功消耗元件電容為分壓元件，以獲得低電壓輸出。以電阻、穩(wěn)壓二極管、三極管組成自動(dòng)分流器，以穩(wěn)定額定工作電壓。檢測(cè)回路采用了具有負(fù)反饋的射極輸入，并以同型號(hào)三極管作為檢測(cè)三極管的溫漂補(bǔ)償元件，以穩(wěn)定其直流工作點(diǎn)。以三極管作為聲光信號(hào)發(fā)生器的控制門(mén)。采用多諧振蕩器作為聲光信號(hào)發(fā)生器，并兼作光控制門(mén)。此信號(hào)經(jīng)功放管放大后，由變壓器推動(dòng)喇叭發(fā)出警聲。經(jīng)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換后其感生電流經(jīng)限流電阻觸發(fā)雙硅，以控制外用電器的通斷。(如通風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)與停止；滅火水路電磁閥的開(kāi)與關(guān)等等。)
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述

圖1是本電氣系統(tǒng)電路圖。
圖2是本電氣系統(tǒng)方框圖。
圖3是本裝置面板圖。
參照?qǐng)D1，交流市電由A、B端經(jīng)電容2整流管3、4、5、6與主機(jī)電路內(nèi)阻構(gòu)成回路，在C、D兩點(diǎn)分出一直流脈動(dòng)低電壓，再經(jīng)電容10平滑后供主電路工作。當(dāng)A、B斷電后電阻1為電容2泄放電荷。此電壓額定值的控制與穩(wěn)定是由穩(wěn)壓管7、電阻8、三極管9構(gòu)成的自動(dòng)分流器來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體原理如下當(dāng)市電升高時(shí)，C、D點(diǎn)分壓高，電阻8壓降大，E點(diǎn)電位升高三極管9的電導(dǎo)增大大，C、D兩點(diǎn)的電路總內(nèi)阻減小，其總內(nèi)阻與電容2分壓后基本維持C點(diǎn)電位不變，當(dāng)市電降低時(shí)，E點(diǎn)電位下降，三極管9的電導(dǎo)減小，同理，C點(diǎn)電位基本不變。當(dāng)主電路靜態(tài)工作時(shí)內(nèi)阻大，C、D點(diǎn)分壓高，E點(diǎn)電位升高，三極管9電導(dǎo)增大，其與主電路內(nèi)內(nèi)阻并聯(lián)后相當(dāng)于C、D兩點(diǎn)等放電阻基本不變。結(jié)果，C點(diǎn)基本維持原電位。當(dāng)主電路動(dòng)態(tài)工作時(shí)內(nèi)阻小，C、D兩點(diǎn)分壓低，E點(diǎn)電位下降，三極管9的電導(dǎo)減小，同理，C點(diǎn)電位基本不變。
由電阻11、13穩(wěn)壓管12、14三極管15、16電位器17氣敏元件18構(gòu)成檢測(cè)級(jí)。其中電阻11穩(wěn)壓管12為三極管16的基極提供一低于額定電源電壓中值約0.7V的電位。電阻13穩(wěn)壓管14為氣敏元件的熱絲提供一穩(wěn)定的工作電壓。電位器17氣敏元件18為三極管16發(fā)射極輸入一控制電位于F點(diǎn)，電位器自然成為穩(wěn)定三極管16直流工作點(diǎn)的負(fù)反饋元件。三極管15的基極、集電極跨接于電源正與三極管16的基極可有效的補(bǔ)償三極管16的溫度漂移。由開(kāi)關(guān)19電阻20串聯(lián)后并聯(lián)在氣敏元件的兩極以構(gòu)成校驗(yàn)回路。由電阻25、26、27、28電容29、30三極管31、32構(gòu)成的多諧振蕩器作為聲光信號(hào)發(fā)生器，并兼作發(fā)光二極管23、24的控制門(mén)。選擇電阻26、27的阻值與電容29、30的容量，使本聲光信號(hào)發(fā)生器工作在音頻段。用三極管22作為聲光信號(hào)發(fā)生器的控制門(mén)，以控制其信號(hào)的啟動(dòng)與停止，結(jié)構(gòu)為三極管22的集電極接三極管31的基極，發(fā)射極接電源負(fù)，基極經(jīng)限流電阻21接三極管16的集電極。音頻信號(hào)由G點(diǎn)提出經(jīng)限流電阻33送至三極管34進(jìn)行功放，由變壓器35偶合后經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)36或送喇叭報(bào)警，或經(jīng)電阻38觸發(fā)雙硅39導(dǎo)通啟動(dòng)外用電器。電阻40代表外用電器。整流二極管41的接入可有效地防止感生電勢(shì)對(duì)主電路的干擾，本裝置面板分布見(jiàn)附圖3，其中1為面板、2為喇叭窗孔、3為開(kāi)關(guān)、4為發(fā)光二極管。
主電路的調(diào)整及工作原理將主機(jī)置于潔凈空氣中，調(diào)整電位器17使F點(diǎn)電位逐漸上升，當(dāng)高于三極管16基極電位時(shí)，其集電極將有電流經(jīng)電阻21三極管22的基極、發(fā)射極回電源負(fù)，繼續(xù)續(xù)調(diào)高F點(diǎn)電位，使三極管22呈飽和狀態(tài)，此時(shí)，三極管31的基極電位趨向電源負(fù)，三極管31截止，三極管32導(dǎo)通，發(fā)光管24會(huì)持續(xù)發(fā)光以作電源指示，發(fā)光管23將持續(xù)熄滅。以一定含量的被測(cè)氣體如CO作用于相應(yīng)的氣敏元件18，其內(nèi)阻將減小，F(xiàn)點(diǎn)電位下降，三極管16處于反偏截止?fàn)顟B(tài)，因無(wú)電流流入三極管22基極，三極管22呈截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，多諧振蕩器進(jìn)入正常翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，發(fā)光管23、24會(huì)交替發(fā)光。因工作在音頻，由于人眼眼的殘像作用將視為同時(shí)發(fā)光，發(fā)光管24仍作電源指示，發(fā)光管23則為報(bào)警指示將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)36置于下方，此時(shí)，因變壓器的微分作用便有正、負(fù)脈沖經(jīng)電阻38觸發(fā)雙硅使其導(dǎo)通。正、負(fù)脈沖的對(duì)稱(chēng)度由調(diào)整聲光信號(hào)發(fā)生器的方波輸出占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。方法是改變電阻26、27的阻值對(duì)比差。選擇電阻20的阻值使其與氣敏元件內(nèi)阻并聯(lián)后，其等效阻值對(duì)應(yīng)于一定含量的被測(cè)氣體作用于氣敏元件時(shí)，氣敏元件所變化后的阻值。正規(guī)裝配后按下開(kāi)關(guān)19，F(xiàn)點(diǎn)電位下降其電路工作過(guò)程同上所述。同理，換接前述各類(lèi)氣敏元件后，調(diào)整、工作原理亦同上所述。
優(yōu)點(diǎn)及效果1、以電容分壓替代了以往的變壓器降壓，避免了長(zhǎng)期工作的積熱所造成的隱患。
2、自動(dòng)分流器的接入使額定工作電壓在市電波動(dòng)，主機(jī)電路動(dòng)、靜態(tài)工作時(shí)的干擾下，穩(wěn)定度偏差為0.1V左右，而三端穩(wěn)壓集成電路的標(biāo)定穩(wěn)定值在0.45V如7809、7909等。
3、檢測(cè)回路直流工作點(diǎn)的穩(wěn)定措施為高靈敏度的設(shè)計(jì)提供了保障，特別是控制門(mén)的聯(lián)結(jié)方式是提高靈敏度的關(guān)鍵，經(jīng)測(cè)定三極管22的集電極電流為≤2mA時(shí)三極管31被鎖定。
4、光指示與信號(hào)發(fā)生器納入一體，減少了增加光支路的電耗。
5、采用變壓器為微分電路用其輸出的正、負(fù)脈沖觸發(fā)雙硅是行之有效的。(有關(guān)雜志均盡刊登以直流觸發(fā)雙硅的電路，如“無(wú)線電”89年第1期——SK——6聲控電路，需知如此得到的是直流脈沖電壓，是不能供交流用電器工作的。經(jīng)驗(yàn)證正是如此。)6、本實(shí)用新型與同類(lèi)裝置的比較以同等濃度的被測(cè)氣體例如CO，本裝置的響應(yīng)時(shí)間為1秒，恢復(fù)潔凈空氣后恢復(fù)時(shí)間為15秒而同類(lèi)市售產(chǎn)品的平均技術(shù)指標(biāo)為響應(yīng)時(shí)間20秒恢復(fù)時(shí)間40秒。經(jīng)煙霧測(cè)試，本裝置響應(yīng)時(shí)間為3秒，恢復(fù)時(shí)間為30秒。而同類(lèi)的高檔產(chǎn)品如市售價(jià)高達(dá)4萬(wàn)余元的JB－QB－100型火災(zāi)防盜報(bào)警器，其在同等條件下進(jìn)行煙霧測(cè)試，響應(yīng)時(shí)間為10秒，恢復(fù)300秒。
實(shí)施本實(shí)用新型最好是分壓電容2為4μF左右耐壓應(yīng)大于400V，分流三極管9的β應(yīng)大于80，三極管15、16應(yīng)為同型號(hào)。
權(quán)利要求1.氣體報(bào)警兼外用電器自動(dòng)控制裝置，本裝置包括機(jī)殼、電源、主電路，其特征是電源還包括分壓電容2泄放電阻1和由穩(wěn)壓管7電阻8三極管9構(gòu)成的自動(dòng)分流器，主電路包括由電阻11、13穩(wěn)壓管12、14三極管15、16電位器17氣敏元件18構(gòu)成的檢測(cè)回路，由電阻20開(kāi)關(guān)19構(gòu)成的校驗(yàn)回路，由電阻21三極管22構(gòu)成的控制門(mén)，由電阻25、26、27、28電容29、30三極管31、32構(gòu)成的聲光信號(hào)發(fā)生器并兼作發(fā)光二極管23、24的控制門(mén)，輸出變壓器35的初級(jí)經(jīng)二極管41接電源正，用變壓器35的輸出端(2)經(jīng)電阻38接雙向可控硅的控制端，輸出端(1)經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)36接電源輸入端B。
2.按權(quán)利要求1所述的氣體報(bào)警兼外用電器自動(dòng)控制裝置，其特征是所述的控制門(mén)是以三極管22的集電極接三極管31的基極，發(fā)射極接電源負(fù)，基極經(jīng)電阻21接三極管16的集電極。
3.按權(quán)利要求1所述的氣體報(bào)警兼外用電器自動(dòng)控制裝置，其特征是所述的檢測(cè)回路三極管15為三極管16的溫漂補(bǔ)償元件，結(jié)構(gòu)為三極管15的基極接電源正，集電極接三極管16的基極，且三極管15、16為同型號(hào)。
專(zhuān)利摘要氣體報(bào)警兼外用電器自動(dòng)控制裝置，它包括機(jī)殼、電源和主電路。本設(shè)計(jì)提高了氣體檢測(cè)的靈敏度、穩(wěn)定度，消除了自身潛在的危險(xiǎn)性。并可方便的與各類(lèi)氣敏元件接口，進(jìn)行不同氣體的報(bào)警及外用電器的自動(dòng)控制。主電路由檢測(cè)回路、校驗(yàn)回路、控制門(mén)、聲光信號(hào)發(fā)生器、推動(dòng)級(jí)、換能器、交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)構(gòu)成。本裝置可廣泛用于各類(lèi)氣體的報(bào)警及自動(dòng)通風(fēng)換氣和自動(dòng)滅火等。
文檔編號(hào)G08B21/00GK2129953SQ9222789
公開(kāi)日1993年4月14日 申請(qǐng)日期1992年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月20日
發(fā)明者鄧心中 申請(qǐng)人:鄧心中