傳感器原理與技術(shù)課件：氣體傳感器和煙霧傳感器的應(yīng)用

Applicationofgassensorandsmokesensor同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是氣體傳感器和煙霧傳感器的應(yīng)用。氣體傳感器和煙霧傳感器的應(yīng)用氣體傳感器和煙霧傳感器的應(yīng)用氣體成分及濕度檢測(cè)隨著工業(yè)及科研中使用氣體做原料、燃料的增多工業(yè)科研使用氣體做原料、燃料日常生活中煤氣、液化氣作為家庭燃料的普及煤氣液化氣家庭燃料氣體的檢測(cè)與控制目前已有的氣體傳感器種類較多氣體傳感器半導(dǎo)體線性較差而氣體檢測(cè)的目的也多為報(bào)警與控制氣體檢測(cè)報(bào)警與控制首先，我們先來(lái)學(xué)習(xí)氣體報(bào)警器。氣體報(bào)警器這種報(bào)警器可以根據(jù)使用氣體種類，安放在易檢測(cè)到氣體泄漏的地方氣體種類檢測(cè)氣體泄漏的地方是否泄露一旦泄露氣體達(dá)到危險(xiǎn)濃度，便自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。氣體危險(xiǎn)濃度泄露在此，以電阻式半導(dǎo)體氣敏器件為例電阻式半導(dǎo)體氣敏器件給出氣體報(bào)警器與控制器的原理簡(jiǎn)圖(見圖7-1-8)以供參考。圖7-1-8氣體報(bào)警器與控制器的原理框圖（a）報(bào)警器（b）控制器注意此類器件常設(shè)有加熱絲(f1、f2)以加速被測(cè)氣體的化學(xué)吸附和電離的過(guò)程圖7-1-8氣體報(bào)警器與控制器的原理框圖（a）報(bào)警器（b）控制器加熱絲加速被測(cè)氣體的化學(xué)吸附和電離的過(guò)程并燒去器件表面的污物(起清潔作用)。圖7-1-8氣體報(bào)警器與控制器的原理框圖（a）報(bào)警器（b）控制器加熱絲燒去器件表面的污物負(fù)載電阻R串聯(lián)在傳感器中，其兩端加工作電壓圖7-1-8氣體報(bào)警器與控制器的原理框圖（a）報(bào)警器（b）控制器在加熱絲兩端(f1、f2)加有加熱電源圖7-1-8氣體報(bào)警器與控制器的原理框圖（a）報(bào)警器（b）控制器加熱絲兩端加有加熱電源在潔凈空氣中，傳感器的電阻較大，在負(fù)載上的輸出電壓較??；當(dāng)在待測(cè)氣體中時(shí)，傳感器的電阻變小，則RL上的輸出電壓較大。傳感器的電阻較大潔凈空氣在負(fù)載上的輸出電壓較小傳感器的電阻變小待測(cè)氣體

RL上的輸出電壓較大圖7-1-8（a）為報(bào)警器，超過(guò)規(guī)定濃度時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警；圖7-1-8氣體報(bào)警器與控制器的原理框圖（a）報(bào)警器（b）控制器超過(guò)規(guī)定濃度時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警圖7-1-8（b）為控制器，由R調(diào)節(jié)設(shè)定濃度圖7-1-8氣體報(bào)警器與控制器的原理框圖（a）報(bào)警器（b）控制器調(diào)節(jié)設(shè)定濃度超過(guò)設(shè)定濃度時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出控制信號(hào)，由驅(qū)動(dòng)電路帶動(dòng)繼電器或其他元件。圖7-1-8氣體報(bào)警器與控制器的原理框圖（a）報(bào)警器（b）控制器調(diào)節(jié)設(shè)定濃度超過(guò)設(shè)定濃度比較器翻轉(zhuǎn)輸出控制信號(hào)由驅(qū)動(dòng)電路帶動(dòng)繼電器或其他元件圖7-1-9是一種簡(jiǎn)易的家用氣體報(bào)警器電路。圖7-1-9簡(jiǎn)單的家用氣體報(bào)警器電路氣體傳感器采用直熱式氣敏器件TGS109直熱式氣敏器件TGS109氣體傳感器可燃?xì)怏w增加當(dāng)室內(nèi)可燃?xì)怏w增加時(shí)，由于氣敏器件接觸到可燃?xì)怏w可燃?xì)怏w而其阻值降低阻值降低可燃?xì)怏w增加這樣流經(jīng)測(cè)試回路的電流增加，可直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，設(shè)計(jì)報(bào)警器時(shí)，流經(jīng)測(cè)試回路的電流增加直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警重要的是如何確定開始報(bào)警的濃度。如何確定開始報(bào)警的濃度一般情況下，對(duì)于丙烷、丁烷、甲烷等氣體，都選定在爆炸下限的十分之一。如何確定開始報(bào)警的濃度丙烷丁烷甲烷爆炸下限的十分之一接下來(lái)，我們一起來(lái)學(xué)習(xí)自動(dòng)空氣凈化換氣扇。自動(dòng)空氣凈化換氣扇利用SnO2氣敏器件，可以設(shè)計(jì)用于空氣凈化的自動(dòng)換氣扇。SnO2氣敏器件用于空氣凈化的自動(dòng)換氣扇圖7-1-10是自動(dòng)換氣扇的電路。圖7-1-9自動(dòng)換氣扇的電路當(dāng)室內(nèi)氣體污濁時(shí)，煙霧或其他污染氣體使氣敏器件阻值下降室內(nèi)氣體污濁煙霧污染氣體氣敏器件阻值下降晶體管VT導(dǎo)通，繼電器動(dòng)作，接通風(fēng)扇電源，可實(shí)現(xiàn)電扇自動(dòng)啟動(dòng)，排放污濁氣體，換進(jìn)新鮮空氣。室內(nèi)氣體污濁

當(dāng)室內(nèi)污濁氣體濃度下降到希望的數(shù)值時(shí)，氣敏器件阻值上升，VT截止，繼電器斷開，風(fēng)扇電源切斷，風(fēng)扇停止工作。室內(nèi)污濁氣體濃度下降到希望的數(shù)值氣敏器件阻值上升VT截止繼電器斷開風(fēng)扇電源切斷風(fēng)扇停止工作下面，學(xué)習(xí)的是家用煤氣安全報(bào)警器。家用煤氣安全報(bào)警器家用煤氣安全報(bào)警器的電路由兩部分組成：一部分是煤氣報(bào)警器，在煤氣濃度達(dá)到危險(xiǎn)界限前發(fā)生警報(bào)；家用煤氣安全報(bào)警器的電路煤氣報(bào)警器在煤氣濃度達(dá)到危險(xiǎn)界限前發(fā)生警報(bào)另一部分是開放式負(fù)離子發(fā)生器，其作用是自動(dòng)產(chǎn)生空氣負(fù)離子家用煤氣安全報(bào)警器的電路開放式負(fù)離子發(fā)生器自動(dòng)產(chǎn)生空氣負(fù)離子使煤氣中主要有害成分一氧化碳與空氣中的臭氧（O3）反應(yīng)家用煤氣安全報(bào)警器的電路開放式負(fù)離子發(fā)生器一氧化碳臭氧生成對(duì)人體無(wú)害的二氧化碳家用煤氣安全報(bào)警器的電路開放式負(fù)離子發(fā)生器二氧化碳家用煤氣安全報(bào)警器的電路如圖7-1-11所示。圖7-1-11家用煤氣安全報(bào)警器的電路煤氣報(bào)警電路，包括電源電路、氣源探測(cè)電路、電子開關(guān)電路和聲光報(bào)警電路。電源電路氣源探測(cè)電路電子開關(guān)電路聲光報(bào)警電路煤氣報(bào)警電路開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器由R1~R13、C5~C7、VD5~VD7、3CTS3及T2等組成

開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器這種負(fù)離子發(fā)生器，由于元器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通常無(wú)需特別調(diào)試即能正常工作。

無(wú)需特別調(diào)試即能正常工作開放式空氣負(fù)離子發(fā)生器減少R12的阻值，可以使負(fù)離子濃度增加。

最后，我們來(lái)看看煙霧傳感器在賓館火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用。煙霧傳感器賓館火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)現(xiàn)代化的賓館一般都具有多功能、綜合性的特點(diǎn)多功能綜合性餐飲購(gòu)物住宿娛樂火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)于及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)和對(duì)火災(zāi)進(jìn)行早期的撲滅及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)對(duì)火災(zāi)進(jìn)行早期的撲滅最大化地減小火災(zāi)造成的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失及不良的社會(huì)影響起著重要的作用。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)自警系統(tǒng)觸發(fā)器件、災(zāi)警裝置及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)自警系統(tǒng)觸發(fā)器件災(zāi)警裝置聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)的工作原理如圖7-1-12所示。圖7-1-12火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)工作原理圖(2)觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)中，自動(dòng)或手動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的器件觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)自動(dòng)或手動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的器件手動(dòng)報(bào)警按鈕火災(zāi)探測(cè)器觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)手動(dòng)報(bào)警按鈕火災(zāi)探測(cè)器手動(dòng)方式產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的器件火災(zāi)探測(cè)器是能對(duì)火災(zāi)參數(shù)(如煙、溫、光、火焰輻射、氣體濃度等)響應(yīng)觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)手動(dòng)報(bào)警按鈕火災(zāi)探測(cè)器

并自動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的器件觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)手動(dòng)報(bào)警按鈕火災(zāi)探測(cè)器自動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)的器件對(duì)于賓館類建筑，為了精確預(yù)報(bào)失火位置，最大限度地減小探測(cè)器的誤報(bào)率觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)精確預(yù)報(bào)失火位置最大限度地減小探測(cè)器的誤報(bào)率選用感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器來(lái)組成區(qū)域火災(zāi)探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)感煙探測(cè)器感溫探測(cè)器區(qū)域火災(zāi)探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)客房?jī)?nèi)臥室、書房、餐廳、會(huì)客室使用帶蜂鳴器底座探測(cè)器觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)臥室書房會(huì)客室蜂鳴器底座探測(cè)器客房?jī)?nèi)任意區(qū)域探測(cè)器向控制室發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，同時(shí)觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)任意區(qū)域探測(cè)器向控制室發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，同時(shí)觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲提醒處于熟睡或工作狀態(tài)的客人快速撤離觸發(fā)器件在自警系統(tǒng)快速撤離1）感煙探測(cè)器1.感煙探測(cè)器感煙式火災(zāi)探測(cè)器是利用一個(gè)小型煙霧傳感器響應(yīng)懸浮在其周圍附近大氣中的燃燒和(或)熱解產(chǎn)生的煙霧氣溶膠(固態(tài)或液態(tài)微粒)的一種火災(zāi)探測(cè)器。是利用一個(gè)小型煙霧傳感器響應(yīng)懸浮在其周圍附近大氣中的燃燒和(或)熱解產(chǎn)生的煙霧氣溶膠(固態(tài)或液態(tài)微粒)的一種火災(zāi)探測(cè)器。1.感煙探測(cè)器一般有離子式和光電式感煙火災(zāi)探測(cè)器光電式離子式1.感煙探測(cè)器本系統(tǒng)選用光電式感煙探測(cè)器(見圖7-1-13)。圖7-1-13光電式感煙火災(zāi)探測(cè)器離子式光電式1.感煙探測(cè)器光電式感煙探測(cè)器有一個(gè)煙霧檢測(cè)室，里面設(shè)有一個(gè)光源和一個(gè)感光元件光電式

1.感煙探測(cè)器光源的光線一般不能照射到感光元件上光電式

光線1.感煙探測(cè)器但是當(dāng)有煙霧進(jìn)入后，光線在煙霧中產(chǎn)生散射光電式1.感煙探測(cè)器濃感光元件再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行輸出火災(zāi)控制器光電式

輸出火災(zāi)控制器1.感煙探測(cè)器2）感溫探測(cè)器在火災(zāi)初起階段，使用熱敏元件來(lái)探測(cè)火災(zāi)的發(fā)生是一種有效的手段。2.感溫探測(cè)器感溫式火災(zāi)探測(cè)器可以根據(jù)其作用原理分為定溫式火災(zāi)探測(cè)器、差溫式火災(zāi)探測(cè)器和差定溫火災(zāi)探測(cè)器三種。2.感溫探測(cè)器根據(jù)作用原理分

本系統(tǒng)選用空氣管線型差溫火災(zāi)探測(cè)器。2.感溫探測(cè)器

空氣管線型它由空氣管和膜盒以及電路部分組成2.感溫探測(cè)器

空氣管膜盒電路當(dāng)環(huán)境溫度緩慢變化時(shí)，空氣管內(nèi)空氣受熱膨脹后，能從膜盒的漏氣孔泄出，因此不會(huì)推動(dòng)波紋片，電接點(diǎn)不會(huì)閉合;2.感溫探測(cè)器

環(huán)境溫度緩慢變化空氣管內(nèi)空氣熱膨脹從膜盒的漏氣孔泄出不會(huì)推動(dòng)波紋片，電接點(diǎn)不會(huì)閉合當(dāng)環(huán)境溫用度上升很快，空氣管內(nèi)的空氣受熱膨脹迅速，來(lái)不及從膜盒的漏氣孔泄出，膜盒內(nèi)壓力增加，推動(dòng)波紋片位移，使接點(diǎn)閉合，從而產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。2.感溫探測(cè)器

環(huán)境溫用度上升很快空氣管內(nèi)的空氣受熱膨脹迅速膜盒內(nèi)壓力增加，推動(dòng)波紋片位移接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)3)火災(zāi)報(bào)警裝置,在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系系統(tǒng)中，3.火災(zāi)報(bào)警裝置用以接收、顯示和傳遞火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并能發(fā)出控制信號(hào)和具有其他輔助功能的控制指示設(shè)備稱為火災(zāi)報(bào)警裝置3.火災(zāi)報(bào)警裝置用以接收、顯示和傳遞火災(zāi)報(bào)警信號(hào)，并能發(fā)出控制信號(hào)和具有其他輔助功能的控制指示設(shè)備稱為火災(zāi)報(bào)警裝置。本系統(tǒng)采用火災(zāi)聲光報(bào)警器，這是一種安裝在現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警設(shè)備3.火災(zāi)報(bào)警裝置當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)并確認(rèn)后，安裝在現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)聲光報(bào)警器3.火災(zāi)報(bào)警裝置可由消防控制中心的火災(zāi)報(bào)警控制器啟動(dòng)，發(fā)出強(qiáng)烈的聲光報(bào)警信號(hào)3.火災(zāi)報(bào)警裝置以達(dá)到提醒現(xiàn)場(chǎng)人員注意的目的3.火災(zāi)報(bào)警裝置考慮到探測(cè)器報(bào)警的可靠性，系統(tǒng)采用預(yù)警和火警兩級(jí)報(bào)警方式可靠性預(yù)警火警3.火災(zāi)報(bào)警裝置當(dāng)區(qū)域內(nèi)同種或兩種探測(cè)器單回路報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出一級(jí)報(bào)警，這需要工作人員進(jìn)一步確認(rèn)區(qū)域內(nèi)同種或兩種探測(cè)器單回路報(bào)警預(yù)警3.火災(zāi)報(bào)警裝置當(dāng)雙回路報(bào)警或手動(dòng)裝置報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為火災(zāi)發(fā)生，發(fā)出火災(zāi)警報(bào)，并