一种具有指数曲线校正功能的家用可燃气体探测器

摘要

本发明涉及火灾报警技术领域，具体为一种具有指数曲线校正功能的家用可燃气体探测器，其能够提高检测精度，保证通讯效果，所述CPU模块包括单片机U1，所述单片机U1电控连接校准信号处理电路和总线通讯电路，所述总线通讯电路包括光耦U4，所述光耦U4的1脚连接3.3V电源、2脚通过电阻R37连接所述单片机U1的42脚、4脚连接DC+直流电源、3脚连接电阻R30一端，所述电阻R30另一端连接三极管Q3的基极、电阻R31一端，所述三极管Q3的3脚连接电阻R29一端，所述电阻R29另一端连接电阻R33一端、二极管D9的阳极、共阴二极管D7的3脚所述共阴二极管D7的2脚连接共阳二极管D8的1脚、电容C28一端、共阴极稳压管D6的一端、电阻R27一端，所述共阴二极管D7的1脚连接所述共阳二极管D8的2脚、电容C29一端、电阻R28一端、所述共阴极稳压管D6的另一端。

说明书

技术领域

本发明涉及火灾报警技术领域，具体为一种具有指数曲线校正功能的家用可燃气体探测器。

背景技术

家用可燃气体探测器用于普通家庭的厨房、洗浴间等需要使用燃气器具的场合，可以对环境中的可燃气体含量进行有效检测，防止燃气泄漏引起的爆炸事故的发生，增强了使用燃气器具的安全性，但是现有传统的可燃气体探测器因电路布局不合理，易产生误报警或报警阈值偏差过大，而且通讯易受干扰，长距离通讯非常不可靠，影响了远程火灾报警效果。

发明内容

为了解决现有检测精度低，通讯效果差的问题，本发明提供了一种具有指数曲线校正功能的家用可燃气体探测器，其能够提高检测精度，保证通讯效果。

其技术方案是这样的：一种具有指数曲线校正功能的家用可燃气体探测器，其包括CPU模块，其特征在于，所述CPU模块包括单片机U1，所述单片机U1电控连接校准信号处理电路和总线通讯电路，所述总线通讯电路包括光耦U4，所述光耦U4的1脚连接3.3V电源、2脚通过电阻R37连接所述单片机U1的42脚、4脚连接DC+直流电源、3脚连接电阻R30一端，所述电阻R30另一端连接三极管Q3的基极、电阻R31一端，所述三极管Q3的3脚连接电阻R29一端，所述电阻R29另一端连接电阻R33一端、二极管D9的阳极、共阴二极管D7的3脚所述共阴二极管D7的2脚连接共阳二极管D8的1脚、电容C28一端、共阴极稳压管D6的一端、电阻R27一端，所述共阴二极管D7的1脚连接所述共阳二极管D8的2脚、电容C29一端、电阻R28一端、所述共阴极稳压管D6的另一端，所述电容C28另一端、电容C29另一端、共阳二极管D8的3脚相连后接地，所述二极管D9的阴极连接电容C30一端、电容C31一端、所述DC+直流电源，所述电容C30一端和所述电容C31另一端均接地，所述电阻R33另一端连接电阻R34一端、电容C32一端、电阻R35一端、电容C33一端，所述电容C32另一端、电阻R35另一端连接三极管Q4的基极，所述三极管Q4的集电极连接所述DC+直流电源，所述三极管Q4的发射极连接所述电容C33一端、光耦U5的1脚，所述光耦U5的2脚连接电阻R32一端，所述电阻R31另一端、电阻R32另一端、电阻R34另一端、三极管Q3的发射极均接地，所述光耦U5的4脚连接电阻R36一端、电容C34一端，单片机U1的43脚，所述电阻R36另一端连接3.3V电源，所述光耦U5的3脚与所述电容C34另一端相连后接地。

所述校准信号处理电路包括甲烷传感器G1，所述甲烷传感器G1的1脚连接5V电源、4脚连接MOS管Q1的源端和电感L5一端、3脚连接电阻R52一端和所述MOS管Q1的漏端、1脚连接电容C52一端和运放U3A的1脚，所述电阻R52另一端连接所述电容C52另一端、电阻R53一端，所述电阻R53另一端连接所述运放U3A的2脚，所述运放U3A的4脚连接+5V和电容C51一端，所述运放U3A的11脚连接-5V和电容C56一端，所述电容C51另一端和所述电容C56另一端均接地，所述运放U3A的3脚连接电阻R54一端、电阻R79一端，所述电阻R79另一端连接电阻R80一端、稳压管Z51的阳极、电阻R81一端，所述电阻R81另一端连接+5V，所述电阻R80另一端连接-5V，所述稳压管Z51的阴极连接电容C61一端并接地，所述电感L55另一端连接电阻R59一端，所述电阻R59另一端连接电阻R57一端、电容C57一端、运放U3B的6脚，所述运放U3B的5脚通过电阻R61接地，所述电阻R57另一端连接电阻R55一端、可调电阻RT1一端，所述可调电阻RT1另一端连接电阻R56一端，所述电阻R55另一端和所述电阻R56另一端相连后连接所述电容C57一端、运放U3B的7脚、电阻R64一端，所述电阻R64另一端连接运放U3C的10脚、所述电容C61另一端，所述运放U3C的9脚连接电阻R63一端，所述电阻R63另一端连接所述运放U3C的8脚、电阻R62一端、电阻R85一端，所述电阻R62另一端连接电阻R82一端、运放U3D的13脚，所述运放U3D的12脚通过电阻R83接地，所述运放U3D的14脚连接所述电阻R82另一端、电阻R84一端，所述电阻R85另一端与所述电阻R84另一端相连后连接所述单片机U1的17脚。

采用本发明后，合理设置了校准信号处理电路和总线通讯电路，内部采用拉电流脉冲形式的总线通讯电路，有效解决通讯干扰，实现稳定的不低于1500米的长距离数据通讯，配合优异CPU及软件可精确上传线性浓度值及报警、故障、传感器失效的状态，甲烷传感器G1采集到的信息经过运算放大器及指数变化的NTC电阻，对呈指数变化的半导体可燃气体传感器的电阻值进行曲线校正后，使输出为基本线性的电压值信号，最后由单片机进行处理，使可燃气体的浓度值完全线性，检测精度提高至2%LEL以内，有效避免了误报警或报警阈值偏差大的问题。

附图说明

图1为本发明CPU模块原理图；

图2为总线通讯电路原理图；

图3为校准信号处理电路原理图；

图4为控制流程示意图。

具体实施方式

见图1至图4所示，一种具有指数曲线校正功能的家用可燃气体探测器，其包括CPU模块， CPU模块包括单片机U1，单片机U1电控连接校准信号处理电路和总线通讯电路，总线通讯电路包括光耦U4，光耦U4的1脚连接3.3V电源、2脚通过电阻R37连接单片机U1的42脚、4脚连接DC+直流电源、3脚连接电阻R30一端，电阻R30另一端连接三极管Q3的基极、电阻R31一端，三极管Q3的3脚连接电阻R29一端，电阻R29另一端连接电阻R33一端、二极管D9的阳极、共阴二极管D7的3脚共阴二极管D7的2脚连接共阳二极管D8的1脚、电容C28一端、共阴极稳压管D6的一端、电阻R27一端，共阴二极管D7的1脚连接共阳二极管D8的2脚、电容C29一端、电阻R28一端、共阴极稳压管D6的另一端，电容C28另一端、电容C29另一端、共阳二极管D8的3脚相连后接地，二极管D9的阴极连接电容C30一端、电容C31一端、DC+直流电源，电容C30一端和电容C31另一端均接地，电阻R33另一端连接电阻R34一端、电容C32一端、电阻R35一端、电容C33一端，电容C32另一端、电阻R35另一端连接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极连接DC+直流电源，三极管Q4的发射极连接电容C33一端、光耦U5的1脚，光耦U5的2脚连接电阻R32一端，电阻R31另一端、电阻R32另一端、电阻R34另一端、三极管Q3的发射极均接地，光耦U5的4脚连接电阻R36一端、电容C34一端，单片机U1的43脚，电阻R36另一端连接3.3V电源，光耦U5的3脚与电容C34另一端相连后接地。

校准信号处理电路包括甲烷传感器G1，甲烷传感器G1的1脚连接5V电源、4脚连接MOS管Q1的源端和电感L5一端、3脚连接电阻R52一端和MOS管Q1的漏端、1脚连接电容C52一端和运放U3A的1脚，电阻R52另一端连接电容C52另一端、电阻R53一端，电阻R53另一端连接运放U3A的2脚，运放U3A的4脚连接+5V和电容C51一端，运放U3A的11脚连接-5V和电容C56一端，电容C51另一端和电容C56另一端均接地，运放U3A的3脚连接电阻R54一端、电阻R79一端，电阻R79另一端连接电阻R80一端、稳压管Z51的阳极、电阻R81一端，电阻R81另一端连接+5V，电阻R80另一端连接-5V，稳压管Z51的阴极连接电容C61一端并接地，电感L55另一端连接电阻R59一端，电阻R59另一端连接电阻R57一端、电容C57一端、运放U3B的6脚，运放U3B的5脚通过电阻R61接地，电阻R57另一端连接电阻R55一端、可调电阻RT1一端，可调电阻RT1另一端连接电阻R56一端，电阻R55另一端和电阻R56另一端相连后连接电容C57一端、运放U3B的7脚、电阻R64一端，电阻R64另一端连接运放U3C的10脚、电容C61另一端，运放U3C的9脚连接电阻R63一端，电阻R63另一端连接运放U3C的8脚、电阻R62一端、电阻R85一端，电阻R62另一端连接电阻R82一端、运放U3D的13脚，运放U3D的12脚通过电阻R83接地，运放U3D的14脚连接电阻R82另一端、电阻R84一端，电阻R85另一端与电阻R84另一端相连后连接单片机U1的17脚。

本发明由甲烷传感器、指数曲线校准信号处理电路、高性能AD转换CPU、总线通讯电路和报警执行元件、电源等组成。其中指数曲线校准信号处理电路结合高性能AD转换的CPU可将指数曲线变化的可燃气体传感器的电阻值转换为线性浓度的电压和浓度值。总线通讯电路可实现极强抗干扰、远距离的将浓度值和各类信息传送给火灾报警控制器或可燃气体报警控制器，实现了可燃气体泄漏的就地报警和远程集中监控，提高了燃气泄漏的探测及报警能力，有效防止因燃气泄漏引起的爆炸事故，增强了使用燃气器具的安全性，检测精度提高至2%LEL以内，有效避免了误报警或报警阈值偏差大的问题。