一种区别于传统结构的瓦斯报警器及实现方法技术

本发明专利技术公开了一种区别于传统结构的瓦斯报警器及实现方法，其包括一个瓦斯传感器信号电路、一个基准电压电路、一个比较器电路、一个正反馈电路、一个多谐振荡器电路、一个声光报警电路。所述瓦斯传感器信号电路连接比较器电路A1的同相端；所述基准电压电路连接A1反相端；比较器A1的输出端通过电阻网络R2/R1向同相端引入正反馈；瓦斯浓度增加时，瓦斯传感器信号电路输出信号电压降低，由于反向二极管D1、D2的存在，使滞回比较器的基准端与输入端角色发生逆转，A1变成一个加了参考电压的反相输入滞回比较器，比较器输出端与反相端之间的阻容网络与比较器一起构成一个多谐振荡器电路，多谐振荡电路产生矩形波信号驱动报警电路工作，产生声光报警。

A Gas Alarm Device Different from Traditional Structure and Its Realization Method

The invention discloses a gas alarm device different from the traditional structure and its implementation method, which comprises a gas sensor signal circuit, a reference voltage circuit, a comparator circuit, a positive feedback circuit, a multi-resonator circuit and an acoustooptic alarm circuit. The gas sensor signal circuit connects the same phase end of the comparator circuit A1; the reference voltage circuit connects the reverse phase end of A1; the output end of the comparator A1 introduces positive feedback to the same phase end through the resistance network R2/R1; when the gas concentration increases, the output signal voltage of the gas sensor signal circuit decreases, and the reference end of the hysteretic comparator and the input end are caused by the presence of the reverse diodes D1 and D2. The end role is reversed and A1 becomes an inverted input hysteresis comparator with reference voltage. The resistance-capacitance network between the output end and the inverted end of the comparator together with the comparator constitutes a multi-resonator circuit. The multi-resonant circuit generates rectangular wave signal to drive the alarm circuit to work and produce acoustooptic alarm.

【技术实现步骤摘要】
一种区别于传统结构的瓦斯报警器及实现方法
本专利技术涉及一种异于寻常结构的便携式瓦斯报警器模块的技术，尤其是一种不同于传统瓦斯报警器利用比较器电路的输出去驱动振荡器电路的工作的电路结构，从而改变了原来报警电路通常由比较器和振荡器两部分电路组成的设计惯例。本设计独出心裁，将比较器和振荡器合二为一，从而使比较器电路兼具比较和振荡的功能，这样的瓦斯报警器电路结构更加简洁、成本更加低廉，工作更加稳定、灵敏度更高，不啻是一个新颖的尝试。这种不同寻常的瓦斯报警器电路结构也可以对其它各种环境诸如水位、温度、压力等实施报警。
技术介绍
在现代化煤矿企业，为了保证人民财产和生命的安全，安全设施可以说已经武装到了牙齿，其中瓦斯报警器是一种最重要的安全设备之一，任何一个符合生产条件的中、大型煤矿，正是由于瓦斯报警器的广泛使用，才使当前煤矿瓦斯爆炸的发生几率降到了最低，所以瓦斯报警器的设计是否先进、简洁、稳定、高效，是保证煤矿安全生产的重要条件之一。在实际应用中若想对煤矿井底工作面环境的瓦斯浓度实施报警设计，通常利用瓦斯传感器对井底瓦斯浓度的检测所取得的模拟电压值作为一个通用比较器的同相输入端电压，比较器的反相端设置一个固定不变的基准电压（为了实现电桥调零，有时基准电压值可以调节，但调完零后，仍然还是固定值，故为了描述方便，假定基准值为一固定值），随着井底瓦斯浓度发生变化，瓦斯传感器输出量发生改变，该输出量与基准值的差值的正负号一旦发生变化，比较器的输出极性立刻发生变化，从而触发与比较器相连接的振荡器起振，振荡信号推动喇叭发声。故通常便携式瓦斯报警器电路一般由通用比较器电路和振荡电路组成，二者缺一不可。这种设计的优点是技术成熟，应用广泛，但报警器电路设计不是很简洁、设计成本较高。设计一个不同寻常的便携式瓦斯报警器模块电路，针对通常瓦斯报警器设计中比较器电路输出值只能作为多谐振荡电路触发信号的特征，本设计能够使比较器的基准电压值，可以随着比较器的输出极性的变化而呈指数曲线变化，从而使瓦斯传感器的输出量与基准值得差值的正负号发生有规律的变化，最终可以实现比较器既有比较器功能、又有振荡器功能，将比较器电路和振荡器电路合二为一。其实该瓦斯报警器模块电路可以普遍适用于多种工矿环境的报警，诸如工矿环境的水位、温度、压力等变化实施报警，具有广泛的使用范围，性价比很高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构更加简单、造价更加低廉、使用更加可靠、灵敏度更高的不同于常规设计的瓦斯报警器设备。为实现上述目的，本专利技术提供一种区别于传统结构的瓦斯报警器及实现方法，其包括一个瓦斯传感器信号电路、一个基准电压电路、一个比较器电路、一个正反馈电路、一个多谐振荡器电路、一个声光报警电路。所述瓦斯传感器信号电路的输出信号通过反向连接的二极管D2以及电阻R1形成所述比较器电路A1的同相端电压U+；所述基准电压电路产生的基准信号通过反向连接的二极管D1形成所述比较器电路的反相端电压U-；比较器A1的输出端通过电阻网络R2/R1向同相端引入正反馈，使A1形成一个滞回比较器电路；瓦斯浓度增加时，瓦斯传感器信号电路输出信号电压UA降低，由于反向二极管D1、D2的存在，使滞回比较器的基准电压端角色与信号输入端角色发生逆转，比较器A1变成一个加了参考电压的反相输入滞回比较器，这个参考电压就是目前的传感器输出信号电压UA；滞回比较器A1输出端与其反相输入端之间的阻容网络R3/C1与比较器一起构成一个所述的多谐振荡器电路，从而使比较器A1兼具振荡功能和比较功能，将二者合二为一，多谐振荡电路产生矩形波信号驱动所述报警电路工作，产生声光报警。所述传感器信号电路，12V供电、瓦斯传感器的补偿端C、电位器P2、瓦斯传感器的检测端D、工作地依次串接，从电位器P2的滑动臂输出瓦斯传感器信号电压UA。所述基准电压电路，12V供电、电阻R5、电位器P1、电阻R6、工作地依次串接，从电位器P1的滑动端输出基准信号电压UB。附图说明附图1、附图2、附图3用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，附图1是传统报警器电路结构图。附图2是异于寻常的瓦斯报警器模块电路电气原理图。附图3是基于滞回比较器的多谐振荡器关键点波形图。具体实施方式传统瓦斯报警器电路的电路结构简介：传统瓦斯报警器电路通常包含比较器电路和振荡器电路两部分，如图1所示，该电路是一个典型的传统报警器电路，为了不与本文重点部分有重复，以一个工矿企业常见变压器超温报警电路代替传统瓦斯报警器电路来描述，其实它们结构本来就相似。该电路是将电流互感器SB1、SB2接于三相电源某两相线上，正温度系数热敏电阻器RT（传感器）浸没在变压器油中。SB1、SB2二次侧感应出的交流电压经整流管VDI整流、电阻R1、电容C1滤波后，在A点具有一定的电位，以这个电位作为比较器（运算放大器uA741）的基准电位。当油温升高后，RT的阻值也增大，使运算放大器的3脚电位（传感器输出电位）大于2脚（A点，基准电位）电位，于是在IC1的6脚输出高电平，使晶体管T1、T2与电容C2、以及喇叭组成的音频振荡器工作，于是喇叭和发光二极管LED便发出了声光报警信号。比较器、振荡器合二为一的瓦斯报警器模块电路的设计：本设计所要实现的目的是，当被监视和被测量的煤矿工作面环境所使用的瓦斯传感器输出电压下降到基准电压以下时，监测电路能用声音以及闪光来对该变化进行报警，本瓦斯报警器模块电路使用运算放大器组成一个比较器，不同于传统的报警电路，这个瓦斯报警电路中的比较器的基准端电压可以随比较器输出的极性变化而呈指数型变化，故该运算放大器电路可以同时起比较器和振荡器的作用，二者合二为一。瓦斯报警器模块电路电气原理如附图2所示。在附图2中，可以看到，该系统电路包括瓦斯传感器信号电路、基准电压电路、比较器电路、正反馈电路、多谐振荡电路、声光报警电路等6个模块电路。电阻R5、电位器P1、电阻R6构成测量电桥的基准电压产生电路，通过P1可以调节电桥的平衡；瓦斯传感器的检测端D和补偿端C以及电位器P2构成传感器信号电路，通过P2可以调节报警器的灵敏度。反接的二极管D2和电阻R1组成传感器信号输入电路，附图2中的A端是传感器电压输入端，A端电压通过传感器信号输入电路进入比较器A1的同相输入端，形成同相输入端U+电压。反接的二极管D1形成基准电压输入电路，附图2中的B端是基准电压输入端，B端基准电压通过D1进入比较器A1的反相输入端，形成反相输入端U—电压。二极管D1的反向连接对形成基准电压振荡作用很大。电阻R4、发光二极管D3组成光报警电路；晶体管T、喇叭LS组成声报警电路。电阻网络R2/R1组成了比较器的正反馈电路。运算放大器A1构成一个电压比较器电路，将传感器电压与基准电压作比较。由电容C1以及电阻R3组成的微分电路与比较器A1构成多谐振荡电路，比较器输出不断翻转，由于二极管D1的反接，导致电容C1不断通过电阻进行充放电，形成一个锯齿波振荡信号。由运放A1与正反馈网络形成滞回比较器:由于电压比较器A1具有很高的增益，如果不采取措施，既使比较器输入电压变化极小，也会使比较器输出翻转，从而产生大量的开关噪声，这种报警器电路极容易误报，不是我们需要的。为了避免出现这种情况，通过电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区别于传统结构的瓦斯报警器及实现方法，其包括一个瓦斯传感器信号电路、一个基准电压电路、一个比较器电路、一个正反馈电路、一个多谐振荡器电路、一个声光报警电路；所述瓦斯传感器信号电路的输出信号通过反向连接的二极管D2以及电阻R1形成所述比较器电路A1的同相端电压U+；所述基准电压电路产生的基准信号通过反向连接的二极管D1形成所述比较器电路的反相端电压U‑；比较器A1的输出端通过电阻网络R2/R1向同相端引入正反馈，使A1形成一个滞回比较器电路；瓦斯浓度增加时，瓦斯传感器信号电路输出信号电压降低，由于反向二极管D1、D2的存在，使滞回比较器的基准端与输入端角色发生逆转，比较器A1变成一个加了参考电压的反相输入滞回比较器，这个参考电压就是目前的传感器输出信号电压UA；滞回比较器A1输出端与反相端之间的阻容网络R3/C1与比较器一起构成一个所述的多谐振荡器电路，从而使比较器A1兼具振荡功能和比较功能，将二者合二为一，多谐振荡电路产生矩形波信号驱动所述报警电路工作，产生声光报警。

【技术特征摘要】
1.一种区别于传统结构的瓦斯报警器及实现方法，其包括一个瓦斯传感器信号电路、一个基准电压电路、一个比较器电路、一个正反馈电路、一个多谐振荡器电路、一个声光报警电路；所述瓦斯传感器信号电路的输出信号通过反向连接的二极管D2以及电阻R1形成所述比较器电路A1的同相端电压U+；所述基准电压电路产生的基准信号通过反向连接的二极管D1形成所述比较器电路的反相端电压U-；比较器A1的输出端通过电阻网络R2/R1向同相端引入正反馈，使A1形成一个滞回比较器电路；瓦斯浓度增加时，瓦斯传感器信号电路输出信号电压降低，由于反向二极管D1、D2的存在，使滞回比较器的基准端与输入端角色发生逆转，比较器A1变成一个加了参考电压的反相输入滞回比较器，这个参考电压就是目前的传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔建国，宁永香，王富玉，
申请(专利权)人：山西工程技术学院，崔建国，
类型：发明
国别省市：山西,14