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1、 编号 毕 业 设 计（论文）题目 民用燃气报警器 二级学院 应用技术学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 学号 55 指导教师 职称 时 间 民用燃气报警器摘要在科技高速发展的今天，人们生活水平的不断提高。而且，目前随着我国西气东输的实施，城市管道化已经比较普及，煤气、天然气以及沼气等燃气得到广泛应用。不仅给家庭提供了方便，同时也改善了城市的环境，但同时也给人们生活带来了一些弊端，其中 CO 中毒和燃气泄漏而引起的爆炸事件时有发生。由于产品不合格或管道以及阀门密封不好，引起煤气等燃气泄漏出来，就很容易发生 CO 中毒或者造成火灾，危及人们的生命及财产安全。因此，我们就要采取相应
2、的措施来减少伤害。所以，对于气体的监测变得越来越重要，研究各种气体的检测方法以及气体传感器将成为一个不可避免的课题。本论文主要是开发一种利用 CO 传感器为探测器并采用 MCS-51 为主控芯片来进行控制的一种民用可燃气体检测报警器。该系统主要由 MCS-51 系列单片机、人机接口电路、电源电路、AD 数据采集电路、滤波电路、放大电路、传感器电路、声光报警电路、LCD 显示电路等功能组成的完整系统。当空气中 CO 达到设定值时，输出信号分别控制声光报警器、排气扇工作，以及驱动电磁阀关断煤气，实现对家用管道煤气的实时监控。避免事故发生。关键词：CO 传感器、MCS-51、AD 数据采集电路、声光
3、报警Civilian Gas AlarmAbstractPeoples living standard keeps increasing constantly nowadays when high technology develops rapidly. Along with the implement of west-east natural gas transmitting project, the city channelization has been widespread, with the extensive application of coal gas, natural gas
4、 and methane gas. This has brought convenient to many families as well as improvement to the environment of a city. However, it also causes problems, among which CO poisoning and bombings caused by gas leakage takes place occasionally. The gas will leak out due to the poor quality or bad sealed pipe
5、lines and valves, thus creating possibilities for CO poisoning or fire, endangering peoples life and property. Therefore, some corresponding measures should be taken to reduce such damages. As a result, the gas monitoring becomes increasingly important and study on the detection method of various ki
6、nds of gases as well as the gas sensor will be an inevitable issue.This paper is going to develop a civilian gas alarm which takes CO sensor as its detector and MCS-51 as its control chip. This will be a complete system mainly composed by functions such as MCS-51 SCM, man-machine interface circuit,
7、the power supply circuit, AD data acquisition circuit, filter circuit, amplifying circuit, sensor circuit, sound and light alarm circuit, LCD display circuit and some others. When the amount of CO in the air reaches the set point, an output signal will put the audible and visual alarm and the exhaus
8、t fan into service, and drive the electromagnetic valve to turn the coal gas off at the same time, realizing real time monitoring toward the civilian pipelined gas and preventing accidents from happening.Key words: CO sensor; MCS-51; AD data acquisition circuit; audible and visual alarm前言近年来，随着人们生活质
9、量的提高，煤制气等的大量使用，同时人们对于居家安全也有了很大的重视。为了保障人们的生命以及财产安全，因此对各种有毒、有害气体的探测势在必行，而作为感官或信号出入部分之一的气体传感器是必不可少的。气体传感器能够实时的对各种气体进行检测和分析，具有灵敏度高，响应时间短等优点；而且现在电力电子技术的发展，也使得越来越多气体传感器及燃气报警器的产品。且在军事、医学、交通、居家等领域得到了广泛的应用。使得气体传感器及燃气报警器不断地发展。目前，世界上许多国家都在不断的对气体传感器进行研究，要知道气体传感器的研究涉及面广、难度大，属于多科学交叉的研究内容。要切实提高传感器各方面的性能指标需要多学科、多领域
10、研究工作者的协同合作。气敏材料的开发和根据不同原理进行传感器结构的合理设计一直受到研究人员的关注。未来气体传感器的发展也将围绕这两方面展开工作。具体表现如:气敏材料的进一步开发一方面寻找新的添加剂对已开发的气敏材料性能进行进一步提高；另一方面充分利用纳米、薄膜等新材料制备技术寻找性能更加优越的气敏材料。由于燃气的不完全燃烧或者是煤气泄漏都会发生 CO 中毒事件。众所周知，一 氧 化 碳 （ co） 是 一 种 对 血 液 ， 与 神 经 系 统 毒 性 很 强 的 污 染 物 .， 空 气 中的 一 氧 化 碳 （ co） ， 通 过 呼 吸 系 统 ， 进 入 人 体 血 液 内 ， 与 血
11、 液 中 的 血 红 蛋 白（ hemoglobin,hb） 。 肌 肉 中 的 肌 红 蛋 白 。 含 二 价 铁 的 呼 吸 酶 结 合 ， 形 成 可 逆性 的 结 合 物 。 一 氧 化 碳 与 血 红 蛋 白 的 结 合 ， 不 仅 降 低 血 球 携 带 氧 的 能 力 ， 而且 还 抑 制 ， 延 缓 氧 血 红 蛋 白 （ o2hb） 的 解 析 与 释 放 ， 导 致 机 体 组 织 因 缺 氧而 坏 死 ， 严 重 者 则 可 能 危 及 人 的 生 命 。为 了 杜 绝 CO 中 毒 等 事 件 的 发 生 ， 人 们 采 取 了 多 种 多 样 的 方 式 ， 民 用
12、燃气 报 警 器 就 是 一 种 防 止 CO 中 毒 的 燃 气 报 警 器 ， 具 有 很 高 的 灵 敏 度 ， 利 用 气体 传 感 器 ， 并 配 与 单 片 机 等 电 路 和 声 光 报 警 部 分 组 成 ， 能 够 实 时 检 测 家 里空 气 中 CO 的 浓 度 。 当 泄 漏 的 CO 气 体 达 到 设 定 值 时 就 会 发 生 报 警 ， 并 自 动驱 动 电 路 以 解 除 危 险 。第一章 绪论1.1 论文研究的背景、意义什么是燃气？民用的燃气是指天然气、液化石油气、人工煤气。无论是天然气、液化气、还是煤制气，由于各种原因泄漏后，当室内燃气浓度超过爆炸下限时，
13、遇火种（打火机、电器开关、静电等）则一定发生爆炸。我国城市的人工煤制气得成分虽各不相同，但都含有较多的一氧化碳，众所周知，一氧化碳为剧毒气体，健康人在含一氧化碳 1的空气中，10 分钟则产生痉挛，半个小时就会死亡。因此在使用燃气的过程中，因燃气泄漏、废气等原因造成的燃气爆炸、中毒等意外事故时有发生，因此为了人们的生命和财产安全，就必须采取相应的措施。而燃气报警器能够实时监测家居中燃气中相应的气体（如CO）的溶度，一旦环境中的溶度超出报警设定值，就能发出声光报警信号，并且能自动开启排风扇把燃气排出室外，甚至能通过联动装置自动切断燃气供应防止燃气继续泄漏，起到安全防范的作用。燃气报警器作为预防燃气
14、泄漏的有力武器，它的出现却似乎并没有引起人们应有的注意。这个在安全防护上可以和家用灭火器相提并论、甚至比灭火器更需要进入家庭的小东西，大多数家庭根本没有把它当一回事，甚至不知道还有这样一个可以从根本上解决煤气中毒和煤气爆炸的保护神存在。以上海为例，在一年中因热水器废气中毒及灶具溢熄、橡皮管老化脱落引起的燃气泄漏和造成中毒死亡的共 86 人，占全部燃气事故死亡人数据的 84%。但据权威部门公布的另一项调查表明，在上海市 300 万左右的燃气用户中，安装家用燃气泄漏报警器的不足 10%。正如此才回有那么多悲剧的发生。在日常生活中，无论是煤气中毒还是煤气爆炸事故，都因煤气泄漏而起。居家过日子，谁都离
15、不开使用煤气，无论你的预防措施做得多好，但百密难免一疏，更何况对消防安全不采取任何措施的家庭就更加危险。因此很有必要在家里准备一个燃气报警器，随时替主人守护着燃气用具，时刻警惕着燃气这个无形杀手悄悄溜出来，帮助主人将家庭隐患消灭在萌芽之际，成为家庭安全的好管家，让家人使用燃气具时，用得安心放心。例如：2008 年 12 月 1 日，陕西省榆林市定边县一学校的女生宿舍发生 12 名小学生 CO 中毒事件，有 11 名学生经抢救无效死亡；2010 年 1 月 3 日，大连市香工街香海花园发生煤气泄漏事故，共有 15 名煤气中毒患者被送往医院。另外还有 3 位因中毒太深而死亡；2011 年 3 月 29 日安泰集团以电厂在检修中发生 CO 中毒事故，有 17 人中毒，10 人经抢救无效死亡等等。身边太多的事件告诫我们必须对待这一问题。因此，我们要提倡在家庭中使用燃气报警器。让家用燃气报警器成为家庭生活的必需品。1.2 气体传感器及燃气报警器国内外现状当今社会，随着人们生活水平的提高，更多的人对生活环境的安全和舒适性有了更高的要求。民用燃气报警器能够在可燃气体泄露时立即进行声、光报警，有效了确保了居住环境的安全。根据有关资料统计，按燃气泄漏原因分类，发生事故无法预计。任何家庭，无论如何注意，都可能有万一。其中点火失误、冒锅或风吹灭、中途熄火、总
