1、传感器： Q-2烟雾传感器应用 2010-04-20 13:29 摘要： 当今社会环保意识深入广大人民群众，现在很多产品都打着环保的招牌来吸烟顾客，确实环保对于如今大多数追求生活品味的人来说需求很大，环保绿色产品在市场 上的销路都比较大，因此开发绿色产品已经成为科技人员的追求目标。市场上能够清除烟雾的烟灰缸成品比较少，能够自动感应启动的几乎没有。因此我们小组设计 了这个能够自动感应的除雾烟灰缸，该产品利用了市场上比较流行的灵敏性很好的 MQ 2 传感器，因此该产品的灵敏性相当不错，而且我们采用了几层过滤，极大 程 度上分解烟雾的有害物质，是使室内的空气达到环保的最理想产品。 设计理念 在家居和
2、办公室里，由于男主人抽烟太多，往往引起室内因雾弥漫，特别是冬天，室内通风不太好时，将给室内人员的身体健康带来损坏。传统烟灰缸只能盛烟灰而 不能吸掉对人体和环境有害的烟雾，本装置通过利用烟雾传感器，当烟雾扩散时，烟雾传感器感应到烟雾时，继电器打到 NO，风扇开始工作，马达转动，风扇产生 吸力将烟雾吸入到装有活性炭和负离子的过滤外壳中，排出清新干净的气体，极大地改善室内环境，具有环保的现时意义。 设计原理 1.设计电路 6.系统工作流程 电路如图所示， MQ 2为烟雾传感器， FAN 为 5V电机。电路采用交流供电， 220V交流市电从插头引入电路，经电源变压器降压后变为直流，直流电压直接供传感器
3、 MQ 2的加热丝 H-H工作，加热丝给传感器 MQ 2预热一定时间后，才能正常检测烟雾。稳压电压同时供控制电路工作，接在继电器、通电指示灯和风扇上。 当MQ 2所处的环境烟雾在允许范围内时，其两端输出电极 H-H间导电率很低，则加在电极间两端 H H 电压很低，则输出电压升高，晶体管 9013 导通，此 时加在继电器 JRC 4100F 两端的电压达到它的启动电压（ V），继电器跳转，通电指示灯熄灭；风扇 FAN电路接通，风扇工作，开始吸收烟雾。风扇产 生吸力将烟雾吸入装有活性炭过滤筛的壳体，先经过一层活性炭过滤后，再经过负离子发生器，从而除掉有害物质。过滤筛可以拆下来清理或更换，活性炭也可
4、以更 换。当烟雾逐渐减少，传感器 MQ 2导电率升高，加在电极间两端 H H的电压升高，输出电压变小，晶体管 9013 截止，则继电器 JRC 4100F两端电 压为零，继电器跳转为常态，风扇 FAN停止转动，通电指示灯变亮。 2.元器件选择 电源采用输入 AC： 220V 50Hz，输出 DC：稳压 5V 的电源变压器；烟雾传感器 MQ 2；一个 50K 的电位器；一个 1 K 的电阻；一个三脚的开关；晶体管采用 9013型号；继电器采用 JRC 4100F 5V 的型号；通电指示灯采用 3.5V 的淡绿发光二极管；风扇 FAN为 5V 的单转向小型风扇。 下图为设计的报警器图 3. 自感应
5、器件 MQ 2 参数 A. 标准工作条件 符号 参数名称 技术条件 备注 Vc 回路电压 15V AC or DC VH 加热电压 5.0V0.2 V AC or DC RL 负载电阻 可调 RH 加热电阻 313 室温 PH 加热功耗 900mW B. 环境条件 符号 参数名称 技术条件 备注 Tao 使用温度 -10 -50 Tas 储存温度 -20 -70 RH 相对湿度 小于 95%RH O2 氧气浓度 21%(标准条件 ) 氧气浓度会影响灵敏度特性 最小值大于 C. 灵敏度特性 符号 参数名称 技术参数 备注 Rs 敏感体表面电阻 3K -30K (1000ppm 异丁烷 ) 探测浓
6、度范围 100ppm-10000ppm 液化气和丙烷 300ppm-5000ppm 丁烷 5000ppm-20000ppm 甲烷 300ppm-5000ppm 氢气 100ppm-2000ppm 酒精 (3000/1000) 异丁烷 浓度斜率 0.6 标准工作条件 温度： 202 Vc:5.0V0.1V 相对湿度： 65%5% Vh: 5.0V0.1V 预热时间 不超过 1 小时 MQ-2气敏元件的结构和外形如图所示 (结构 A or B), 由微 型 AL2O3 陶瓷管、 SnO2 敏感层 ,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。
7、封装好的气敏元件有只针状管脚，其中个用于信号取出，个用于提供加热电流。 测量电路如图所示 4. 晶体管 C9013 参数 极限值（ TA=25 ） 参数 符号 标称值 单位 集电极、基极击穿电压 VCBO 30 V 集电极、发射极击穿电压 VCEO 25 V 发射极、基极击穿电压 VEBO 5 V 集电极电流 IC 500 mA 集电极功率 PC 625 mW 结温 TJ 150 贮存温 TSTG -55-150 5.过滤筛设计 我们采用四层过滤设计，可以更加有效地提高净化效果。 第一层：海绵过滤。此层的作用是将烟雾中的较大颗粒隔离掉，起到初步净化烟雾的作用； 第二层：活性炭过滤。此层的作用是
8、将烟雾中的小颗粒和大分子有害物质吸附住，对烟雾进行深层净化： 第三层：深层净化层。此层有一个氧离子发生器， 可以吸附香烟烟雾中的尼古丁等有害成分，从而除掉烟雾中的有害成分，这是过滤筛的核心部分，起到最终达到净化烟雾的作用。 6.系统工作流程 电路如图所示， MQ 2为烟雾传感器， FAN为 5V 电机。电路采用交流供电， 220V交流市电从插头引入电路，经电源变压器降压后变为直流，直流电压直接供传感器 MQ 2 的加热丝 H-H 工作，加热丝给传感器MQ 2预热一定时间后，才能正常检测烟雾。稳压电压同时供控制电路工作，接在继电器、通电指示灯和风扇上。 当 MQ 2 所处的环境烟雾在允许范围内时
9、，其两端输出电极 H-H 间导电率很低，则 加在电极间两端 H H 电压很低，则输出电压升高，晶体管 9013 导通，此 时加在继电器 JRC 4100F 两端的电压达到它的启动电压（ V），继电器跳转，通电指示灯熄灭；风扇 FAN 电路接通，风扇工作，开始吸收烟雾。风扇产 生吸力将烟雾吸入装有活性炭过滤筛的壳体，先经过一层活性炭过滤后，再经过负离子发生器，从而除掉有害物质。过滤筛可以拆下来清理或更换，活性炭也可以更 换。当烟雾逐渐减少，传感器 MQ 2导电率升高，加在电极间两端 H H 的电压升高，输出电压变小，晶体管 9013截止，则继电器 JRC4100F 两端电 压为 零，继电器跳转为
10、常态，风扇 FAN停止转动，通电指示灯变亮。 注：为了使到在烟敏器件电路发生故障的时候烟灰缸还能工作，我们另外接了一个手动的开关（如电路图中的开关 K），这样，当电路发生故障的时候，我们可以手动的开启电机，一样能达到抽烟过滤的功能。 7.调试 电路主要通过调试可变电阻 ，可以调节烟雾传感器的灵敏度，以获得满意的烟雾浓度风扇启动点。 无烟烟灰缸创作特色： 绿色环保：让你的家、办公室，在吸烟的情况下也拥有 21 世纪人类的最佳选择。香烟点燃时所释放的烟雾能被活性碳过滤吸收，释放出清新空气，让您和家人 免受二手烟的危害，关爱生命，关爱健康，提倡环保。 外型美观：设计新颖，外型有头盔，石膏制作成的盘坐
11、着的女人，加上一些其他的设计等形如一个真人，摆放办公室或家里还如艺术品。 人性化设计：将香烟放入烟槽，烟缸立即开始工作，让你的周围永保清新空气。同时背后有一个负离子发生器，是一个能产生对人体有益的负离子的装置 . 产品说明书： 1. 全自动 : 只要香烟放入烟槽，机器便立即开始工作，一旦香烟离开烟槽便停止工作。 2.手动式：如果需要，则可以使用开关来控制机器的启动与关闭。 3.节能 : 机器工作时耗电，机器停止工作时 不耗电。 4. 环保型 : 机器工作时，点燃的烟雾所含有害气体被快速吸收，海绵过滤大颗粒物质，并活性碳完全过滤。 5. 采用直充电式供电 ,为 5V，可拆下，方便适 电路如图所示
12、， MQ 2为烟雾传感器， FAN 为 5V电机。电路采用交流供电， 220V交流市电从插头引入电路，经电源变压器降压后变为直流，直流电压直接供传感器 MQ 2的加热丝 H-H工作，加热丝 给传感器 MQ 2预热一定时间后，才能正常检测烟雾。稳压电压同时供控制电路工作，接在继电器、通电指示灯和风扇上。 当MQ 2所处的环境烟雾在允许范围内时，其两端输出电极 H-H间导电率很低，则加在电极间两端 H H 电压很低，则输出电压升高，晶体管 9013 导通，此 时加在继电器 JRC 4100F 两端的电压达到它的启动电压（ V），继电器跳转，通电指示灯熄灭；风扇 FAN电路接通，风扇工作，开始吸收烟雾。风扇产 生吸力将烟雾吸入装有活性炭过滤筛的壳体，先经过一层活性炭过滤后，再经过负离子发生器，从而除掉有害物质。过滤筛 可以拆下来清理或更换，活性炭也可以更 换。当烟雾逐渐减少，传感器 MQ 2导电率升高，加在电极间两端 H H的电压升高，输出电压变小，晶体管 9013 截止，则继电器 JRC 4100F两端电 压为零，继电器跳转为常态，风扇 FAN停止转动，通电指示灯变亮。
