1、1电工与电子技术毕业设计-煤气安全报警电路系 别：电气自动化专业班级：08 电气 2 班姓 名：张 杰学 号：2008202016指导老师：张 老 师时 间：2010 年 10 月-2010 年 12 月2目录一、问题的引入-3二、设计目的-3三、设计要求-3四、所需仪器设备与器件-4五、设计内容、方法与步骤-4六、收获与体会-10七、参考文献-113一、问题的引入： 在实际应用中，常常需要一种能够自动发出报警的装置，比如煤气的安全报警的控制系统。本节设计与制作的电路就具有这种功能。 二、设计目的：通过这一课程设计，读者可以在如下方面得到锻炼。 （ 1 ）基本了解设计数字系统的一般方法。 （
2、2 ）进一步熟悉常用数字器件的使用方法。 （ 3 ）基本掌握通过逻辑分析查找数字电路故障的方法。 三、设计要求： 设计并制作出一种用于控制煤气排放量的自动报警电路，它具有如下功能： （ 1 ）可以控制煤气的排放量。 （ 2 ）可以自动产生空气负离子和臭氧。 （ 3 ）每过一段时间，使排放的过多的气体与臭氧化合成对人体无毒害的。 （ 4 ）空气成分变化的间隔时间可以自动调节。 4四、所需仪器设备与器件 稳压电源， protel99 绘图软件，负离子发生器，扬声器。555 集成定时器 五、设计内容、方法与步骤：设计内容） 全报警器受控的基本原理当有害气体达到危险浓度时，时基电路1 的 2 脚电位大
3、于c （），2 的 3 脚输出为低电平，继电器得电吸合，其常开触点闭合，接通机外报警系统。同时扬声器发出“嘀”声，发光。当煤气泄露故障排除后，电路自动复原。调节电位器，可改变报警的灵敏度。 2 ） 系统框图根据设计要求，确定如下图所示系统框图。电源电路气敏探测电路电子开关电路报警电路开放式空气负离子发生器5（1） 电源电路市电经变压器 T1 降压、整流桥 VC 整流、串联型晶体管稳压电路（由三极管 VT1、VT2 等组成）稳压后，提供 12V 直流电源RP1 100A Bf MQ-N5HfR5 68 RP2 4.7K探探探探探探(2)敏探测电路 由气敏元件 MQ-N5、电位器 RP1、电阻 R
4、5 和指示灯 H 组成。H 起稳定 气敏元件灯丝的电流作用，以使报警器工作稳定、可靠。因为灯6丝电阻随温度（即通过的电流）而正比变化。温度高，电阻大，致使流过灯丝的电流减小；反之，电流增大，从而确保灯丝电流的稳定。分流电阻 R5 用以减少流过指示灯 H 的电流，避免灯丝达到正常的白炽化程度（白炽化时就失去稳流作用） 。气敏元件预热数分钟后，在清洁的空气中，测量极 A-A 与 B-B 之间的电阻为一个稳定值，适当调节电位器 RP2，可使 B-B 端的电压接近为零（即 RP2 为调零电位器） ，当气敏元件遇到煤气后，A-A 与 B-B 之间的电阻相继下降，B-B 端的电位则上升。利用 B-B 端的
5、电位去控制电子开关电路。电子开关电路（3）电子开关电路由 JEC-2 施密特集成电路 A1 和三极管 VT3 组成。当 B-B 端（即 A1的 7 脚）为低电平时，2 脚输出为高电平，555 时基电路 A2 不工作。此时 VT3 因反偏而截止。当 7 脚为高电平时，A1 电路反转，2 脚输出为低电平，A2 电路被接通，VT3 导通，继电器 KA 得电吸合，其常开触点闭合，接通负离子发生器的电源，使它投入工作。7(4)报警电路由 555 时基电路 A2、发光二极管 VH、扬声器 B 及阻容元件等组成。A2 等组成音频振荡器。工作时，扬声器发出“嘀”的声音，VH 发光。当煤气泄露故障排除后，电路自
6、动恢复。*555 定时器的基本电路结构及其工作原理。555 定时器电路是一个中规模的集成电路，可以由 TTL 电路或CMOS 电路构成。它是一种能产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路。只要在外部配上几个适当的电阻元件，就可以构成单稳态触发器。多谐振荡器以及施密特触发器等脉冲产生与整形电路，在工业自动控制，定时，仿声和防盗报警等方面有广泛的应用。555 定时电路结构如下图所示。8开放式空气负离子发生器(5)开放式空气负离子发生器由双向晶闸管 V、二极管9VD1VD2、升压变压器 T2、电阻 R11R13 和电容 C5C7 组成。市电经 R10、C6 分压，在 V 的第一电极和第二电极加有电压。V
7、D1、C5和 R11 为触发回路，R11、C5 起移相。当市电负半周时，C6 两端电压为上负、下正，这时经 VD3、R12 向 C7 充电，C7 两端电压瞬间达 8V 左右，V 导通。当市电电压过零时，由于C5 的移相作用，C5 两端的电压加到 V 的控制极上，V 仍然保持导通。当市电正半周时，经 VD1 直接触发 V，使其导通。T2 初级绕组与 C7组成一个 LC 振荡电路就产生一个衰减式自由振荡，其频率约725Hz，振荡电流经 T2 升压，再经 VD2 整流，便在负离子发生器的极板上产生静电高压，于是就电离出空气负离子和臭氧沿着电力线向四周扩散开来。图中，R13 的作用是防止人体触电而设的
8、。由于该装置工作时不会产生高压放电火花，所以不会发生煤气爆炸事故。 由以上个各分组功能元件可以得到整体功能电路图,如下图所示10六、收获与体会这次做的是模拟电子课程设计，虽然以前已经做过数字电子课程设计，有了一定的经验，但是还是遇到了重重困难，我运用所学的课本知识，以及查阅相关的文献，对设计过程中、所遇到的问题都一一的攻破，经这次设计证明，将所学的知识和电子设计方法相结合，大大的调动了我们学习的积极性，并有利于我们系统的科学地培养我们的实际动手能力，工程设计能力及创新设计能力，活耀了我们的思维，既符合由简到繁，循序渐进的教学规律，又能激发我们对模拟电子线路设计的兴趣。通过课程设计，我们对所学的知识有了更深刻地了解，实现了从理论到实践再到理论的几个飞跃，也更加了解到科学知识应该以服务社会为目的，只有掌握了足够的知识才能更好的为社会贡献我们的力量。我们学会了利用所学知识以技术上的知识解决问题的能力。
