專利名稱：礦用煙霧傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦安全設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦用煙霧傳感器。
背景技術(shù)：
煙霧傳感器主要用于煤礦井下有瓦斯和煤塵爆炸危險及火災(zāi)危險的場所，能對橡膠、塑料、煤等燃燒產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行檢測、遙測和集中監(jiān)視。具有抗腐蝕能力強(qiáng)、高靈敏度、結(jié)構(gòu)簡單、功耗小、成本低和維護(hù)簡便等特點(diǎn)?，F(xiàn)在市場上存在的煙霧傳感器主要有利用物理化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器、利用物理性質(zhì)的煙霧傳感器和利用電化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器三種，其中以電化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器最為廣泛，例如電流型煙霧傳感器和電勢型氣體傳感器等。所述的電化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器一般都設(shè)有電源模塊電路，傳統(tǒng)地是利用三端穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓后為其他電路供電，如中國實用新型專利授權(quán)公告號為CN201837576U公開的“礦用煙霧傳感器”，三端穩(wěn)壓塊的發(fā)熱量大、功率損耗高、穩(wěn)定性較差，容易損壞，增加了使用成 本。因此，有必要對現(xiàn)有的礦用煙霧傳感器進(jìn)行改進(jìn)，降低電源模塊電路的發(fā)熱量，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單和可靠性好的礦用煙霧傳感器。本發(fā)明的目的是這樣來達(dá)到的，一種礦用煙霧傳感器，包括電源模塊電路、用于輸出報警電壓Vout的加熱延時與報警輸出電路和用于輸出信號電壓Voutl的煙霧傳感器模塊電路，加熱延時與報警輸出電路與煙霧傳感器模塊電路連接，電源模塊電路與加熱延時與報警輸出電路以及煙霧傳感器模塊電路連接，并且對加熱延時與報警輸出電路以及煙霧傳感器模塊電路進(jìn)行供電，所述的電源模塊電路包括二極管D7、D8、電容Cl、C2、電感LI和降壓穩(wěn)壓器U8，二極管D7的正極接直流電源+12V，二極管D7的負(fù)極接電容Cl的正極和降壓穩(wěn)壓器U8的I腳，降壓穩(wěn)壓器U8的2腳接二極管D8的負(fù)極和電感LI的一端，電感LI的另一端接電容C2的正極和降壓穩(wěn)壓器U8的4腳并輸出直流電源VCC，電容Cl的負(fù)極、降壓穩(wěn)壓器U8的3、5腳、二極管D8的正極和電容C2的負(fù)極共同接地，所述的加熱延時與報警輸出電路包括電阻R3 R13、R16 R18、變阻器R19、電容C3 C5、二極管Dl D6、運(yùn)算放大器U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U3B、三極管Ql和雙色發(fā)光二極管LEDl，電阻R3的一端接雙色發(fā)光二極管LEDl的I腳，雙色發(fā)光二極管LEDl的2腳接電阻R16的一端，電阻R16的另一端接運(yùn)算放大器UlB的7腳和二極管Dl的負(fù)極，運(yùn)算放大器UlB的6腳與運(yùn)算放大器UlA的2腳、電阻R5的一端、運(yùn)算放大器U2B的6腳、運(yùn)算放大器U2A的2腳以及電阻R6的一端連接，運(yùn)算放大器UlA的I腳接電阻R18的一端和雙色發(fā)光二極管LEDl的3腳，電阻R18的另一端接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極接電阻R17的一端并輸出所述報警電壓Vout，用于連接下一級控制裝置，運(yùn)算放大器UlA的3腳與電容C3的一端、電阻R4的一端、電阻R9的一端以及二極管Dl的正極連接，電阻R9的另一端接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極接運(yùn)算放大器U3B的7腳，運(yùn)算放大器U3B的6腳接電阻R13的一端和電阻R12的一端，電阻R13的另一端與變阻器R19的1、2腳以及運(yùn)算放大器U3A的3腳連接，運(yùn)算放大器U3A的I腳接二極管D5的負(fù)極，二極管D5的正極與電阻R8的一端、電阻R7的一端以及二極管D4的正極連接，電阻R8的另一端接二極管D3的負(fù)極和運(yùn)算放大器U2B的5腳，二極管D3的正極接運(yùn)算放大器UlB的5腳和運(yùn)算放大器U2B的7腳，二極管D4的負(fù)極接運(yùn)算放大器U2A的I腳，運(yùn)算放大器U2A的3腳與電阻RlO的一端、二極管D6的正極以及電容C4的正極連接，運(yùn)算放大器U3A的2腳與運(yùn)算放大器U3B的5腳、電容C5的一端以及電阻Rll的一端連接，電阻Rll的另一端接所述的煙霧傳感器模塊電路3輸出的信號電壓Voutl，電阻R17的另一端、運(yùn)算放大器UlA的8腳、電阻R5的另一端、電阻R7的另一端、運(yùn)算放大器U3A的8腳、運(yùn)算放大器U2A的8腳、電阻RlO的另一端、二極管D6的負(fù)極和電阻R12的另一端共同接直流電源VCC，電阻R3的另一端、三極管Ql的發(fā)射極、運(yùn)算放大器UlA的4腳、電容C3的另一端、電阻R4的另一端、電阻R6的另一端、運(yùn)算放大器U3A的4腳、電容C5的另一端、電容C4的負(fù)極、變阻器R19的3腳和運(yùn)算放大器U2A的4腳共同接地。本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)，具有的優(yōu)點(diǎn)是電源模塊電路中采用了開關(guān)型降壓 穩(wěn)壓器，相對于傳統(tǒng)的三端穩(wěn)壓集成電路具有損耗功率小、發(fā)熱量低等特點(diǎn)，從而增加了煙霧傳感器的工作的可靠性。


圖I為本發(fā)明的原理框圖。圖2為圖I所示的電源模塊電路的電原理圖。圖3為圖I所示的加熱延時與報警輸出電路的電原理圖。圖4為圖I所示的煙霧傳感器模塊電路的電原理圖。
具體實施例方式為了使公眾能充分了解本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)和有益效果，申請人將在下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
詳細(xì)描述，但申請人對實施例的描述不是對技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思作形式而非實質(zhì)的變化都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。請參閱圖1，一種礦用煙霧傳感器，包括電源模塊電路I、加熱延時與報警輸出電路2、煙霧傳感器模塊電路3，加熱延時與報警輸出電路2與煙霧傳感器模塊電路3連接。所述的煙霧傳感器模塊電路3用于采集當(dāng)前環(huán)境下的煙霧情況，發(fā)送信號給加熱延時與報警輸出電路2。所述的加熱延時與報警輸出電路2對煙霧傳感器模塊電路3送達(dá)的信號進(jìn)行比較判斷處理，并輸出報警信號給下一級控制裝置。電源模塊電路I將主電路提供的直流電源通過變換分別供給加熱延時與報警輸出電路2和煙霧傳感器模塊電路3。請參閱圖2，所述的電源模塊電路I包括二極管D7、D8、電容Cl、C2、電感LI和降壓穩(wěn)壓器U8，所述的降壓穩(wěn)壓器U8為開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器，具體為LM2576。主電路提供的直流電源通過二極管D7接入降壓穩(wěn)壓器U8后變換為直流電源VCC，電容Cl為輸入端濾波電容，二極管D8為反向續(xù)流二極管，電容C2和電感LI組成LC濾波電路。請參閱圖3，所述的加熱延時與報警輸出電路2包括電阻R3 R13、R16 R18、變阻器R19、電容C3 C5、二極管Dl D6、運(yùn)算放大器U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U3B、三極管Ql和雙色發(fā)光二極管LEDl，此處雙色發(fā)光二極管LEDl采用紅綠雙色。主電路通電后，直流電源VCC接入電路，通過電阻R5給運(yùn)算放大器U1A、U1B、U2A、U2B提供反相比較電壓，同時給電容C4充電。當(dāng)電容C4剛開始充電時，運(yùn)算放大器U2A的正相電壓小于反相電壓，輸出低電平，從而通過二極管D4下拉電阻R7、R8之間的電壓；當(dāng)電容C4充電一段時間后，運(yùn)算放大器U2A的正相電壓大于反相電壓，輸出高電平，從而使電阻R7、R8之間的電壓不能通過二極管D4下拉。運(yùn)算放大器U3A的正相電壓由電阻R13與變阻器R19提供，且隨變阻器R19阻值的變化而變化。運(yùn)算放大器U3A的反相電壓由煙霧傳感器模塊電路3輸出的信號電壓Voutl經(jīng)過電阻Rll提供。當(dāng)運(yùn)算放大器U3A的正相電壓小于反相電壓時，輸出低電平，從而通過二極管D5下拉電阻R7、R8之間的電壓；當(dāng)運(yùn)算放大器U3A的正相電壓大于反相電壓時，輸出高電平，從而使電阻R7、R8之間的電壓不能通過二極管D5下拉。只有當(dāng)運(yùn)算放大器U2A、U3A的輸出均為高電平時，才能使加在運(yùn)算放大器U2B的正相電壓高于反相電壓，通過比較輸出高電平，再進(jìn)一步與運(yùn)算放大器UlB比較輸出高電平，使雙色發(fā)光二極管LEDl的1、2腳導(dǎo)通，發(fā)出綠光，表示電路電源接通可正常工作，二極管D3起單向反饋 作用。運(yùn)算放大器U3B的反相電壓由電阻R12、R13提供，且可通過變阻器R19進(jìn)行調(diào)節(jié)，正相電壓由煙霧傳感器模塊電路3輸出的信號電壓Voutl經(jīng)過電阻Rll提供。當(dāng)運(yùn)算放大器U3B的正相電壓大于反相電壓時，輸出高電平，觸發(fā)二極管D2導(dǎo)通并將電壓加到運(yùn)算放大器UlA的正相，經(jīng)過比較輸出高電平，使雙色發(fā)光二極管LEDl的1、3腳導(dǎo)通，發(fā)出紅光，同時觸發(fā)三極管Ql，使報警輸出電壓Vout由高電平變?yōu)榈碗娖?，下一級控制裝置工作，控制噴霧裝置等啟動。在此過程中，電容C4充電完成后，只要電源供電正常，運(yùn)算放大器U2A的正相電壓一直大于反相電壓，根據(jù)上述分析可知，運(yùn)算放大器UlB就會輸出高電平。如果運(yùn)算放大器UlB輸出低電平，會通過二極管Dl進(jìn)行單向下拉，使運(yùn)算放大器UlA的輸出無變化。請參閱圖4并結(jié)合圖3，所述的煙霧傳感器模塊電路3包括電阻R14、R15、輕觸開關(guān)SI和煙霧探頭B，在本實施例中，煙霧探頭B采用MQ2氣敏式煙霧探頭。主電路通電后，直流電源VCC接入電路供煙霧探頭B的加熱絲H-H工作，加熱絲H-H預(yù)熱一定時間后，煙霧探頭B才能正常檢測煙霧。當(dāng)檢測到有煙時，煙霧探頭B的4、6腳電壓隨煙霧濃度的升高而增大，輸出的信號電壓Voutl升高。此時，調(diào)節(jié)加熱延時與報警輸出電路2中的變阻器R19的阻值，使運(yùn)算放大器U3B的正相電壓大于反相電壓，輸出高電平，觸發(fā)二極管D2導(dǎo)通并將電壓加到運(yùn)算放大器UlA的正相端，運(yùn)算放大器UlA輸出高電平，使雙色發(fā)光二極管LEDl的1、3腳導(dǎo)通，發(fā)出紅光。同時使報警輸出電壓Vout由高電平變?yōu)榈碗娖?，啟動下一級控制電路作出相?yīng)指示，例如啟動噴霧裝置等。當(dāng)煙霧逐漸減少，輸出的信號電壓Voutl變小，當(dāng)運(yùn)算放大器U3B的正相電壓小于反相電壓時，運(yùn)算放大器U3B輸出低電平，二極管D2截止，運(yùn)算放大器UlA的正相電壓小于反相電壓，輸出低電平，使雙色發(fā)光二極管LEDl的1、3腳截止，紅光熄滅只亮綠光。同時使報警輸出電壓Vout由低電平變?yōu)楦唠娖?，啟動下一級控制電路作出相?yīng)指示，例如使噴霧裝置停止工作。另外，輕觸開關(guān)SI為試驗按鈕，按下輕觸開關(guān)SI，煙霧探頭B的4、6腳電壓升高，輸出的信號電壓Voutl升高，從而可以試驗加熱延時與報警輸出電路2是否能夠正常工作。本發(fā)明的電源模塊電路I中采用了開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器，相對于傳統(tǒng)的三端穩(wěn)壓集成電路具有損耗功率小、發(fā)熱量低等特點(diǎn)；另外，加熱延時與報警輸出電路2采用了全比較電路，簡單實用、性能可靠、故障易于排除；煙霧傳感器模塊電路3能針對不同的環(huán)境特性、不同的探測要求采用不同的煙霧探頭，從而使得本電路工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)以及 采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，達(dá)到了發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.一種礦用煙霧傳感器，包括電源模塊電路(I)、用于輸出報警電壓Vout的加熱延時與報警輸出電路(2)和用于輸出信號電壓Voutl的煙霧傳感器模塊電路(3)，加熱延時與報警輸出電路⑵與煙霧傳感器模塊電路⑶連接，電源模塊電路⑴與加熱延時與報警輸出電路(2)以及煙霧傳感器模塊電路(3)連接，并且對加熱延時與報警輸出電路(2)以及煙霧傳感器模塊電路(3)進(jìn)行供電，所述的電源模塊電路(I)包括二極管D7、D8、電容Cl、C2、電感LI和降壓穩(wěn)壓器U8，二極管D7的正極接直流電源+12V，二極管D7的負(fù)極接電容Cl的正極和降壓穩(wěn)壓器U8的I腳，降壓穩(wěn)壓器U8的2腳接二極管D8的負(fù)極和電感LI的一端，電感LI的另一端接電容C2的正極和降壓穩(wěn)壓器U8的4腳并輸出直流電源VCC，電容Cl的負(fù)極、降壓穩(wěn)壓器U8的3、5腳、二極管D8的正極和電容C2的負(fù)極共同接地，所述的加熱延時與報警輸出電路(2)包括電阻R3 R13、R16 R18、變阻 器R19、電容C3 C5、二極管Dl D6、運(yùn)算放大器U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U3B、三極管Ql和雙色發(fā)光二極管LED1，電阻R3的一端接雙色發(fā)光二極管LEDl的I腳，雙色發(fā)光二極管LEDl的2腳接電阻R16的 一端，電阻R16的另一端接運(yùn)算放大器UlB的7腳和二極管Dl的負(fù)極，運(yùn)算放大器UlB的6腳與運(yùn)算放大器UlA的2腳、電阻R5的一端、運(yùn)算放大器U2B的6腳、運(yùn)算放大器U2A的2腳以及電阻R6的一端連接，運(yùn)算放大器UlA的I腳接電阻R18的一端和雙色發(fā)光二極管LEDl的3腳，電阻R18的另一端接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極接電阻R17的一端并輸出所述報警電壓Vout，用于連接下一級控制裝置，運(yùn)算放大器UlA的3腳與電容C3的一端、電阻R4的一端、電阻R9的一端以及二極管Dl的正極連接，電阻R9的另一端接二極管D2的負(fù)極，二極管D2的正極接運(yùn)算放大器U3B的7腳，運(yùn)算放大器U3B的6腳接電阻R13的一端和電阻R12的一端，電阻R13的另一端與變阻器R19的1、2腳以及運(yùn)算放大器U3A的3腳連接，運(yùn)算放大器U3A的I腳接二極管D5的負(fù)極，二極管D5的正極與電阻R8的一端、電阻R7的一端以及二極管D4的正極連接，電阻R8的另一端接二極管D3的負(fù)極和運(yùn)算放大器U2B的5腳，二極管D3的正極接運(yùn)算放大器UlB的5腳和運(yùn)算放大器U2B的7腳，二極管D4的負(fù)極接運(yùn)算放大器U2A的I腳，運(yùn)算放大器U2A的3腳與電阻RlO的一端、二極管D6的正極以及電容C4的正極連接，運(yùn)算放大器U3A的2腳與運(yùn)算放大器U3B的5腳、電容C5的一端以及電阻Rll的一端連接，電阻Rll的另一端接所述的煙霧傳感器模塊電路3輸出的信號電壓Voutl,電阻R17的另一端、運(yùn)算放大器UlA的8腳、電阻R5的另一端、電阻R7的另一端、運(yùn)算放大器U3A的8腳、運(yùn)算放大器U2A的8腳、電阻RlO的另一端、二極管D6的負(fù)極和電阻R12的另一端共同接直流電源VCC，電阻R3的另一端、三極管Ql的發(fā)射極、運(yùn)算放大器UlA的4腳、電容C3的另一端、電阻R4的另一端、電阻R6的另一端、運(yùn)算放大器U3A的4腳、電容C5的另一端、電容C4的負(fù)極、變阻器R19的3腳和運(yùn)算放大器U2A的4腳共同接地。
全文摘要
一種礦用煙霧傳感器，屬于煤礦安全設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。包括電源模塊電路、加熱延時與報警輸出電路和煙霧傳感器模塊電路，加熱延時與報警輸出電路與煙霧傳感器模塊電路連接，電源模塊電路與加熱延時與報警輸出電路以及煙霧傳感器模塊電路連接，且對加熱延時與報警輸出電路以及煙霧傳感器模塊電路進(jìn)行供電，電源模塊電路包括二極管D7、D8、電容C1、C2、電感L1和降壓穩(wěn)壓器U8，加熱延時與報警輸出電路包括電阻R3～R13、R16～R18、變阻器R19、電容C3～C5、二極管D1～D6、運(yùn)算放大器U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U3B、三極管Q1和雙色發(fā)光二極管LED1。優(yōu)點(diǎn)損耗功率小、發(fā)熱量低，增加了工作的可靠性。
文檔編號E21F17/18GK102852557SQ20121031695
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者王雪華, 陳小峰, 陳新鋒 申請人:常熟市德虞礦山機(jī)電有限公司