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CD4011 9013 QM-N10

家用瓦斯报警器　　家庭使用液化气、煤气作燃料的越来越多，但是这些气体有害、易爆炸，隐患事故多，如气体泄漏时不能及时发现和处理，会给家庭及邻居带来灾难性危害。本文介绍的这种瓦斯报警器适用于天然气、煤气、液化石油气等泄漏报警。

　　工作原理

　　该装置电路工作原理见图1（点此下载原理图）。它是由电源电路、传感器电路、压控振荡器电路及报警电路等组成。220V市电经电源变压器T1降压至5.5V左右，不用整流、滤波直接作为气敏半导体传感器QM－N10的加热电压。控制电路的供电则是由U全桥整流、C1滤波后供给的。QM－N10气敏半导体传感器在洁净空气中的阻值大约有几十kΩ，接触到有害气体时，电导率增大，电阻值急剧下降，下降幅度与瓦斯浓度在0.5%以下成正比。由与非门IC1A、IC1B构成一个门控电路，IC1C、IC1D组成一个多谐振荡器。当QM－N10气敏传感器未敏感到有害气体时，由于电导率极小，IC1A②脚处于低电位，IC1A的①脚处于高电位，故IC1A的③脚为高电位，经IC1B反相后其④脚为低电位，多谐振荡器不起振，三极管VT2处于截止状态，故报警电路不发声。

　　一旦QM－N10敏感到有害气体时，其电导率增大，阻值急剧下降，在电阻R2、R3上的压降使IC1A的②脚处于高电位，此时IC1A的③脚变为低电平，经IC1B反相后变为高电平，多谐振荡器起振工作，三极管VT2周期地导通与截止，于是由VT1、T2、C4、HTD等构成的正反馈振荡器间歇工作，发出报警声。与此同时，发光二极管LED1闪烁。从而达到有害气体泄漏告警的目的。

　　元器件选择与制作

　　元器件清单见下表。

编　号名　称型　号数　量R1、R2电阻510Ω （需调整）2R3电阻1K （需调整）1R4电阻2M （可调整延迟时间）1R5电阻3.6M1R6电阻470Ω1R7电阻2.2K1R8电阻10K1R9电阻150K1R10电阻270Ω1R11电阻330Ω1C1、C2电解电容470u/16V2C3涤纶电容0.1u1C4涤纶电容0.047u1U整流全桥1A/50V1VD开关二极管IN41481DW稳压二极管5.1V1LED1、LED2发光二极管红、绿各1个2VT1、VT2晶体三极管90132IC1与非门CD40111QM气敏传感器QM－N10 （性能见表后文字）1HTD压电轰鸣器加助声腔1T1电源变压器5.5V1T2脉冲变压器自制1

　 QM－N10是一种高灵敏度、高稳定性的有害气体传感器，其主要技术参数如下：

　　响应时间：≤10s

　　恢复时间：≤60s

　　加热电压：5V ± 0.5V

　　加热功率：≤0.5W（加热丝冷态电阻为50Ω ± 2Ω)

　　抗干扰能力：丁烷报警浓度设在0.3%时在下述条件下不会误报警：温度为-10－ 50℃；湿度为≤95%RH。

　　T1采用3－5W、5.5V电源变压器；T2采用8∶1的半导体收音机输出变压器，倒过来用即可。HTD采用Φ＝27mm的压电陶瓷片，要求加装共振助声腔。

　　由于QM－N10气敏半导体传感器在开机时，约有10分钟的预热期，在这个时间内易产生不稳定因素，导致误报，因此在电路的设计上有一个开机延时电路，它由R4、C2构成，调整R4，使延时时间在10分钟左右即可。电阻R2、R3的阻值决定了电路的报警起控点。将气敏传感器置于浓度为0.3%的丁烷气样中，调整R3的阻值，使电路处于报警临界点即可。最后可实地试验，调整R3至所要求的报警浓度点时报警。