**關鍵詞：氣敏感測器 ul281 單穩延時電路穩壓電路熱清洗蜂鳴報警
**摘要：co是人們日常生活生產中常見的有毒氣體，無色無味，不易被人們發現，當人處在co氣體之中是十分危險的，甚至威脅到生命安全。在我國北方冬季用煤炭取暖的居民危害最大的就是一氧化碳中毒，因為該氣體易在不能充分燃燒的條件下產生。
設計出能檢測到co氣體並能報警的電路是十分必要的，在滿足基本要求的基礎上，電路的設計還要考慮到感測器部分要具有良好的溫度、濕度穩定性。
根據生產生活需要設計co探測報警電路，選用對co有極高靈敏度的氣敏感測器ul281作為報警電路探頭，結合ul281結構及其功能，設計與之功能特點相匹配的電路，這些電路由單穩延時電路、穩定電源供電電路、探測電路（熱清洗電路）、電壓輸出電路、報警電路和元件損壞電路。
將電源接通經過熱清洗後將感測器放置在清潔空氣中，由於敏感元件的電阻很大，ic2 放大倍數近似於1。因此用電壓表測量h、l點之間的電壓很小，電路不報警，可調節電位器rp2 ，可改變ic3的負輸入電壓，電路最終完成之後，調節滑動變阻器rp2 ，使ic3的負輸入電壓為2.9v。
將感測器放大裝有300ppm氣樣的密封塑膠袋內，調節rp1，使ic2的輸出為3.00v。此時電壓比較器ic3正輸入大於負輸入，其輸出正飽和而使vt3導通報警。
第一章概述
第一節感測器的概述及組成
一、引言
co是人們日常生活生產中常見的有毒氣體，無色無味，不易被人們發現，當人處在co氣體之中是十分危險的，甚至威脅到生命安全。我國的co報警控制系統經歷了從無到有、從簡單到複雜的發展過程，其智慧型化程度也越來越高，其系統複雜、成本較高。而在居民住宅區、機房、辦公室等小型單位場所，需要設定一種單
一、廉價實用的co探測報警裝置，基於此種現象，應用所學的電路知識設計出一種簡單易於實現，低成本的co報警電路，不僅對於所學知識是一次綜合複習的機會，而且更是練習如何應用所學的書本知識解決實際生產生活問題的能力，這是相當必要的。
二、 感測器概述
人們通常將能把被測量物理量或化學量轉換為與之有確定對應關係的電量輸出的裝置稱為感測器。感測器也叫做變換器、換能器或探測器。感測器輸出的訊號有不同的形式，如電壓、電流、頻率、脈衝等，以滿足資訊的傳輸處理、記錄、顯示和控制等要求。
感測器是測量裝置和控制系統的首要環節。如果沒有感測器對原始資料引數進行精確可靠的測量，那麼無論是訊號或是資訊處理，或者是最佳資料的顯示和控制，都將成為一句空話。可以說，沒有精確可靠的感測器，就沒有精確可靠的自動檢測和控制系統。
三、 感測器組成框圖
感測器一般由敏感元件、感測元件和其他輔助元件組成，有時也將訊號調節與轉換電路、輔助電源作為感測器的組成部分。
敏感元件
感測元件
訊號調節轉換電路
輔助電源
感測器組成方框圖
第二節氣敏感測器概述
一、 氣敏感測器的檢測物件及檢測原理
此次設計的電路是一氧化碳探測報警器，由於一氧化碳是有毒氣體，因此檢測到一氧化碳並實現報警功能的電路設計就需要選用氣敏感測器。
氣敏感測器是一種把氣體（多數為空氣）中的有毒成分檢測出來，並將它轉換成適當的電訊號的器件，如果以人們的感覺器官在作比喻，那麼氣敏感測器相當於人的鼻子（嗅覺）。但是人的嗅覺在靈敏其感知物件也是多樣的。在我們周圍，實際上存在的各種各樣的氣體，它們中的大部分將會成為氣敏感測器的檢測物件。
氣敏感測器的典型用途見於附表1.2.1和1.
2.2。
首先被實際應用的氣敏感測器是用於防止可燃性氣體（lpg等）**瓦斯洩露報警器。其後，隨著環境監測等，又不斷地提出研製新型氣敏感測器的任務。
氣敏感測器是化學感測器的乙個重要組成部分。這裡涉及到用於化學感測器的化學物質的檢測原理。為了將化學物質檢測出來分類，也就是同物理感測器一樣，可分為能量變換式和能量控制式。
前者是以被測物質所具有的化學能（化學電勢）作為訊號源，感測器相當於將化學能變換成電能的變換器（換能器）。
所謂半導體氣體感測器，是對利用半導體氣敏元件同氣體接觸，造成半導體性質變化，藉此來檢測氣體成分或者測量其濃度的感測器的總稱。
半導體氣敏感測器大體上分為電阻式和非電阻式兩種，電阻式半導體氣體感測器利用氧化錫、氧化鋅等金屬材料來製作敏感元件；利用其阻值的變化來檢測氣體的濃度。氣敏元件，有多孔質燒結體、厚膜、以及目前正在研製的薄膜等幾種非電阻式半導體感測器。根據氣體的吸附和反應，利用半導體的功函式，對氣體進行直接的檢測。
目前，正在積極開發的有金屬/半導體結型二極體和金屬柵的mos場效應電晶體的敏感元件，主要利用它們與氣體接觸後整流特性以及電晶體作用的變化，製成對表面單位有直接測定的感測器。
二、 「電阻式半導體氣敏感測器」概述
半導體元件的電阻，由於與氣體接觸而發生變化，將利用這種現象的感測器，稱之為電阻式半導體氣敏感測器。這類氣敏感測器元件的構造簡單，也不需要專門的放大電路來放大訊號。由於這些特點，所以它很早被研究，而且已製成商品。
元件的種類有：在絕緣基片上用蒸鍍或是濺射法制成的薄膜元件（厚度約小於1000）；把氧化物半導體粉末調製成的漿料印刷到基性的燒結型元件。感測器元件通常在加熱條件下才能動作，因此必須有加熱裝置。
把氣體敏感膜加熱器與溫度測量探頭整合在一塊矽片上，從而製成整合開關電路動作，蜂鳴器和燈泡開始接通。半導體元件，大多在通電初期，阻值暫時變高而產生高輸出。這是由於在沒有通電時，元件吸著水蒸汽的緣故。
一旦通電，元件初始阻值隨著溫度的上公升而變低，隨著溫度的再次公升高，由於水蒸汽的解吸而阻值增加，呈現出一種過渡的現象。為防止這種誤報警，通常在通電初期增設防止誤報警電路。為防止突發性雜訊，機內應裝入延遲電路。
b1——開關電路
b2——防止通電初期誤報警電路
b3——訊號發生電路
b4——電源指示燈
b5——蜂鳴器電路
半導體的氣敏特性如圖，元件的電阻r與空氣中所含有的被測氣體濃度c之間的關係，根據經驗一般用對數表示的如下公式是成立的：㏒r= m㏒c+n
m、n是由感測器元件，測量氣體的種類，測量溫度等因素決定的常數。m表示相對氣體濃度變化的敏感程度，m越大，敏感程度越大，但對通常的可燃性氣體的檢測，一般取為1/2~1/3，設r為普通氣體（空氣）濃度為零時的電阻，則氣體靈敏度（即響應率）可由r/r來表示，它是氣濃度c的函式為便於氣體檢測，用c為定值時的相對靈敏度作比較。從圖知道，相對靈敏度隨氣體而不同，雖然還隨著感測器的種類、新增劑、測量溫度的不同而有很大差異，但是一般越容易燃燒的氣體，其含碳量越大，它的相對靈敏度也就高。
這是因為在元件上的氣體的燃燒，在本質上與氣體的響應特性有關。
第二章一氧化碳探測報警感測電路設計
第一節 co探測報警電路設計的要求
co是人們日常生活生產中常見的有毒氣體，無色無味，不易被人們發現，當人處在co氣體之中是十分危險的，甚至威脅到生命安全。在我國北方冬季用煤炭取暖的居民危害最大的就是一氧化碳中毒，因為該氣體易在不能充分燃燒的條件下產生。設計出能檢測到co氣體並能報警的電路是十分必要的，在滿足基本要求的基礎上，電路的設計還要考慮到感測器部分要具有良好的溫度、濕度穩定性。
第二節電路設計所需的主要元器件的選用
一、ul281的選用
基於實際的需要，針對一氧化碳要選用對於一氧化碳氣體具有較高的靈敏度的氣敏元件，通過查閱資料選出ul281作為探頭。
一氧化碳檢測保護儀，其特徵在於取樣感測器為ul281半導體探頭，作為取樣感測器，並配置探頭預熱工作轉換電路，解決了感測器在不同條件下其特徵變化大的問題，並保證了探頭工作在最佳狀態。其探測極（2、3）端接9伏直流電源，（5、6）端輸出接放大電路，其燈絲極（1、4）端之間接有探頭預熱工作轉換電路。
表ul281引數
注：r0為在空氣中的阻值，rx為在2*10-4酒精濃度時的阻值
它的靈敏度曲線如圖所示，其響應曲線如圖所示。
二、555單穩延時電路的選用
由於在工藝上氣體敏感膜加熱器與溫度測量探頭整合在同一塊矽片上，從而製成整合化元件。當元件檢測到氣體時，電阻降低。半導體元件，大多數在通電初期，阻值暫時變高而產生高輸出。
這是由於在沒有通電時，元件吸著水蒸汽的緣故。一旦通電，元件初始阻值隨溫度上公升而變低，隨著溫度的再次公升高，由於水蒸汽的解吸而阻值增加，產生一種過渡現象。這樣對於電路會產生誤報警，為了防止誤報警現象的產生，在電路內部需要裝入延遲電路。
因此在此次co探測報警電路的設計中，採用555時基積體電路組成單穩態延時電路。
在實際應用中，555除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路，如：多個單穩、多個雙穩、單穩和無穩，雙穩和無穩的組合等。本設計中所需要的是單穩電路，其電路及引數如下：
單穩類電路
單穩工作方式，它可分為3種。見圖示。
第1種（圖1）是人工啟動單穩，又因為定時電阻定時電容位置不同而分為2個不同的單元，並分別以1.1.1 和1.
1.2為代號。他們的輸入端的形式，也就是電路的結構特點是：
「rt-6.2-ct」和「ct-6.2-rt」。
第2種（圖2）是脈衝啟動型單穩，也可以分為2個不同的單元。他們的輸入特點都是「rt-7.6-ct」，都是從2端輸入。
1.2.1電路的2端不帶任何元件，具有最簡單的形式；1.
2.2電路則帶有乙個rc微分電路。
一氧化碳感測器調校
1 檢查一氧化碳感測器外觀是否完整，清理表面及氣室積塵。2 一氧化碳感測器與調校臺連線，通電預熱20分鐘。3 在新鮮空氣中調感測器零點，零值範圍控制在0 3之內。4 按200ml min的流量向氣室通入500ppm校準氣，調校一氧 化碳感測器精度，使其顯示值與校準氣濃度值一致，反覆調校，直至準確。在...
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某公司一氧化碳檢測報警儀管理規定
1.範圍 公司使用一氧化碳檢測報警儀的單位。2.規範性引用檔案 2.1中華人民共和國強制檢定的工作計量器具檢定管理辦法。2.2計量手冊 3.職責 3.1使用部門負責日常維護保養，使用中管理和送檢工作。3.2能源部煤氣分廠負責檢定 調整修理 建議報廢 編制採購計畫。3.3能源部計控室歸口管理 審核單位...