孫龍玥（錦州市機(jī)電工程學(xué)校，遼寧 錦州 121000）

火災(zāi)報(bào)警執(zhí)行器的設(shè)計(jì)

孫龍玥
（錦州市機(jī)電工程學(xué)校，遼寧 錦州 121000）

摘 要：火災(zāi)報(bào)警執(zhí)行器是集火災(zāi)報(bào)警、滅火、煙霧抽取執(zhí)行于一體的實(shí)用型產(chǎn)品設(shè)計(jì)。是基于煙霧傳感器和氣敏傳感器的設(shè)計(jì)。本文介紹了利用NE555構(gòu)成不同功能的時(shí)基電路，分別在執(zhí)行電路和報(bào)警電路中起到觸發(fā)，輸出控制的作用。關(guān)鍵詞：煙霧傳感器；氣敏傳感器；NE555；時(shí)基電路

一、前言

現(xiàn)代建筑必須有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，第一時(shí)間起到警示疏散和對(duì)外求助作用。但是單方面依賴在外消防機(jī)構(gòu)很可能會(huì)喪失最佳、最緊急的挽救機(jī)會(huì)，所以本文在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上同時(shí)附帶火災(zāi)執(zhí)行系統(tǒng)，將火災(zāi)消滅在其萌芽之中，將危害降低到最低。

二、工作原理

火災(zāi)報(bào)警執(zhí)行系統(tǒng)分為火災(zāi)執(zhí)行器和火災(zāi)報(bào)警器兩大部分?；馂?zāi)出現(xiàn)時(shí)往往伴隨煙霧、火光、高溫及有害氣體等因素。利用對(duì)這些特定因素敏感的傳感器將其感應(yīng)到并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行或報(bào)警。由于有害氣體的出現(xiàn)不一定意味著火災(zāi)一定發(fā)生，而火災(zāi)發(fā)生卻一定會(huì)產(chǎn)生煙霧。相比較而言煙霧信號(hào)可信程度更高。所以為避免誤執(zhí)行，本設(shè)計(jì)采用煙霧傳感器QM-J3構(gòu)成的煙霧執(zhí)行器?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)是根據(jù)火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧里面一定會(huì)包含各種有害氣體，所以本設(shè)計(jì)采用對(duì)有害氣體敏感的氣敏傳感器QM-N5構(gòu)成氣敏報(bào)警器。

三、電路原理

熱電壓相當(dāng)穩(wěn)定，所以利用7805三端集成穩(wěn)壓器輸出5V電壓對(duì)氣敏元件進(jìn)行加熱，使報(bào)警器能穩(wěn)定工作在180~260V的電壓范圍內(nèi)如圖1、圖2所示。

圖1 煙霧執(zhí)行器

圖2 氣敏報(bào)警器

在煙霧執(zhí)行器電路圖中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)由繼電器KA常開觸點(diǎn)控制，定時(shí)器NE555構(gòu)成施密特觸發(fā)器，它翻轉(zhuǎn)的輸入電壓分別為（2/3）Vcc和（1/3）Vcc。QM-J3感應(yīng)到煙霧時(shí)，內(nèi)電阻迅速由幾十千歐減小到幾千歐，使NE555的2、6端子輸入電壓減小，低于（1/3）Vcc時(shí)，輸出高電平，產(chǎn)生正脈沖通過電容C8使晶閘管導(dǎo)通，繼電器線圈KA得電，KA常開觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行。隨執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，如果及時(shí)有效地將火勢(shì)撲滅，抽出有毒煙霧，則空氣中煙霧濃度會(huì)下降，當(dāng)下降到安全值時(shí)，煙霧感應(yīng)器將馬上恢復(fù)內(nèi)電阻到幾十千歐，使NE555輸入端電壓迅速升高，高于（2/3）Vcc時(shí)，輸出低電平，產(chǎn)生負(fù)脈沖通過電容C6使三極管VT1導(dǎo)通，短接晶閘管，使其關(guān)斷，于是繼電器斷開，執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止。當(dāng)機(jī)構(gòu)誤執(zhí)行時(shí)，可人為關(guān)斷S1，避免浪費(fèi)資源。

在氣敏報(bào)警器電路圖中，NE555組成多諧振蕩器，利用其復(fù)位端進(jìn)行觸發(fā)，節(jié)省了元件。當(dāng)氣敏傳感器接觸到可燃?xì)怏w時(shí)，阻值降低，使復(fù)位端電壓上升，達(dá)到1/3工作電壓就會(huì)觸發(fā)多諧振蕩器輸出震蕩信號(hào)驅(qū)動(dòng)報(bào)警器。氣敏元件工作要求加

四、核心器件簡(jiǎn)介

本設(shè)計(jì)是對(duì)氣敏、煙霧傳感器的應(yīng)用。針對(duì)火災(zāi)發(fā)生時(shí)特有因素：有害氣體，如一氧化碳、天然氣、煤氣、烷類、醚類、苯等揮發(fā)類氣體，具有敏感型。尤其將其加熱到200℃左右，會(huì)對(duì)一氧化碳等火災(zāi)必須產(chǎn)生的氣體具有極其敏感性，遇到一氧化碳會(huì)使輸出振蕩電路產(chǎn)生振蕩，應(yīng)用于報(bào)警電路中發(fā)揮了巨大的作用。針對(duì)火災(zāi)產(chǎn)生的唯一判斷標(biāo)準(zhǔn)——煙霧，采用的煙霧傳感器是利用煙霧的顆粒性引起的空氣可見光度改變而感應(yīng)到信號(hào)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路。但是為了避免環(huán)境可見光引起錯(cuò)誤執(zhí)行，通常用脈沖光，每3~4s一個(gè)，每個(gè)脈沖寬度是100μs，有利于防止環(huán)境的干擾。

結(jié)語(yǔ)

充分考慮傳感器技術(shù)并利用不同傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域，最大限度減少誤執(zhí)行幾率。充分考慮到各種誤執(zhí)行情況，給予相應(yīng)應(yīng)對(duì)方面電路設(shè)計(jì)，減少資源浪費(fèi)。利用NE555時(shí)基電路兩種應(yīng)用，降低元件損耗，減少成本。實(shí)現(xiàn)了既能報(bào)警又可以根據(jù)情況執(zhí)行的一套完整實(shí)用型火災(zāi)預(yù)警自救系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉偉.傳感器原理及實(shí)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]王啟洋，張梅梅.電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2010.

中圖分類號(hào)：TU892

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A