【正文】 0~450176。 (b) 初期穩(wěn)定特性 半導(dǎo)體煙霧傳感器在不通電狀態(tài)存放一段時(shí)間后，再通電時(shí)，器件并不能立即投入正常工作。 (2) MQ2型傳感器的基本特性 (a) 靈敏度特性 煙霧傳感器在最佳工作條件下，接觸同一種煙霧，其電阻值 RS 隨氣體濃度變化的特性稱之為靈敏度特性，用 K 表示。初始穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間短，長時(shí)間工作性能好。這就是 MQ2型燃性煙霧傳感器檢測可燃煙霧的基本原理。當(dāng)與煙霧接觸時(shí)，如果晶粒間界處的勢壘受到該煙霧的調(diào)制而變化，就會引起表而電導(dǎo)率的變化。 N型在檢測時(shí)阻值隨煙霧濃度的增大而減小； P 型阻值隨煙霧濃度的增大而增大。而在眾多半導(dǎo)體氣體傳感器中，本設(shè)計(jì)選用MQ2 型煙霧傳感器，這種型號的傳感器不但具備一般半導(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 半導(dǎo)體煙霧傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器，它具有靈敏度高，響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。中毒是如果環(huán)境空氣中含有硅烷之類的物質(zhì)時(shí)，則傳感器將使催化元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的中毒，以致靈敏度很快就喪失。 煙霧傳感器的選定 煙霧檢測報(bào)警器主要應(yīng)用在石油、化工、冶金、油庫、液化氣站、噴漆作業(yè)等易發(fā)生可燃煙霧泄漏的場所，根據(jù)報(bào)警器檢測煙霧種類的要求，一般選用接觸燃燒式煙霧傳感器和半導(dǎo)體煙霧傳感器。未吸收的紅外光由光電探測器測量，產(chǎn)生一個(gè)正比于目標(biāo)煙霧濃度的差分信號。 (f)熱傳導(dǎo)傳感器 熱傳導(dǎo)傳感器與接觸燃燒式傳感器具有類似的結(jié)構(gòu)形式，但是測量原理不同。煙霧濃度信號將電解液分解成陰陽帶電離子，通過電極將信號傳出。高分子氣敏材料在遇到特定煙霧時(shí)，其電阻、 介電常數(shù)、材料表面聲波傳播速度和頻率、材料重量等物理性能發(fā)生變化。接觸燃燒式煙霧傳感器的檢測元件一般為鉑金屬絲(也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層 )，使用時(shí)將鉑絲通電，保持 300176。 (b)固體電解質(zhì)煙霧傳感器 固體電解質(zhì)煙霧傳感器使用固體電解質(zhì)氣敏材料作為氣敏元件，其原理是利用氣敏材料在通過煙霧時(shí)產(chǎn)生電阻，測量其形成電動(dòng)勢從而測量氣體濃度。 (a)半導(dǎo)體煙霧傳感器 半導(dǎo)體煙霧傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器，以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器。 (c)利用電化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器：如電流型煙霧傳感器、電勢型氣體傳感器等。傳感器作為煙霧檢測報(bào)警器的信號采集部分，是儀表的核心組成部分之一。 煙霧傳感器及單片機(jī)是可燃煙霧檢測報(bào)警器的兩大核心，根據(jù)報(bào)警器 功能的需要，選擇合適、精確、經(jīng)濟(jì)的煙霧傳感器及單片機(jī)芯片是至關(guān)重要的。為方便檢測與監(jiān)控，使儀器測試人員及用戶能夠直觀地觀察到環(huán)境中 的可燃煙霧濃度值，可將濃度值送到顯示屏中。 2. 煙霧檢測報(bào)警器的方案設(shè)計(jì) 煙霧檢測報(bào)警器設(shè)計(jì)思路 煙霧檢測報(bào)警器是能夠檢測環(huán)境中的煙霧濃度，并具有 報(bào)警功能的儀器，儀器的最基本組成部分應(yīng)包括：煙霧信號采集電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路。按照軟件實(shí)現(xiàn) 的功能，主要分為主程序、初始化子程序、鍵盤處理子程序、濾波子程序、線性化處理子程序、濃度顯示子程序、報(bào)警子程序、報(bào)警限值設(shè)置子程序、串口通信子程序。 本論文主要任務(wù) 本篇論文是煙霧報(bào)警器的研制，主要基本部分和擴(kuò)展部分： (1)基本部分 (a)對系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 控制器與探測器結(jié)合使用，可在防爆現(xiàn)場長期監(jiān)測煙霧的濃度。 （ 1）工業(yè)用煙霧報(bào)警器及有毒有害煙霧報(bào)警器 工業(yè)用煙霧報(bào)警器及有毒有害煙霧報(bào)警器只是 檢測探頭有差異，而在原理和應(yīng)用中都很相近。近年來，在煙霧選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進(jìn)步。隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得煙霧檢測儀器的體積也逐漸變小，提高了煙霧檢測儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運(yùn)輸及市場推廣。到 2022 年底，全國沼氣池?cái)?shù)量已達(dá)近 1300 萬座，這就為檢測沼氣（主要成分是甲烷）濃 度的儀器提供了市場。 目前我國已有許多城市鋪設(shè)了煤氣管道，使用人口約達(dá)二億人，煤氣發(fā)生基地及中轉(zhuǎn)站也達(dá)幾千家。該報(bào)警裝置是石油化學(xué)工業(yè)、有氣體泄漏可能 的生產(chǎn)工廠及家庭防火防爆必備的儀器。因此，研究煙霧的檢測方法與研制煙霧報(bào)警 器就成為傳感器技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。 電路 ABSTRACT While “information age” the arrival, obtained the remarkable progress as the gain information method sensor technology, its application domain is more and more widespread, is more and more high to its request, the demand is more and more sensor technology has bee weighs one of national science and technology level of development important , understood and grasps each kind of sensor the basic structure, the principle of work and the characteristic is extremely important. The present paper take leaves the minor smog sensor and the monolithic integrated circuit technology unifies as the core and with other electronic technology, designs one kind of technical level good smog alarm which selects the 2M007 semiconductor resistance type smog sensor realization smog the examination, has the sensitivity high, responds, the antijamming ability quickly strong and so on the merits, moreover the price is inexpensive, the service life is the STC12C5410AD monolithic integrated circuit, its conformity A/D transformed, the hardware multiplier, resources and so on hardware PDM keyer, has high speed, low merits and so on power loss, ultra strong antijamming, is the present similar technology neutral price quite high product. May realize the acoustooptics take the STC12C5410AD monolithic integrated circuit and the 2M007 semiconductor resistance type gas sensor as the core design smog alarm apparatus to report to the police, the breakdown from the diagnosis, the density demonstrated, reports to the police limits the establishment, the time delay reports to the police and with functions and so in position machine serial port one kind of structure simple, the performance stable, the easy to operate, the price inexpensive, the intellectualized smog alarm certain practical value. Key word: Smog； alarm apparatus； STC12C5410； sensor； circuit 目 錄 1. 緒論 ...............................................8 論文研究來源、目的和意義 ...............................8 論文研究來源 ........................................8 論文研究目的和意義 ..................................8 煙霧報(bào)警器的國內(nèi)外現(xiàn)狀 ................................9 本論文主要任務(wù) .......................................10 2. 煙霧檢測報(bào)警器的方案設(shè)計(jì) ..........................11 煙霧檢測報(bào)警器設(shè)計(jì)思路 ...............................11 煙霧傳感器的選型 .....................................11 煙霧傳感器介紹 .....................................11 煙霧傳感器的選定 ...................................14 MQ2型煙霧傳感器的工作原理 .........................15 MQ2型傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo) ...................16 煙霧檢測報(bào)警器整體設(shè)計(jì)方案 ...........................18 煙霧檢測報(bào)警器工作原理 .............................18 煙霧檢測報(bào)警器的結(jié)構(gòu) ...............................18 煙霧檢測報(bào)警器的功能 ...............................19 ........................20 3. 煙霧檢測報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì) ..........................21 單片機(jī)的選型 .........................................21 單片機(jī)的選擇 .......................................21 STC12C5410AD 單片機(jī)的特點(diǎn) ...........................23 煙霧檢測報(bào)警器硬件電路設(shè)計(jì) ...........................25 信號采集及前置放大電路 .............................25 聲音報(bào)警電路 .......................................27 數(shù)碼管顯示電路 .....................................27 狀態(tài)指示燈及控制鍵電路 .............................28 報(bào)警器故障自診斷電路 ...............................29 4. 煙霧檢測報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì) ..........................30 STC12 系列單片機(jī)調(diào)試及開發(fā)工具 ........................30 煙霧檢測報(bào)警器軟件流程及設(shè)計(jì) .........................31 主程序設(shè)計(jì)及流程圖 .................................31 主程序初始化流程圖 .................................32 中位值平均濾波法數(shù)字濾波子程序設(shè)計(jì)及流程圖 .........33 煙霧濃度顯示子程序設(shè)計(jì)及流程圖 .....................34 報(bào)警子程序設(shè)計(jì)及流程圖 .............................35 控制按鍵設(shè)計(jì)子程序及流程圖 .........................36 5. 實(shí)驗(yàn)檢定及誤差分析 ................................37 ....................................37 (LEL)概念介紹 ...............................37 ........................................38 ....................