专利名称：矿用微型瓦斯报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，是一种特别适宜煤矿工人使用的微型瓦斯报警器。
众所周知，井下作业的煤矿工人，除了要预防塌方的危险外，更要慎防瓦斯中毒及爆炸事故。为此，市场上应运而生了一些瓦斯报警器，但是这些报警器多要采用9V以上的电源供电，否则便无法提高其灵敏度，且能耗高，体积大，不便于随身携带，不能完全确保煤矿工人的安全。
本实用新型的目的在于为实现瓦斯报警器的微型化，提出了一种矿用微型瓦斯报警器，其功耗低灵敏度高，是能便于煤矿井下作业者随身携带的瓦斯检测装置。
本实用新型的技术解决方案如下先给出附图
图1为本实用新型正面外观结构的示意图图2为本实用新型侧向外观结构的示意图图3为本实用新型工作原理框图图4为本实用新型所含元部件连接方式示意图图中I为变换器、II为传感器、III为信号控制器、IV为功率放大器、1为气敏传感器出露部份、2为电源指示、3为字标、4为出音孔、5为厂名、商标、6为报警指示、7为腰带挂钩、8为外壳、IC为集成块、L为线圈、K为开关、D为二极管、C为电容、R为电阻、S为半导体气敏元件、Y为讯响器。
现结合附图作进一步说明本实用新型主要由电源变换器I、传感器II、信号控制器III及功率放大器IV组成的整体器件，其技术特征是本实作新型的最主要的技术特征是采用电源变换器即直流-直流变换(DC-DC变换)，该变换器由集成块IC1、线圈L、二极管D1、D2、电容C1、C2、C3、电阻R1、R2、R3、R4、R5、开关K及4V电源组成，且K从4V电源接出，另一端同时接C1的正端及IC1的6脚，L接于IC1的7脚与1脚之间，IC1的5脚同时接可变电阻R3、R4的一端，而两电阻的另一端之间接有电容C3，而R1、R2、C2分别并联于IC1的8脚7脚之间、7脚与6脚之间、2脚与3脚之间，2脚与4脚相连，D1的负端接接C3的正端，电源的负极接C1的负端，IC2的2脚、D2的负端，R5接于D2的正端及R3之间。传感器II主要由半导体气敏元件S、电阻R6、R7、二极管D3组成，且S的1脚、2脚、6脚相连，并与电源变换器的R3、R5相连，其4脚、5脚与R7的一端相连，3脚接R6的一端，电源负极接R6的另一端及D3的负端。信号控制器主要由集成块IC2及二极管D4、电容C4、电阻R8组成，且IC2的1脚与传感的气敏元件S的4、5脚相连接，2脚与C4、R8、D4的一端连接，而R8、D4的另一另端与S的6脚相连接，3脚同时接5脚、6脚，4脚接R9的一端，C4的负端接电源负负极。功率放大器主要由集成块IC3及二极管D5、讯响器Y组成，且IC3的一脚同时与信号控制器的14脚、R8、D4的一端相连接，2、3脚与D5的正端相连，而D5负端接Y，电源负极接IC3的4脚及Y的一端。此外，本实用新型所采用的集成块型号IC1为MC34063，系日本某公司刚推出的电源变换块。
本实用新型通过上述元器件的连接，即能达到预期的设计目的，它整过工作实施过程为直接采用矿工随身携带的4V直流电供电，利用DC-DC变换的集成电路，由外部元件作用，L1作电路开关振荡线圈，C2控制振荡频率的定时电容，R2为检测电流电阻，R3、R4比值使输出电压可调，C1、C3分别为输入输出滤波电容使4V输入升为稳定的6V电压从D1输出并作用于气敏元件S的6脚、3脚，R5、D2作出电源指示。当井下瓦斯气体弥漫，S中灯丝表面受气化作用，周围的带电微粒在S中的1、2脚和4、5脚形成了作定向移动的电流，作用于R7的信号电压便传输给后级的控制电路(R7、D3为调节灵敏度和提高电路稳定性，R6为灯丝的限流电阻)。S输出端为高电位，如电源不断C4的正端始终为高电位，2脚则也为高电位、3脚为低电位、4脚输出高电位，传输给后级功放(D4为关机放电而设置，R9为前后级交连电阻)。IC3功放开关模块1、4脚供给电源，5脚受触发(大于1.6V即触发)则2、3脚输出高电位带动D5、Y发光发声报警(如S气敏元件未遇瓦斯气体，相应5脚不存在触发电压，2、3脚处于低电位、D5Y则不报警)。需要说明的是当电源刚接通时(K合上)，由于气敏元件S初始特性不稳定，在一定时间内IC2的1脚会形成高电位，但电源通过R8对C4缓慢充电，IC2的2脚缓慢形成高电位，S输出端的开机不稳定性阶段结束，IC21脚又为低电位，3、5、6脚为高电位、4脚低电位、则功放不会被触发，则不会造成误报警，因而信号控制器有开机延时作用。
本实用新型经煤炭部法定检测中心检测，初始电源电压下降到2.8V不变灵敏度，且瓦斯与空气体积0.3％-1％间，灵敏度界限可任意调定，总耗能为120mA，较目前市场所见瓦斯报警器能耗降低20％，使用寿命比采用“黑白件”作传感器的长10倍，比采用普通型半导体气敏元件作传感器的长1.7倍，本实用新型声光报警，整个装置全集成化，元件少、重量轻、体积小(长8厘米、宽5.5厘米、厚2.5厘米)可供煤矿工人随身携带，可杜绝瓦斯中毒或爆炸事故而造成的伤亡事故。另本实用新型也适宜其它有互斯气体的场所报警使用。
权利要求1.矿用微型瓦斯报警器，其特征在于它是一个主要由电源变换器I、传感器II、信号控制器III、及功率放大器IV构成的整体器件，且它们的组成元件及连接方式为a、电源变换器(DC-DC变换)由集成块IC1、线圈L1、二极管D1、D2、电容C1、C2、C3、电阻R1、R2、R3、R4、R5、开关K及4V电源组成，且开关K从4V电源接出，另一端同时接C1的正端及IC1的6脚、线圈L1接于IC1的7脚与1脚之间，IC1的5脚同时接可变电阻R3、R4的一端，而两电阻的另一端之间接有电容C3，D1、R2、C2分别并联于IC1的8脚、7脚之间、7脚与6脚之间、2脚与3之间，2脚与4脚相连，D1的负端接C3的正端，电源的负极接C1负端、IC1的2脚、D2的负端接电源负极，R5接于D2正端及R3之间；b、传感器主要由半导体气敏元件S、电阻R6、R7、二极管D3组成，且S的1脚2脚接电源变换器R3、R5的一端，并相连于6脚。4脚、5脚与R7的一端相连，3脚接R6一端、电源负极接R6的另一端及D3的负端；C、信号控制器主要由集成块IC2及二极管D4、电容C4、电阻R8组成，且IC2的1脚与传感器的气敏元件S的4、5脚相连接，2脚与C4、R8、D4的一端连接，而R8、D4的另一端与S的6脚相连，3脚同时接5脚、6脚，4脚接R9的一端，C4的负端接电源负极；d，功率放大器主要由集成块IC3及二极管D5、讯响器Y组成，且IC3的1脚同时与R3、D4的一端、信号控制器的14脚相连，2、3脚与D5的正端相连，而D5负端接Y，电源负极接IC3的4脚与Y的一端。
2.根据权利要求1所述的矿用微型瓦斯报警器，其特征在于其集成块IC1的型号为MC34063。
专利摘要本实用新型为矿用微型瓦斯报警器，该报警器主要采用新型开关集成电路及外部元件组成DC-DC变换器，加之传感器，信号控制器及功放器构成。成功地解决了高灵敏度、长寿命半导体气敏元件不能用于低于4V电压供电的问题，从而实现了瓦斯报警器的高灵敏度、微型化、低功耗，可供煤矿井下作业者随身携带，可杜绝因瓦斯中毒或爆炸事故的发生，实用性强、有推广应用价值。
文档编号G01N27/12GK2252990SQ94242999
公开日1997年4月23日 申请日期1994年12月1日 优先权日1994年12月1日
发明者夏以山 申请人:夏以山