一种天然气泄漏报警及排险装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种天然气泄漏报警及排险装置，包括单片机和液晶触摸屏，所述单片机的输入端接有红外检测模块、天然气检测模块和温度传感器，所述单片机的输出端接有报警装置和排险装置，所述红外检测模块包括红外传感器和信号调理电路，所述天然气检测模块包括气体传感器、滤波电路和信号放大电路，所述报警装置包括声光报警电路和手机报警装置，所述手机报警装置包括串口通信模块、无线通信模块和手机，所述排险装置包括排气扇模块、电机模块、第一电磁阀模块和第二电磁阀模块。本实用新型实现方便，实时监控室内天然气的浓度，及时关闭天然气总阀和天然气灶阀，通过报警装置及时提醒用户，实现泄漏天然气的疏散使用效果好。
【专利说明】
一种天然气泄漏报警及排险装置
技术领域
[0001]本实用新型属于电子技术与天然气使用安全领域，具体涉及一种天然气泄漏报警及排险装置。
【背景技术】
[0002]天然气是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。当今，天然气泄漏问题是每一个家庭所关注的问题，近年来，家庭天然气使用范围越来越广，用户在使用天然气过程中，泄漏所引起的火灾或爆炸问题日益严峻，因此市场上出现了各种各样的天然气泄漏报警装置，但现有的燃气泄漏报警装置不能很好地满足住户需求。首先，天然气泄漏报警装置仅提供报警功能，不能有效地疏散泄漏的天然气，降低室内天然气的浓度;再者，天然气报警装置功能单一，住户出远门时无法得知天然气泄漏情况，若是天然气未排到安全浓度以下，用户在不知情的情况下开灯或打电话会引起爆炸，给用户造成了极大地的安全隐患；另外，一般用户家中的天然气总阀门都是手动关闭，在忙碌之中很容易忘记关闭天然气总阀门而造成天然气泄漏，天然气泄漏至一定浓度时遇到明火或者静电，极易发生爆炸，造成安全事故;最后，即便用户关闭天然气总阀而天然气灶阀门未关闭，也可能引起天然气的泄漏，而现有装置有控制关闭天然气总阀的装置，但不能同时保证关闭天然气灶阀门更有效地阻止天然气的泄漏。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理的天然气泄漏报警及排险装置，通过温度传感器和气体检测模块实时检测室内天然气的浓度，通过排险装置降低泄漏天然气的浓度，通过报警装置进行提示，提高天然气使用安全性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种天然气泄漏报警及排险装置，本实用新型电路简单，设计合理，实现方便且成本低，实时监控室内天然气的浓度，及时关闭天然气总阀和天然气灶阀，通过报警装置及时提醒用户，通过排气扇模块和电机模块实现泄漏天然气的疏散，提高天然气使用安全性，使用效果好，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:包括单片机和与单片机相接的液晶触摸屏，所述单片机的输入端接有红外检测模块、天然气检测模块和温度传感器，所述单片机的输出端接有报警装置和排险装置，所述红外检测模块包括红外传感器和与红外传感器输出端相接的信号调理电路，所述天然气检测模块包括依次相接的气体传感器、滤波电路和信号放大电路，所述报警装置包括声光报警电路和手机报警装置，所述手机报警装置包括依次相接的串口通信模块、无线通信模块和手机，所述排险装置包括用于控制排气扇疏散泄漏天然气的排气扇模块、用于控制窗户疏散泄漏天然气的电机模块、用于控制天然气总阀的第一电磁阀模块和用于控制天然气灶阀门的第二电磁阀模块;所述排气扇模块包括依次相接的第一光电隔离电路、第一继电器和排气扇，所述电机模块包括依次相接的第二光电隔离电路、第二继电器和电机，所述第一电磁阀模块包括依次相接的第三光电隔离电路、第三继电器和第一电磁阀，所述第二电磁阀模块包括依次相接的第四光电隔离电路、第四继电器和第二电磁阀，所述信号调理电路的输出端和信号放大电路的输出端均与单片机的输入端相接，所述串口通信模块、第一光电隔离电路、第二光电隔离电路、第三光电隔离电路和第四光电隔离电路的输入端均与单片机的输出端相接；
[0005]所述单片机包括AT89C52单片机;所述气体传感器为MQ-4半导体气体传感器;所述滤波电路包括型号为LM324的芯片LM1、电容C11、电容C12、电阻R22和电阻R20，所述芯片LMl的同相输入端分两路，一路与电容C12的一端相接，另一路经电阻R20接地;所述电容C12的另一端分两路，一路经电容Cll与气体传感器的信号输出端相接，另一路与电阻R22接地;所述芯片LMl的反相输入端经电阻R18接地，所述芯片LMl的输出端分三路，一路经电阻R15与芯片LMl的反相输入端相接，另一路与电阻R22的另一端相接，第三路为滤波电路的信号输出端;所述信号放大电路包括型号为LM324的芯片LM2和可变电阻R25，所述芯片LM2的同相输入端与滤波电路的信号输出端相接，所述芯片LM2的反相输入端分两路，一路经电阻R16接地，另一路与可变电阻R25的一端相接;所述芯片LM2的输出端分两路，一路与可变电阻R25的另一端相接，另一路经电阻R19与AT89C52单片机相接。
[0006]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述红外传感器为RE200B传感器。
[0007]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述信号调理电路包括芯片BISS0001和型号为74LS04的芯片LS2，所述芯片BISS0001的Vc引脚分两路，一路经电阻R2接地，另一路经并联的电阻Rl和电容Cl与5V电源输出端相接;所述芯片BISS0001的IB引脚经电阻R5接地，所述芯片BISS0001的20UT引脚分两路，一路与电阻R9的一端相接，另一路与电容C7的一端相接;所述芯片BISS0001的2IN-引脚分三路，一路与电容C7的另一端相接，另一路与电阻R9的另一端相接，第三路经电阻R8与电容C3的一端相接;所述芯片BISS0001的IIN+引脚与RE200B传感器的S引脚相接，所述芯片BISS0001的IIN-引脚分两路，一路经并联的电容C9和电阻Rl I与电容C3的另一端相接，另一路经串联的电阻Rl2和电容C4接地;所述芯片BISS0001的1UT引脚还与电容C3的另一端相接，所述芯片BISS0001的RR2引脚与电阻R4的一端相接，所述芯片BISS0001的RC2引脚分两路，一路与电阻R4的另一端相接，另一路经电容C5接地;所述芯片BISS0001的RRl引脚与电阻RlO的一端相接，所述芯片BISS0001的RCl引脚分两路，一路与电阻RlO的另一端相接，另一路经电容C6接地;所述芯片BISS0001的VO引脚与芯片LS2的第I引脚相接，所述芯片LS2的第2引脚与AT89C52单片机相接。
[0008]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述第一光电隔离电路包括型号为TPL521的芯片Ul和型号为74LS04的芯片LS1，所述芯片Ul的第2引脚经电阻R26与芯片LSl的第2引脚相接，所述芯片Ul的第I引脚经电阻R7与5V电源输出端相接，所述芯片LSl的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第一继电器包括继电器K1、电阻R3和三极管Ql，所述电阻R3的一端与芯片Ul的第3引脚相接，所述三极管Ql的基极与芯片Ul的第4引脚相接，所述三极管Ql的集电极分两路，一路与整流二极管Dl的阳极相接，另一路与继电器Kl的线圈的一端相接;所述三极管Ql的发射极接地，所述电阻R3的另一端、整流二极管Dl的阴极和继电器Kl的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器Kl的公共触点与220V电源输出端相接，所述继电器Kl的常闭触点悬空;所述排气扇包括电机BI，所述电机BI的电源正极与继电器Kl的常开触点相接。
[0009]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述第二光电隔离电路包括型号为TPL521的芯片U2和型号为74LS04的芯片LS3，所述芯片U2的第2引脚经电阻R27与芯片LS3的第2引脚相接，所述芯片U2的第I引脚经电阻R14与5V电源输出端相接，所述芯片LS3的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第二继电器包括继电器K2、电阻R13和三极管Q2，所述电阻R13的一端与芯片U2的第3引脚相接，所述三极管Q2的基极与芯片U2的第4引脚相接，所述三极管Q2的集电极分两路，一路与整流二极管D2的阳极相接，另一路与继电器K2的线圈的一端相接;所述三极管Q2的发射极接地，所述电阻R13的另一端、整流二极管D2的阴极和继电器K2的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K2的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K2的常闭触点悬空;所述电机包括电机B2，所述电机B2的电源正极与继电器K2的常开触点相接。
[0010]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述第三光电隔离电路包括型号为TPL521的芯片U3和型号为74LS04的芯片LS4，所述芯片U3的第2引脚经电阻R28与芯片LS4的第2引脚相接，所述芯片U3的第I引脚经电阻R21与5V电源输出端相接，所述芯片LS4的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第三继电器包括继电器K3、电阻R17和三极管Q3，所述电阻R17的一端与芯片U3的第3引脚相接，所述三极管Q3的基极与芯片U3的第4引脚相接，所述三极管Q3的集电极分两路，一路与整流二极管D3的阳极相接，另一路与继电器K3的线圈的一端相接;所述三极管Q3的发射极接地，所述电阻R17的另一端、整流二极管D3的阴极和继电器K3的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K3的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K3的常闭触点悬空，所述继电器K3的常开触点与第一电磁阀的电源正极相接。
[0011]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述第四光电隔离电路包括型号为TPL521的芯片U4和型号为74LS04的芯片LS5，所述芯片U4的第2引脚经电阻R29与芯片LS5的第2引脚相接，所述芯片U4的第I引脚经电阻R24与5V电源输出端相接，所述芯片LS5的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第四继电器包括继电器K4、电阻R23和三极管Q4，所述电阻R23的一端与芯片U4的第3引脚相接，所述三极管Q4的基极与芯片U4的第4引脚相接，所述三极管Q4的集电极分两路，一路与整流二极管D4的阳极相接，另一路与继电器K4的线圈的一端相接;所述三极管Q4的发射极接地，所述电阻R23的另一端、整流二极管D4的阴极和继电器K4的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K4的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K4的常闭触点悬空，所述继电器K4的常开触点与第二电磁阀的电源正极相接。
[0012]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述温度传感器包括DS18B20传感器。
[0013]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述串口通信模块包括芯片MAX232。
[0014]上述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述无线通信模块包括TC35模块。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本实用新型通过设置气体检测模块实时检测天然气的浓度，通过温度传感器实时检测温度起到温度补偿作用，能准确检测天然气的浓度，达到实时监控的作用。
[0017]2、通过设置报警装置包括声光报警电路和手机报警装置，当检测到天然气泄漏时，通过声光报警电路进行声光报警，同时，能将所检测的天然气泄漏的信息通过GSM网络以短信形式向手机终端发报警信息，以便住户及时解决天然气泄漏的安全隐患。
[0018]3、本实用新型通过设置排险装置，包括排气扇模块、电机模块、第一电磁阀模块和第二电磁阀模块，一方面通过关闭天然气总阀和关闭天然气灶阀门阻止天然气的泄漏，另一方面能在检测到天然气泄漏时通过打开排气扇和窗户，疏散泄露的天然气以此来降低室内天然气的浓度，使用效果好。
[0019]4、本实用新型电路简单，设计合理，实现方便且成本低，便于推广使用。
[0020]综上所述，本实用新型电路简单，设计合理，实现方便且成本低，实时监控室内天然气的浓度，及时关闭天然气总阀和天然气灶阀，通过报警装置及时提醒用户，通过排气扇模块和电机模块实现泄漏天然气的疏散，提高天然气使用安全性，使用效果好，便于推广使用。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0023]图2为本实用新型红外传感器和信号调理电路的电路连接关系示意图。
[0024]图3为本实用新型滤波电路和信号放大电路的电路连接关系示意图。
[0025]图4为本实用新型第一光电隔离电路、第一继电器和排气扇的电路连接关系示意图。
[0026]图5为本实用新型第二光电隔离电路、第二继电器和电机的电路连接关系示意图。
[0027]图6为本实用新型第三光电隔离电路、第三继电器和第一电磁阀的电路连接关系示意图。
[0028]图7为本实用新型第四光电隔离电路、第四继电器和第二电磁阀的电路连接关系示意图。
[0029]附图标记说明:
[0030]I—单片机；2-1—红外传感器；2-2—信号调理电路；
[0031]3—气体传感器；4-1 一滤波电路； 4-2—信号放大电路；
[0032]5 一液晶触摸屏；6 —串口通彳目模块；7—无线通彳目模块；
[0033]8—手机；9 一温度传感器； 10—声光报警电路；
[0034]11-1 一第一光电隔离电路；11-2—第一继电器；11-3—排气扇；
[0035]12-1—第二光电隔离电路；12-2—第二继电器；12-3—电机；
[0036]13-1—第三光电隔离电路；13-2—第三继电器；13_3—第一电磁阀；
[0037]14-1 一第四光电隔离电路；14-2—第四继电器；14_3—第二电磁阀。
【具体实施方式】
[0038]如图1所示，本实用新型包括单片机I和与单片机I相接的液晶触摸屏5，所述单片机I的输入端接有红外检测模块、天然气检测模块和温度传感器9，所述单片机I的输出端接有报警装置和排险装置，所述红外检测模块包括红外传感器2-1和与红外传感器2-1输出端相接的信号调理电路2-2，所述天然气检测模块包括依次相接的气体传感器3、滤波电路4-1和信号放大电路4-2，所述报警装置包括声光报警电路10和手机报警装置，所述手机报警装置包括依次相接的串口通信模块6、无线通信模块7和手机8，所述排险装置包括用于控制排气扇疏散泄漏天然气的排气扇模块、用于控制窗户疏散泄漏天然气的电机模块、用于控制天然气总阀的第一电磁阀模块和用于控制天然气灶阀门的第二电磁阀模块;所述排气扇模块包括依次相接的第一光电隔离电路11-1、第一继电器11-2和排气扇11-3，所述电机模块包括依次相接的第二光电隔离电路12-1、第二继电器12-2和电机12-3，所述第一电磁阀模块包括依次相接的第三光电隔离电路13-1、第三继电器13-2和第一电磁阀13-3，所述第二电磁阀模块包括依次相接的第四光电隔离电路14-1、第四继电器14-2和第二电磁阀14-3，所述信号调理电路2-2的输出端和信号放大电路4-2的输出端均与单片机I的输入端相接，所述串口通信模块6、第一光电隔离电路11-1、第二光电隔离电路12-1、第三光电隔离电路13-1和第四光电隔离电路14-1的输入端均与单片机I的输出端相接。
[0039]本实施例中，所述单片机I包括AT89C52单片机。
[0040]本实施例中，所述气体传感器3为MQ-4半导体气体传感器，所述MQ-4半导体气体传感器是一款低成本传感器，且对天然气的灵敏度较高，使用寿命长，简单的驱动电路即可。
[0041]如图3所示，本实施例中，所述滤波电路4-1包括型号为LM324的芯片LM1、电容C11、电容C12、电阻R22和电阻R20，所述芯片LMl的同相输入端分两路，一路与电容C12的一端相接，另一路经电阻R20接地;所述电容C12的另一端分两路，一路经电容Cl I与气体传感器3的信号输出端相接，另一路与电阻R22接地;所述芯片LMl的反相输入端经电阻R18接地，所述芯片LMl的输出端分三路，一路经电阻R15与芯片LMl的反相输入端相接，另一路与电阻R22的另一端相接，第三路为滤波电路4-1的信号输出端；所述信号放大电路4-2包括型号为LM324的芯片LM2和可变电阻R25，所述芯片LM2的同相输入端与滤波电路4-1的信号输出端相接，所述芯片LM2的反相输入端分两路，一路经电阻R16接地，另一路与可变电阻R25的一端相接;所述芯片LM2的输出端分两路，一路与可变电阻R25的另一端相接，另一路经电阻R19与AT89C52单片机相接。
[0042]本实施例中，所述红外传感器2-1为RE200B传感器。
[0043]如图2所示，本实施例中，所述信号调理电路2-2包括芯片BISS0001和型号为74LS04的芯片LS2，所述芯片BISS0001的Vc引脚分两路，一路经电阻R2接地，另一路经并联的电阻Rl和电容Cl与5V电源输出端相接;所述芯片BISS0001的IB引脚经电阻R5接地，所述芯片BISS0001的20UT引脚分两路，一路与电阻R9的一端相接，另一路与电容C7的一端相接；所述芯片BISS0001的2IN-引脚分三路，一路与电容C7的另一端相接，另一路与电阻R9的另一端相接，第三路经电阻R8与电容C3的一端相接;所述芯片BISS0001的IIN+引脚与RE200B传感器的S引脚相接，所述芯片BISS0001的IIN-引脚分两路，一路经并联的电容C9和电阻Rll与电容C3的另一端相接，另一路经串联的电阻R12和电容C4接地;所述芯片BISS0001的1UT引脚还与电容C3的另一端相接，所述芯片BISS0001的RR2引脚与电阻R4的一端相接，所述芯片BI SS0001的RC2引脚分两路，一路与电阻R4的另一端相接，另一路经电容C5接地;所述芯片BISS0001的RRl引脚与电阻RlO的一端相接，所述芯片BISS0001的RCl引脚分两路，一路与电阻RlO的另一端相接，另一路经电容C6接地;所述芯片BISS0001的VO引脚与芯片LS2的第I引脚相接，所述芯片LS2的第2引脚与AT89C52单片机相接。
[0044]如图4所示，本实施例中，所述第一光电隔离电路11-1包括型号为TPL521的芯片Ul和型号为74LS04的芯片LSl，所述芯片Ul的第2引脚经电阻R26与芯片LSl的第2引脚相接，所述芯片Ul的第I引脚经电阻R7与5V电源输出端相接，所述芯片LSl的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第一继电器11-2包括继电器K1、电阻R3和三极管Ql，所述电阻R3的一端与芯片Ul的第3引脚相接，所述三极管Ql的基极与芯片Ul的第4引脚相接，所述三极管Ql的集电极分两路，一路与整流二极管Dl的阳极相接，另一路与继电器Kl的线圈的一端相接;所述三极管Ql的发射极接地，所述电阻R3的另一端、整流二极管Dl的阴极和继电器Kl的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器Kl的公共触点与220V电源输出端相接，所述继电器KI的常闭触点悬空;所述排气扇11 -3包括电机BI，所述电机BI的电源正极与继电器KI的常开触点相接。
[0045]如图5所示，本实施例中，所述第二光电隔离电路12-1包括型号为TPL521的芯片U2和型号为74LS04的芯片LS3，所述芯片U2的第2引脚经电阻R27与芯片LS3的第2引脚相接，所述芯片U2的第I引脚经电阻R14与5V电源输出端相接，所述芯片LS3的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第二继电器12-2包括继电器K2、电阻R13和三极管Q2，所述电阻R13的一端与芯片U2的第3引脚相接，所述三极管Q2的基极与芯片U2的第4引脚相接，所述三极管Q2的集电极分两路，一路与整流二极管D2的阳极相接，另一路与继电器K2的线圈的一端相接;所述三极管Q2的发射极接地，所述电阻R13的另一端、整流二极管D2的阴极和继电器K2的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K2的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K2的常闭触点悬空;所述电机12-3包括电机B2，所述电机B2的电源正极与继电器K2的常开触点相接。
[0046]如图6所示，本实施例中，所述第三光电隔离电路13-1包括型号为TPL521的芯片U3和型号为74LS04的芯片LS4，所述芯片U3的第2引脚经电阻R28与芯片LS4的第2引脚相接，所述芯片U3的第I引脚经电阻R21与5V电源输出端相接，所述芯片LS4的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第三继电器13-2包括继电器K3、电阻R17和三极管Q3，所述电阻R17的一端与芯片U3的第3引脚相接，所述三极管Q3的基极与芯片U3的第4引脚相接，所述三极管Q3的集电极分两路，一路与整流二极管D3的阳极相接，另一路与继电器K3的线圈的一端相接;所述三极管Q3的发射极接地，所述电阻R17的另一端、整流二极管D3的阴极和继电器K3的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K3的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K3的常闭触点悬空，所述继电器K3的常开触点与第一电磁阀13-3的电源正极相接。
[0047]如图7所示，本实施例中，所述第四光电隔离电路14-1包括型号为TPL521的芯片U4和型号为74LS04的芯片LS5，所述芯片U4的第2引脚经电阻R29与芯片LS5的第2引脚相接，所述芯片U4的第I引脚经电阻R24与5V电源输出端相接，所述芯片LS5的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第四继电器14-2包括继电器K4、电阻R23和三极管Q4，所述电阻R23的一端与芯片U4的第3引脚相接，所述三极管Q4的基极与芯片U4的第4引脚相接，所述三极管Q4的集电极分两路，一路与整流二极管D4的阳极相接，另一路与继电器K4的线圈的一端相接;所述三极管Q4的发射极接地，所述电阻R23的另一端、整流二极管D4的阴极和继电器K4的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K4的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K4的常闭触点悬空，所述继电器K4的常开触点与第二电磁阀14-3的电源正极相接。
[0048]本实施例中，所述温度传感器9包括DS18B20传感器。
[0049]本实施例中，所述串口通信模块6包括芯片ΜΑΧ232。
[0050]本实施例中，所述无线通信模块7包括TC35模块。
[0051]本实用新型使用时，通过液晶触摸屏5预先设定天然气浓度阈值，红外传感器2-1实时检测室内的人体红外信号并将采集到的人体红外信号通过信号调理电路2-2送入单片机1，当单片机I未接收到人体红外信号(即室内无人存在的信号)时，单片机I通过第三光电隔离电路13-1驱动第三继电器13-2常开触点闭合，第三继电器13-2常开触点的闭合使第一电磁阀13-3的电源正极接通24V电源输出端，第一电磁阀13-3工作，确保关闭天然气总阀，防止天然气泄漏;单片机I通过第四光电隔离电路14-1驱动第四继电器14-2常开触点闭合，第四继电器14-2常开触点的闭合使第二电磁阀14-3的电源正极接通24V电源输出端，第二电磁阀13-3工作，确保关闭天然气灶阀门，防止天然气泄漏。气体传感器3实时检测室内天然气的浓度并将采集到的天然气浓度信号发送给滤波电路4-1，经过滤波电路4-1将干扰信号滤去后发送给信号放大电路4-2，经过信号放大电路4-2对采集到的天然气浓度信号放大后送入单片机I，温度传感器9实时检测室内的温度并将采集到的温度信号送入单片机I，单片机I将接收到的天然气浓度信号和温度信号经过处理，得到经过温度补偿后的天然气浓度，单片机I将检测到的天然气浓度与预先设定的天然气浓度阈值进行比较，当气体传感器3检测到的天然气浓度大于预先设定的天然气浓度阈值(即天然气发生泄漏)时，单片机I控制声光报警电路10工作，进行声光报警提示用户，并且单片机I将检测到的天然气浓度通过串口通信模块6发送给无线通信模块7，再通过无线通信模块7以短信的方式发送给手机8进行提示，且能通过液晶触摸屏模块5对天然气浓度进行同步显示，方便用户实时掌握室内天然气的浓度，减少安全隐患。同时，单片机I通过第一光电隔离电路11-1驱动第一继电器11-2常开触点闭合，第一继电器11-2常开触点的闭合使排气扇11-3的电源正极接通220V电源输出端，排气扇11-3开始工作，来疏散泄漏的天然气;单片机I通过第二光电隔离电路12-1驱动第二继电器12-2常开触点闭合，第二继电器12-2常开触点的闭合使电机12-3的电源正极接通24V电源输出端，电机12-3开始转动，电机12-3的转动带动室内窗户打开，来排除室内泄漏的天然气，降低室内天然气的浓度，实现方便且成本低，使用效果好。
[0052]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:包括单片机(I)和与单片机(I)相接的液晶触摸屏(5)，所述单片机(I)的输入端接有红外检测模块、天然气检测模块和温度传感器(9)，所述单片机(I)的输出端接有报警装置和排险装置，所述红外检测模块包括红外传感器(2-1)和与红外传感器(2-1)输出端相接的信号调理电路(2-2)，所述天然气检测模块包括依次相接的气体传感器(3)、滤波电路(4-1)和信号放大电路(4-2)，所述报警装置包括声光报警电路(10)和手机报警装置，所述手机报警装置包括依次相接的串口通信模块(6)、无线通信模块(7)和手机(8)，所述排险装置包括用于控制排气扇疏散泄漏天然气的排气扇模块、用于控制窗户疏散泄漏天然气的电机模块、用于控制天然气总阀的第一电磁阀模块和用于控制天然气灶阀门的第二电磁阀模块;所述排气扇模块包括依次相接的第一光电隔离电路(11-1)、第一继电器(I 1-2)和排气扇(I 1-3)，所述电机模块包括依次相接的第二光电隔离电路(12-1)、第二继电器(12-2)和电机(12-3)，所述第一电磁阀模块包括依次相接的第三光电隔离电路(13-1)、第三继电器(I3-2)和第一电磁阀(I3-3)，所述第二电磁阀模块包括依次相接的第四光电隔离电路(14-1)、第四继电器(14-2)和第二电磁阀(14-3)，所述信号调理电路(2-2)的输出端和信号放大电路(4-2)的输出端均与单片机(I)的输入端相接，所述串口通信模块(6)、第一光电隔离电路(11-1)、第二光电隔离电路(12-1)、第三光电隔离电路(13-1)和第四光电隔离电路(14-1)的输入端均与单片机(I)的输出端相接； 所述单片机(I)包括AT89C52单片机;所述气体传感器(3)为MQ-4半导体气体传感器;所述滤波电路(4-1)包括型号为LM324的芯片LM1、电容C11、电容C12、电阻R22和电阻R20，所述芯片LMl的同相输入端分两路，一路与电容C12的一端相接，另一路经电阻R20接地;所述电容C12的另一端分两路，一路经电容Cl I与气体传感器(3)的信号输出端相接，另一路与电阻R22接地;所述芯片LMl的反相输入端经电阻R18接地，所述芯片LMl的输出端分三路，一路经电阻R15与芯片LMl的反相输入端相接，另一路与电阻R22的另一端相接，第三路为滤波电路(4-1)的信号输出端;所述信号放大电路(4-2)包括型号为LM324的芯片LM2和可变电阻R25，所述芯片LM2的同相输入端与滤波电路(4-1)的信号输出端相接，所述芯片LM2的反相输入端分两路，一路经电阻R16接地，另一路与可变电阻R25的一端相接;所述芯片LM2的输出端分两路，一路与可变电阻R25的另一端相接，另一路经电阻R19与AT89C52单片机相接。2.按照权利要求1所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述红外传感器(2-1)为RE200B传感器。3.按照权利要求2所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述信号调理电路(2-2)包括芯片BISS0001和型号为74LS04的芯片LS2，所述芯片BISS0001的Vc引脚分两路，一路经电阻R2接地，另一路经并联的电阻Rl和电容Cl与5V电源输出端相接;所述芯片BISS0001的IB引脚经电阻R5接地，所述芯片BISS0001的20UT引脚分两路，一路与电阻R9的一端相接，另一路与电容C7的一端相接;所述芯片BISS0001的2IN-引脚分三路，一路与电容C7的另一端相接，另一路与电阻R9的另一端相接，第三路经电阻R8与电容C3的一端相接;所述芯片BISS0001的IIN+引脚与RE200B传感器的S引脚相接，所述芯片BISS0001的IIN-引脚分两路，一路经并联的电容C9和电阻Rl I与电容C3的另一端相接，另一路经串联的电阻Rl2和电容C4接地；所述芯片BI SS0001的1UT引脚还与电容C3的另一端相接，所述芯片BISS0001的RR2引脚与电阻R4的一端相接，所述芯片BISS0001的RC2引脚分两路，一路与电阻R4的另一端相接，另一路经电容C5接地;所述芯片BISS0001的RRl引脚与电阻RlO的一端相接，所述芯片BISS0001的RCl引脚分两路，一路与电阻RlO的另一端相接，另一路经电容C6接地;所述芯片BISS0001的VO引脚与芯片LS2的第I引脚相接，所述芯片LS2的第2引脚与AT89C52单片机相接。4.按照权利要求1或2所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述第一光电隔离电路(11-1)包括型号为TPL521的芯片Ul和型号为74LS04的芯片LS1，所述芯片Ul的第2引脚经电阻R26与芯片LSl的第2引脚相接，所述芯片Ul的第I引脚经电阻R7与5V电源输出端相接，所述芯片LSl的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第一继电器(11-2)包括继电器K1、电阻R3和三极管Ql，所述电阻R3的一端与芯片Ul的第3引脚相接，所述三极管Ql的基极与芯片Ul的第4引脚相接，所述三极管Ql的集电极分两路，一路与整流二极管Dl的阳极相接，另一路与继电器Kl的线圈的一端相接;所述三极管Ql的发射极接地，所述电阻R3的另一端、整流二极管Dl的阴极和继电器Kl的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器KI的公共触点与220V电源输出端相接，所述继电器KI的常闭触点悬空;所述排气扇(I I _3)包括电机BI，所述电机BI的电源正极与继电器KI的常开触点相接。5.按照权利要求1或2所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述第二光电隔离电路(12-1)包括型号为TPL521的芯片U2和型号为74LS04的芯片LS3，所述芯片U2的第2引脚经电阻R27与芯片LS3的第2引脚相接，所述芯片U2的第I引脚经电阻R14与5V电源输出端相接，所述芯片LS3的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第二继电器(12-2)包括继电器K2、电阻R13和三极管Q2，所述电阻R13的一端与芯片U2的第3引脚相接，所述三极管Q2的基极与芯片U2的第4引脚相接，所述三极管Q2的集电极分两路，一路与整流二极管D2的阳极相接，另一路与继电器K2的线圈的一端相接;所述三极管Q2的发射极接地，所述电阻R13的另一端、整流二极管D2的阴极和继电器K2的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K2的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K2的常闭触点悬空;所述电机(12-3)包括电机B2，所述电机B2的电源正极与继电器K2的常开触点相接。6.按照权利要求1或2所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述第三光电隔离电路(13-1)包括型号为TPL521的芯片U3和型号为74LS04的芯片LS4，所述芯片U3的第2引脚经电阻R28与芯片LS4的第2引脚相接，所述芯片U3的第I引脚经电阻R21与5V电源输出端相接，所述芯片LS4的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第三继电器(13-2)包括继电器K3、电阻R17和三极管Q3，所述电阻R17的一端与芯片U3的第3引脚相接，所述三极管Q3的基极与芯片U3的第4引脚相接，所述三极管Q3的集电极分两路，一路与整流二极管D3的阳极相接，另一路与继电器K3的线圈的一端相接;所述三极管Q3的发射极接地，所述电阻R17的另一端、整流二极管D3的阴极和继电器K3的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K3的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K3的常闭触点悬空，所述继电器K3的常开触点与第一电磁阀(13-3)的电源正极相接。7.按照权利要求1或2所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述第四光电隔离电路(14-1)包括型号为TPL521的芯片U4和型号为74LS04的芯片LS5，所述芯片U4的第2引脚经电阻R29与芯片LS5的第2引脚相接，所述芯片U4的第I引脚经电阻R24与5V电源输出端相接，所述芯片LS5的第I引脚与AT89C52单片机相接;所述第四继电器(14-2)包括继电器K4、电阻R23和三极管Q4，所述电阻R23的一端与芯片U4的第3引脚相接，所述三极管Q4的基极与芯片U4的第4引脚相接，所述三极管Q4的集电极分两路，一路与整流二极管D4的阳极相接，另一路与继电器K4的线圈的一端相接;所述三极管Q4的发射极接地，所述电阻R23的另一端、整流二极管D4的阴极和继电器K4的线圈的另一端均与12V电源输出端相接，所述继电器K4的公共触点与24V电源输出端相接，所述继电器K4的常闭触点悬空，所述继电器K4的常开触点与第二电磁阀(14 - 3)的电源正极相接。8.按照权利要求1或2所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述温度传感器(9)包括DS18B20传感器。9.按照权利要求1或2所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述串口通信模块(6)包括芯片MAX232。10.按照权利要求1或2所述的一种天然气泄漏报警及排险装置，其特征在于:所述无线通信模块(7)包括TC35模块。
【文档编号】G08B21/16GK205428149SQ201620212882
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】王再英, 邹忱忱, 王国鑫, 惠强, 邓成昆, 李阳阳, 任展霆
【申请人】西安科技大学