沼气报警检测器

本实用新型涉及一种应用电路，具体涉及沼气报警检测器电路。

近年来，沼气作为新型清洁能源在新农村建设中得到快速推广。沼气是一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体，在使用中如遇明火或在通风条件不好的情况下极有可能发生爆炸，出现安全事故。因此设计了一种可以对沼气中甲烷浓度进行检测，并能够及时地提供报警信号并排除危险的沼气报警检测器，以保护人们生命和财产安全。

本实用新型的目的在于提出一种实用的方案，设计一种可以对沼气中甲烷的浓度进行准确的检测，并能够及时地提供报警信号并排除危险的一种装置。

本实用新型的目的是通过如下途径实现的：一种沼气报警检测器，该检测器的电源电路、显示电路分别连接单片机，单片机连接A/D转换电路，A/D转换电路连接信号调理电路，信号调理电路连接传感器电路。

更进一步的，所述的单片机分别与时钟电路，复位电路，报警电路，继电器驱动电路连接。

更进一步的，所述的单片机型号为AT89S52。

更进一步的，所述的显示电路型号为LCD1602。

更进一步的，所述的A/D转换电路型号为TLC1543。

更进一步的，所述的传感器电路型号为MQ‑4。

本实用新型沼气报警检测器，采用MQ‑4传感器检测沼气中甲烷的浓度，经信号调理电路及A/D转换电路转换后，送入单片机处理，最后将浓度用显示电路显示出来。一旦沼气中甲烷浓度超标，则发出报警信号并关闭供气电磁阀，同时打开排风扇排出危险。

本实用新型具有以下优点：

1.能对沼气中甲烷浓度进行检测。

2.在沼气中甲烷浓度超标时，自动关闭供气电磁阀并打开排风扇进行排险。 

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明： 

图1为本实用新型结构方框示意图；

图2为本实用新型电路图；

图中，电源电路1、单片机2、显示电路3、时钟电路4、复位电路5、继电器驱动电路6、A/D转换电路7、报警电路8、信号调理电路9、传感器电路10。

如图1所示，本实用新型沼气报警检测器，该检测器的电源电路（1）、显示电路（3）分别连接单片机（2），单片机（2）连接A/D转换电路（7），A/D转换电路（7）连接信号调理电路（9），信号调理电路（9）连接传感器电路（10）。所述的单片机（2）分别与时钟电路（4），复位电路（5），报警电路（8），继电器驱动电路（6）连接。

如图2所示，电源电路1由外接直流稳压电源+12V提供12V直流电，经电容C4滤波由三端集成稳压器IC4（LM7805）稳压后，经C5滤波得到+5V直流电。

单片机2最小系统是由单片机 IC1(AT89S52)及外围电路组成。其中VCC(第40引脚)与GND(第20引脚)组成5V供电电路；其主要目的是给单片机最小系统提供电源。时钟电路4由电容C2、C3和晶振Y1组成；单片机片内有一个用于构成振荡器的高正增益反向放大器，引脚XAL1和XAL2分别是此放大器的输入和输出端。复位电路5由C1、R2组成，复位电路5可使CPU和系统中其它部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始运行。

显示电路3由J1（LCD1602）组成。其中第1脚GND与地连接、第2脚为供电脚VDD与电源VCC连接、第3脚VO由VCC与地之间通过可调电阻RP1连接，实现对比度调节、第4脚为RS控制端与单片机P2_0相连接、第5脚为RW控制端与单片机P2_1相连接、第6脚为E使能端与单片机P2_2相连接、第7－14脚为数据端与单片机P1_0－P1_7相连接、第15脚BL1为背光灯电源正极，通过限流电阻R1与VCC连接、第16脚BL2为背光灯电源地。

继电器驱动电路6由三极管Q2与继电器K1及外围电路组成。其中三极管Q2的基极通过电阻R7与IC1(AT89S52)单片机的RD引脚连接。三极管Q2的发射极到地，三极管Q2的集电极通过继电器K1接电源VCC,二极管D1与继电器的线圈并联。

A/D转换电路7由IC5(TLC1543)与外围电路组成。其中第1脚为A0模拟信号输入端0与IC3（OP07）的输出端第6脚（A0）连接，第10脚为GND接地脚与地连接。第13脚为REF‑基准电源负极与地连接，第14脚为REF+基准电源正极与电源VCC连接，第15脚为                                                片选信号与单片机的P2_6连接，第16脚为DATA OUT数据输出端与单片机的P2_7连接，第17脚为ADDRESS地址输出引脚与单片机的P2_5连接，第18脚为IO CLOCK时钟引脚与单片机的P2_4连接，第20脚为VCC电源引脚与电源VCC连接。

报警电路8由三极管Q1及蜂鸣器BZ1组成。其中三极管Q1的基极通过电阻R6与IC1(AT89S52)单片机的WR引脚连接。三极管Q1的发射极到地，三极管Q1的集电极通过蜂鸣器BZ1接电源VCC。

信号调理电路9由运算放大器IC3(OP07)及外围电路组成。其中第3脚为同相输入脚通过电阻R3与IC2(MQ‑4)的第6脚连接，第2脚为反相输入脚通过电阻R4与地连接，第6脚为信号输出引脚与A/D转换电路IC5(TLC1543)的第1引脚A0连接，同时通过电阻R5与第2脚为反相输入端连接。第4脚为运放负电源供电脚与‑12V电源端连接。第7脚为运放正电源供电脚与+12V电源端连接。 

传感器电路10由甲烷传感器IC2(MQ‑4)与外围电路组成。其中第1脚、第3为脚为信号输出电源端与电源VCC连接，第2脚为加热丝供电端与电源VCC连接，第4脚、第6脚为信号输出端与负载电阻R8连接并通过R3与IC3(OP07)的第3引脚连接，电阻R8的另一端与地连接，第5脚为加热丝供电端与地连接。

系统原理：

本实用新型由外接电路提供+12V和‑12V电源给IC3(OP07)供电。+12V经电容C4滤波，由三端集成稳压器IC4（LM7805）稳压后，经C5滤波得到+5V直流电压，给单片机及其它电路供电。

当电路工作时，沼气中甲烷的浓度由传感器IC2(MQ‑4)采集信号，经信号调理电路IC3(OP07)放大11倍后由第6脚（A0）输出信号送至IC5(TLC1543)的第1脚进行A/D转换，转换后的信号由单片机IC1（AT89S52）进行处理,由J1（LCD1602）显示出气体浓度值。如果浓度超标，单片机WR端输出脉冲信号经Q1驱动后使蜂鸣器发出报警声，同时RD端输出低电平，使继电器K1的SW1与SW2断开，从而断开电磁阀电源，接通排风扇电路，起到切断气源，排除危险的目的，避免出现安全事故。