瓦斯超限报警器(一)

　　本例介绍的瓦斯超限报警器 (矿工可以随身携带)能在矿井内工作面瓦斯含量超，及时发出"瓦斯超限，危险!快撤离!"的提醒语言，提醒工人及时撤离现场，可有效避免恶性事故的发生。
　　电路工作原理
　　该瓦斯超限报警器电路由瓦斯气体检测电路、延迟触发开关电路和语音提醒电路组成，如图6-143所示。

                      
　　瓦斯气体检测电路由气敏传感器件QM-N5、电阻器R1和电位器RP组成。
　　延迟触发开关电路由二极管VD、晶体管V1、电阻器R2、电容器C1组成。
　　语音提醒电路由语音集成电路IC、晶体管V2、扬声器BL和有关外围元器件组成。
　　照明灯EL、控制开关S和蓄电池GB是矿灯内原有照明电路。
　　在矿井下无瓦斯或瓦斯浓度很低时，QM-N5的a、b电极之间的电导率很低，内阻较大，电位器RP中心头 (滑动触头)的输出电压大于2.7V，二极管VD和晶体管V1均处于截止状态，语音提醒电路不工作。
　　当瓦斯气体含量超过限定的安全标准时，QM-N5的a、b电极间的电导率增大，内阻减小，使RP中心头的电压低于2.7V，二极管VD导通，使晶体管V1也正偏导通，V1集电极输出的高电平使语音集成电路IC受触发而工作，重复输出语音电信号，该电信号经晶体管V2功率放大后，通过扬声器BL发出"瓦斯超限，危险!快撤离!"的提醒语。
　　电路中电阻器R2与电容器C1作为延迟元件，能够有效地消除气敏传感器固有的初始特性对电路造成的误触发。
　　R3、C2是IC外部的振荡元件，其数值大小决定告警语音的速率及音调。
　　元器件选择

　　R1选用1/4W金属膜电阻器;R2~R4均选用1/8W碳膜电阻器。
　　RP选用自锁式有机实心电位器。
　　C1、C3均选用耐压值为lOV的小型铝电解电容器;C2选用瓷介电容器。
　　VD选用1N4148型开关二极管。
　　V1选用S9015或3CG21型硅PNP晶体管，要求其电流放大倍数大于15O;V2选用S8050硅NPN型中功率晶体管，其电路放大倍数应大于100。
　　IC选用HFC5221A型语音集成电路。
　　BL选用φ27mm超薄微型扬声器。
　　制作与调试整个报警电路各元器件安装在一块55mm×30mm的印制电路板上，再将该电路板装在带矿灯的安全帽上。
　　气敏传感器可固定在安全帽的帽檐边，其余部分装在安全帽外壳与软内衬的夹层中，并在安全帽的合适位置打好电位器RP的固定孔及扬声器的传声孔。
　　报警电路通过c、d两根导线接在照明灯EL两端，并应做好防潮、防水等处理。
　　改变电位器RP的阻值，可以调节报警电路的灵敏度。调试工作可用与标准检测设备对比的方法进行。
　　调试时，先接通电源，预热10min后，取体积分数为1%的瓦斯气样存入塑料袋中，把出气管对准气敏传感器探头，边轻轻按压气袋外侧，边缓缓微调电位器RP的阻值，使扬声器刚好发出告警声。停止输送气样，扬声器应很快停止告警。
　　几分钟后再用同样气样送气，检查报警器是否能迅速动作报警。反复调节几次，提高报警器的灵敏度，使其可靠地工作。
　　调试完毕后，将电位器RP轴柄上的紧固螺钉拧紧即可。