在煤炭、石油、化工、天然气等工业部门以及家庭生活中，人们经常会接触到可燃易爆气体。如：甲烷、乙烷、丁烷、汽油和酒精蒸气等等。当这些气体达到一定浓度，遇到明火或电火花时就有燃烧或爆炸的危险。为了防止这类恶性事故的发生，有关单位制作了一种便携式可燃气体报警器。它的特点是：报警准确、稳定性好、线路简单、易于制作和维修。
工作原理
这种报警器中，可燃气体和电信号的转换是靠热催化元件组成的惠斯顿电桥实现的。电桥的测量臂由载体催化元件（黑元价）和纯载体元件（白元件）组成，电桥的辅助桥臂由金属膜电阻和调节电位器组成，如图1所示。
纯载体元件，通常在铂丝螺旋圈外面涂上氧化铝载体，这种元件称为纯载体元件，其外观呈白色，故又称为白元件。
载体催化元件：在上述纯载体元件外面再漆上一层铂钯催化剂，称为载体催化元件，其外观呈黑色，故又称为黑元件。
热催化元件的基芯（铂丝螺旋圈）既做加热极用，又做热敏电阻用。当被测气体与加热到工作温度的黑元件接触时，在黑元件表面进行催化氧化反应，使元件温度增高，其内阻相应发生变化，这种变化和可燃气体浓度成比例关系。可用公式r=r\(_{0}\)（1+α·△t）表示。式中，r0为催化元件初始热阻，α为铂丝温度系数，△t为铂丝温度增量。白元件在桥路中起补偿作用，用它来弥补气体热传导、风速、空气湿度以及电源电压变化对桥路输出的影响。黑元件的内阻相应变化后，使测量电桥平衡破坏，电桥有信号V\(_{AB}\)输出。当可燃气体浓度超过允许值后，触发电路翻转，推动互补多谐振荡器工作，然后发出闪光讯号或音响报警讯号。
电路和元器件
图2是电路原理图。图中r\(_{1}\)是白元件、r2是黑元件，是由重庆煤炭科学研究所提供的，铂丝直径为0.03mm，绕32圈，工作电流为130毫安，工作电压为3.4～4.2V，外形尺寸见图4。
电路中采用F012型低功耗运算放大器接成开环比较触发回路。F012型运放最低允许工作电压为±1.5V，开环电压增益为110dB，静态功耗小于6mW。图3是它的外形图。
当电桥测量臂电位高于辅助桥臂电位时，运算放大器的输出值由低电平转变为高电平。进而控制后级互补多谐振荡器振荡，使报警灯DX闪亮。辅助桥臂的电位可以根据报警点的不同要求任意设定，因此，报警点具有连续可调的性能。为了补偿电源电压变化对报警点的影响，在辅助桥臂中串接了2AP9型二极管。然而，伴随着二极管的电压补偿法，造成了报警点温度稳定性变劣。所以在辅助桥臂中又增加了报警点的温度补偿措施，即在电阻R\(_{2}\)两端并联10K～20K阻值的热敏电阻，从而使报警点在-20℃～+50℃ 温度范围内保持稳定不变。
电路中的电阻最好选用金属膜的。报警点调节电位计W\(_{1}\)一般用小型线绕式电位计。对电容器无特殊要求，只要耐压≥6.3V、体积小的都可使用。晶体管BG1、BG\(_{2}\)最好用绿点或蓝点的。至于报警声光器件和附属电路，可以根据设计者的需要，灵活设置。
本机正常耗电为140mA左右，报警时瞬间耗电达250mA左右。当选用三节1.5安时镉镍蓄电池串联供电时，可以满足线路和传感器连续8小时工作的需要。如果一时购买不到上述电池，改用三节一号电池供电亦可，此时应在桥路供电端串接5Ω电阻。
为了满足电气防爆的特殊要求，镉镍蓄电池组在焊好后，一端要串接0.6Ωφ0.33×3镍铬丝。取三段阻值为1.8Ω、直径为φ0.33的镍铬丝绞成一股，用φ6的钻头绕成螺旋管状，作为单体电池的引线，另一端连接线可用普通导线。然后用环氧树酯灌封，使三节电池和限流电阻成为一个整体，灌封时应注意不要堵死镉镍蓄电池的排气孔。如果选用一次性锌锰电池时，短路电流比镉镍蓄电池小得多，所以就无需乎上述做法了。图5给出了报警器整机结构示意图。图6是印制线路板图。
调试和校核
电桥的黑白元件和F012运算放大器只要焊接无误，通常不需调试。
可控互补多谐振荡器的调节方法如下：先调节W\(_{1}\)，使运算放大器输出低电平，然后改变R8阻值，使互补多谐振荡器刚不起振。继续调节W\(_{1}\)，使运算放大器输出高电平，此时互补多谐振荡器应起振。改变R9、C\(_{3}\)和C4的数值，使小灯泡闪亮的频率达到醒目时为止。如果没有起振，一般是由于BG\(_{1}\)、BG2的β较低或损坏所致，适当更换管子或电容等器件，故障即可排除。
利用普通万用表可以粗略地监视传感器的工作状态和定标。当空气中可燃气体含量为零时，电桥输出应为零。如果某种可燃气体的含量增加到1％（指体积比）时，对于甲烷气体，桥路输出约为60毫伏，此值随气体不同而异。因此，可以通过调节W\(_{1}\)，使电桥人为调偏输出-60毫伏，当传感器接触到甲烷气体时，电桥输出趋向于零，并向正输出转化，造成运算放大器翻转。此时的报警点即相当于1％甲烷浓度。依此类推，电桥人为调偏-90mV或-120mV，即相当于设定甲烷气体的报警点为1.5％或2％。
若有条件时，可以用气袋配制一定浓度的气样，气样浓度用光干涉式瓦斯鉴定器来测定，然后用已知浓度气样去校准仪器的报警点。此外还可以用大型注射器，按可燃气和空气的不同体积比，向塑料袋内注射气体。这样配制好的气样，也可以用来校核仪器的报警性能。
目前，重庆煤炭科学研究所已经小批量生产具有连续指示可燃气体浓度、超限报警等功能的携带式报警器，供工业生产和环境监测等部门选用。(谷渝)