用气敏元件制作报警器

MQ系列气敏元件的特性是在感测到被测气体时，敏感体的表面电阻或体电阻会发生显著变化，因而可利用它来制作报警器。MQ系列气敏元件具有灵敏度高、响应快、恢复迅速、长期稳定性好、抗干扰能力强以及价格适宜等特点，已被广泛应用于可燃性气体、易挥发性气体、毒性气体和烟雾等的检测报警、自动控制及测试仪器中。

图1（a）为MQ系列气敏元件的外形结构图，图1（b）为其基座俯视图，图1（c）为气敏元件符号图。气敏元件的电参数测量原理图见图2。图中，气敏元件的加热管脚两端电压为5V。元件敏感体、负载电阻R\(_{L}\)和10V电源构成测量回路。在通电条件下，气敏元件置于洁净空气中时，可测得RL上的电压V\(_{0}\)，置于被测气体中时可测得RL上的电压V\(_{e}\)，在被分辨气体（即其它气体）中RL上的测试电压为V\(_{g}\)。借助计时器可同时测得气敏元件的响应时间和恢复时间。MQ系列气敏元件的主要性能指标如附表所示。下面介绍利用气敏元件制作的两种报警器。

电路原理见图3。市电经变压、整流、IC1稳压后向整机提供5V电源。IC2构成一个比较器，R1、R2分压后设定一个比较阀值VF。一旦气敏元件感测到被测气体或烟雾后，表面电阻下降，RP上的取样电压升高，超过阀值VF后，比较器的输出由正常状态下的低电平翻转成高电平，通过VT驱动发光管VD5点亮，继电器K导通，触点K-1吸合，同时压电陶瓷片B鸣响。检测灵敏度可由RP调整。该报警器电路简洁，成本低廉，可驱动排风扇、高响度扬声器等小功率负载，但每次通电初期会有短时间的误报警动作。

该报警器具备温度补偿、防初通电误报警和断丝故障自检等功能，其电路原理如图4所示。IC2-1构成检测比较器，比较阀值VF由R3、R4和RT设定，RT为负温度系数补偿电阻，可补偿气敏元件的温度特性。不报警时IC2－1输出低电平，每次通电初始阶段，气敏元件会有较大的误输出，R9、C3构成的RC充电式延时电路嵌位气敏元件的输出，不能触发比较器IC2-1。经5分钟后，IC2-2输出翻转为高电平，被VD5隔离而不起作用，这时即进入检测状态。当气敏元件感测到被测气体后，RP取样电阻的电位上升，当其超过VF后，IC2-1输出高电平，可发出声光报警，VD7点亮。若气敏元件断丝，电流指示VD6熄灭，提供故障指示。

上述两种报警器调试工作须在通电预热至少5分钟后方可进行，选择的被测气体按体积比配制成所需浓度的标定气样。在通电状态下，将预热后的报警器置于上述气样中。10秒后，气敏元件充分感测到被测气体，微调报警器上的RP呈报警器刚好鸣响报警，反复几次即可完成调试工作。正常使用的报警器每过半年应用标定气样进行校准，并注意清除气敏元件通风防护罩上的灰尘，使其更好地为您的安全而工作。（张航）