基于NAP-55A的井蓋燃氣檢測報警器的制作

馬薪顯

摘? ?要：燃氣報警器實際上是一種檢測氣體泄漏的報警儀器，當氣體質量濃度值達到報警設置的臨界點時，燃氣報警器發(fā)出報警信號，提醒人們采取措施。文章基于NAP-55A制作了一款燃氣報警器，電路簡單，制作容易，調試后效果良好。

關鍵詞：NAP-55A;臨界點;燃氣報警器

隨著科技智能化的發(fā)展，地下井的安全問題在現(xiàn)代城市及高校校園中越來越重要，因而對地下井蓋的安全監(jiān)控有著非同尋常的重要意義，尤其是在溫度過高的地區(qū)。燃氣質量濃度的增加提高了爆炸事件的發(fā)生概率，為了避免重大事故的發(fā)生，市政工作人員要經常檢查地下井的安全，排除隱患。為了減輕人們的工作量，加快邁向智能化辦公的步伐，文章制作的報警器采用NAP-55A傳感器及其外圍元件，與市場上普通的報警器相比，具有卓越的靈敏度及良好的穩(wěn)定性。

1? ? NAP-55A傳感器介紹

NAP-55A是日本NEMOTO小型低功耗氣傳感器，與其他同類產品相比，這款傳感器體積小、節(jié)能、靈敏度高、應答速度快，但價格略貴，下面是其主要的特點。

（1）良好的穩(wěn)定性能。

（2）高靈敏度。

（3）燃氣濃度的輸出呈線性。

（4）放置方式的多樣性。

由于燃氣質量濃度不同，NAP-55A燃氣傳感器監(jiān)測到的電壓值也不同，單片機采集的輸出電壓也不一樣。由單片機中的自帶A/D模塊進行模數轉換，進而對地下井的可燃氣體質量濃度進行實時監(jiān)測。因為NAP-55A燃氣傳感器的輸出電壓較小，為了增加測量質量電壓值的準確性，特此在電路中增加了放大器對信號進行放大。

2? ? 電路原理圖

電路原理如圖1所示。

由圖1可知，燃氣傳感器外圍電路分為3個部分，分別為燃氣測量部分、電壓放大部分、電壓轉化部分。

2.1? 燃氣測量部分

圖1所示的RQ_KZ與單片機的IO口連接，輸出的高電平給NAP-55A傳感器供電，NAP-55A傳感器探測周邊的燃氣質量濃度進行催化燃燒，把燃氣的質量濃度值轉化為電壓值，增加由R1、R2、滑動變阻器RP組成的電橋，進而提高測量的準確性，通過調整RP滑動變阻器的值來使電橋達到平衡，保證電壓值為0。

2.2? 電壓放大部分

由于NAP-55A采集的電壓范圍是0～30 mV，不能對電壓進行直接采集，所以在電路中加入AD623B低噪聲放大器進行信號放大。這是一款單電源放大器，可以把輸入信號加在PNP晶體管上，引腳1和8之間電阻阻值選擇5.23 kΩ，AD623B的輸出端與單片機ADC1連接，通過A/D模數轉化得到輸出的電壓值。

2.3? 電壓轉化部分

因為硬件終端的電壓為3.6 V，NAP-55A傳感器最合適的工作電壓是2.5 V，所以通過降壓芯片TPS62205DBV將3.3 V電壓轉化為2.5 V，為NAP-55A傳感器和AD623B供電。

3? ? 組裝與調試

（1）學習原理。根據電路的工作原理，統(tǒng)計元件的種類、規(guī)格、數量，列出清單以便采購。

（2）元件的識別與檢測。通過萬用表檢測各類原件的好壞與極性，如有損壞，及時更換。

（3）元件的組裝。將檢測完的元器件按照原理圖進行布局，安插在相應的位置上，按照“從小到大、從低到高”的原則進行安裝。極性元件要注意方向，不能插反，安裝完后對元器件進行焊接，焊接的時候烙鐵的溫度不要過高，焊接時間不要過長，以免焊盤脫落和在焊接的時候把器件燒壞。

（4）電路板的調試。焊接完成之后進行外觀檢測，看是否有斷路和短路，是否有虛焊、漏焊。然后進行不帶電測量，看輸入電路是否有短路現(xiàn)象，如果沒有則進行通電，此時電源指示LED燈點亮，開始對NAP-55A傳感器釋放燃氣，觀察一段時間，報警指示燈點亮，如果不出現(xiàn)上面的現(xiàn)象，調節(jié)電位器RP，若還沒有反應，需要檢查電路連接是否正確。檢查完畢之后再次進行通電。

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