MQ-7+PLC煤气报警系统设计+仿真图+梯形图(2)
我国在70年代初期刚踏入可燃性气体报警器生产研制的领域，在吸收国外的先进生产工艺和技术的前提上，进而开发更加先进的适合自己使用的传感器。现如今所能研制的传感器应用范围已经涉及到各种所需的的内型，品种齐全、多种多样[2]。近年来，在气体选择性和产品稳定性上也有很大进步。
燃气报警器可分两大系列产品。(1) 民用可燃气体报警器：此类家用煤气报警器一般安装在厨房，当检测到房间内里一定浓度的泄漏可燃气体时，报警器进行声音报警和灯光报警，同时也可以连接外接的一些设备。比如有的报警器启动后可关闭燃气开关以防燃气继续泄漏；有的可自动开启排气扇，把泄漏的可燃气体排出房间；(2) 工业用有毒有害气体报警器和可燃性气体报警器：它们的原理相同，区别在检测探头上。根据检测环境的不同，也可分为检漏仪、控制器和探测器[3]。
1.2 气体传感器的发展及分类
目前，气体传感器逐渐趋向两个方面发展：一方面降低能耗和生产成本，简化电路，缩小尺寸，与应用整机相结合，这也是气体传感器待完成的首要任务。比如日本费加罗公司研制出了低功耗硫化氢气体传感器，美国IST推出了使用时间能够达到10年的气体传感器，美国First Alert的生物模拟型低功耗一氧化碳气体传感器等。另一方面是强化稳定性和可靠性，达到电路和元件的多功能化和集成化，开发Means技术，开发现场适用的变送器和智能传感器。比如美国General Monitors公司将微处理器嵌入气体传感器中，使其具有监视故障情况和校准控制作用，从而实现传感器的智能化；还有美国IST公司的“Mega Gas”传感器也嵌入了微处理器，达到了多功能化和智能化。
作为新型敏感元件传感器的代表，气敏元件传感器受到了国家的重点支持，发展迅速，目前在国内市场已经有了稳固的基础。现在的情况是：
(1) 在生产上占主流的烧结型气敏元件，占市场份额总量的百分之九十左右，绕式气敏元件已经能够投入生产。
(2) 烧结型气敏元件在工艺上引进了表面覆膜、掺杂和制作表面催化反应层以及隔离层等技术，此类元件已经发展成选择性气敏，取代了原来的广谱性气敏。三氧化二铝和三氧化二铁已用于气敏元件生产上，气敏材料开始采用刚研发的有机半导体和石英晶体等。
(3) 烷、一氧化碳等低功耗气敏元件已经进入中试。
(4) 总的来说，国内气敏元件传感器有了较快发展。但是与国外先进技术水平相比，仍有很大的距离。日本在产业化、产品制造技术和应用等领域要领先中国十年左右[4]。
1.3 本文研究目标
本次设计的目标是通过信号处理电路将有无气体泄漏两种状态转换成高低电平，经转化的模拟信号经过信号放大器后进行模数转换得到数字信号，然后送往中央处理器。数字信号经PLC分析后进行处理，如果超过所设定的一氧化碳浓度值时，系统进行声音和灯光报警，同时开启排气扇进行排气处理。排除危险后，当按下手动按钮复位键时，系统复位。煤气报警器的结构及功能关系绘出如图1：
图1 报警器的结构关系
2. 元件选型及硬件设计
2.1 传感器MQ-7
传感器是能把被测物理量或化学量转化为与之有确定对应关系的电信号输出的装置。传感器主要由敏感元件、传感元件组成，有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。 敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成一定关系的其他量。 传感元件：又称转换器，一般情况下，不直接感受被测量，而是将敏感元件的输出量转化为电量输出的元件。