可燃?xì)怏w檢定用配套設(shè)備通風(fēng)罩設(shè)計(jì)

王文達(dá)

哈爾濱市計(jì)量檢定測試院 黑龍江哈爾濱 150000

從總體上來看，氣體濃度傳感器的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境以及通風(fēng)罩中可燃?xì)怏w濃度的檢測，并且如果可燃?xì)怏w濃度，大于標(biāo)準(zhǔn)值，那么該裝置將自動通風(fēng)報警。通風(fēng)罩系統(tǒng)的基本組成是比較復(fù)雜的，其中主要包括顯示部分、報警裝置、A/D 轉(zhuǎn)換、可燃?xì)怏w傳感器、通風(fēng)裝置，以及單片機(jī)等等，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，我們對于設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)，也具有較高要求，這樣才能保障通風(fēng)罩設(shè)計(jì)的合理性，使可燃?xì)怏w檢定工作得以順利完成。

1 通風(fēng)罩基本設(shè)計(jì)理念分析

通風(fēng)罩設(shè)備的控制部件為AT89C52，通過傳感器TGS-813對可燃?xì)怏w濃度進(jìn)行檢測，如果可燃?xì)怏w濃度發(fā)生變化，遇傳感器電導(dǎo)率發(fā)生變化，那么輸出電壓也將隨之變化，電壓信號通過低功耗，雙運(yùn)算放大器LM358 放大，之后向A/D 轉(zhuǎn)換期間內(nèi)輸送，并且將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，向單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行輸送以及進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。而單片機(jī)則可以采取一定的算法，通過電壓值對相應(yīng)的其他濃度值進(jìn)行計(jì)算，并且將其傳輸?shù)絃CD 顯示當(dāng)中。如果可燃?xì)怏w濃度，比通風(fēng)報警上限值高，那么報警裝置以及通風(fēng)裝置將啟動，直到通風(fēng)后，可燃?xì)怏w濃度，較設(shè)定通風(fēng)報警下限值低時，通風(fēng)裝置以及報警裝置會自動關(guān)閉。

2 通風(fēng)罩系統(tǒng)的硬件功能分析

2.1 單片機(jī)的具體功能分析

本文我們設(shè)計(jì)期間，采用的核心控制芯片為AT89C52，它具有高性能、低電壓的特點(diǎn)，它所控制的項(xiàng)目是比較多的，主要包括A/D 轉(zhuǎn)換模塊、通風(fēng)模塊、LCD 顯示、聲光報警模塊以及鍵盤掃描等等。在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，我們可以通過單片機(jī)C 語言編程，促使該系統(tǒng)預(yù)期效果的呈現(xiàn)。除此之外，為了使單片機(jī)的正常運(yùn)行得到保障，我們首先應(yīng)保障單片機(jī)，與最小系統(tǒng)條件相符合，包括復(fù)位電路模塊以及晶振模塊等[1]。

2.2 氣體檢測及前置放大模塊的具體功能分析

在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，氣體檢測傳感器，采用的是GS 系列傳感器，這類傳感器在丙烷、丁烷以及甲烷等可燃?xì)怏w檢測期間，是比較常用的，并且具有響應(yīng)時間短、電壓范圍寬，以及工作性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，該傳感器最大功耗僅15mV，在對比之后，我們將TGS-813 半導(dǎo)體氣體濃度傳感器，應(yīng)用在設(shè)計(jì)當(dāng)中，如果可燃?xì)怏w為檢測對象，那么在空氣中該氣體濃度增加的期間，傳感器的電導(dǎo)率也會隨之增加，電路的使用，將電導(dǎo)率的變化，轉(zhuǎn)化為與該氣體濃度相應(yīng)的輸出信號[2]。除此之外，我們還知道，在一般情況下，傳感器輸出信號是比較微弱的，需要利用前置電路對其進(jìn)行濾波、放大、電瓶調(diào)整等一系列措施，使其與單片機(jī)對輸出信號的要求相符合。而我們設(shè)計(jì)過程中，采用的是低功耗雙運(yùn)算放大器芯片，一旦氣體濃度發(fā)生變化，那么傳感器的氣敏電阻，也會隨之發(fā)生變化，在實(shí)際采樣期間，我們需要將相應(yīng)的模擬電壓信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行放大處理后，將其向A/D 轉(zhuǎn)換電路當(dāng)中輸送。

2.3 A/D 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的功能分析

在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，我們對TLC548 這一A/D 轉(zhuǎn)換器芯片進(jìn)行應(yīng)用，在通過放大電路后，氣敏傳感器所測的的電壓信號，將進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，從而將模擬信號，向數(shù)字信號輸入單片機(jī)轉(zhuǎn)化。在通過放大處理后，模擬信號將向A/D 芯片的AIN 端輸送，之后利用P2.6 作為A/D 芯片的片選端，A/D 芯片的數(shù)據(jù)輸出端為P2.5，而A/D 芯片的時鐘端為P2.7。通過A/D 串行輸出設(shè)計(jì)，我們能夠?qū)δ?shù)轉(zhuǎn)換的精度進(jìn)行提高，并且具有較強(qiáng)的抗干擾性，并且使大量元件，以及印刷電路板的空間得以節(jié)省，這對于可燃?xì)怏w檢定工作具有重要意義。

2.4 通風(fēng)模板功能分析

通風(fēng)模塊，需要通過單片機(jī)，對直流電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止進(jìn)行控制。在通風(fēng)設(shè)備實(shí)際工作期間，控制發(fā)光二級管閃爍的，為AT89C52 的引腳P2.3，而換氣扇能夠不斷向室內(nèi)空間輸送新鮮空氣，并且能夠有效排出室內(nèi)的污濁空氣，在通風(fēng)設(shè)備停止工作期間，發(fā)光的二極管也會暫停閃爍，這樣的設(shè)計(jì)，可以使相關(guān)工作人員，對通風(fēng)設(shè)備工作情況更加方便的觀察[3]。

2.5 LCD 顯示模塊的功能分析

我們在對LCD 顯示模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，采用了液晶芯片，并且通過分割驅(qū)動形式，將其與單片機(jī)相連接。之后采用液晶的引腳，將其與電源相連，從而為液晶顯示偏壓信號提供接口，在完成上述設(shè)計(jì)后，需要利用滑動變阻器接地，對液晶顯示亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而引腳數(shù)據(jù)以及命令選擇端接單片機(jī)控制液晶的寫入，將引腳液晶數(shù)據(jù)的端口，通過上拉連接電阻結(jié)片機(jī)口。除此之外，我們還將采用橋式整流電路，將交流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其變化為直流，從而使所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行得到保障。

3 結(jié)語

綜上所述，可燃?xì)怏w檢定配套設(shè)備，通風(fēng)罩的合理設(shè)計(jì)，能夠使可燃?xì)怏w報警器，在檢定期間，得到一定的保護(hù)，以防爆炸或者火災(zāi)現(xiàn)象出現(xiàn)，但是這一設(shè)計(jì)過程是比較繁瑣的，在實(shí)際工作期間，我們需要注意較多思想，對其進(jìn)行一系列的技術(shù)改造，才能夠完全與實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，我們應(yīng)對模擬電子線路的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行綜合考慮，但是這樣的設(shè)計(jì)形式，與單片機(jī)控制電路相比，是不占有優(yōu)勢的，如果設(shè)計(jì)不合理，那么整體系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也將受到影響。因此，本文我們對可燃?xì)怏w檢定的配套設(shè)備通風(fēng)罩設(shè)計(jì)，進(jìn)行了具體的分析，希望能夠?yàn)閷I(yè)人員的研究，提供一些參考。