感烟探测器电路图(二):红外光电感烟火灾探测器的研制
发射电路
图1为本探测器的发射电路原理图。图中,CC4047用作方波发生器。方波周期T≈4.4R1C1。如取C1=0.33μF,R1=6.2ΜΩ,则T=9s。C2、R2组成微分电路。方波经微分后,变为前沿陡峭的尖脉冲波,再经与非门1倒相整形,用负向脉冲推动三极管BG1的间歇导通,使与其串接的红外发射二极管D1发射周期性的红外光脉冲。门1输出的负脉冲同时还作用于接收电路和电源欠压报警电路。
接收电路
图2为接收电路原理图。图中,D2为红外接收二极管,它与电阻R5组成检测电路。无烟雾进入暗室时,D2接收不到红外光,其反向电阻RD2达上百兆欧姆,远比R5大,故分压得VD2为高电平。有烟雾进入暗室时,由于烟雾粒子(线长为μm级)对D1所发射的红外光的折射和散射,使D2接收到红外光,RD2呈指数律减小,故VD2也显著减小。在正常接收情况下,VD2会小于或非门2的门槛电压VT2,从而使门2开通,输出由门1送来的与发射脉冲同步的正脉冲,这就是报警脉冲。在这里,或非门2同时起着比较作用和开关作用。比较电压即其门槛电压VT2;开关作用则由VD2来控制。三极管BG2、电容C3和或非门3等构成记忆电路,用以实现信号的转换和控制。在报警脉冲的高电平期间,BG2饱和导通,电容C3通过BG2放电。当电容C3的电压VC3小于门3的门槛电压VT3时,门3输出高电平。随着报警脉冲的不断到来,BG2不断导通,使得VC3总小于VT3,结果门3输出高电平保持不变,驱动报警电路报警。这种记忆电路还可防干扰,避免瞬间出现的干扰脉冲造成的误报警。本探测器同时用声、光报警。与非门4和5组成单稳态多谐振荡电路,用门3输出的报警高电平通过微动开关K来触发,振荡频率f=1/2.2R9C4,这就是声响频率。门5输出,驱动三极管BG4和BG5,使压电陶瓷片HTD发声,红色发光二极管D3发红色闪光。
图2 接收电路原理图
电源欠压报警电路
当电源电压下降到一定程度时,由于发射电流减小,灵敏度降低,会使电路不能正常报警。设置电源欠压报警电路,将对此情况作出反应。图3为电源欠压报警电路。
图3 欠压报警电路
图中,或非门6和或非门2相似,起着开关和比较作用。BG5是N沟道结型高阻场效应管,当电源电压降低时,R15上的分压随之下降,BG5的VGS减小,沟道电阻呈指数律急剧减小,使VD5减小。当VD5<VT6时,门6开通,输出由门1送来的与发射脉冲同步的正脉冲,这就是欠压报警脉冲。欠压报警为断续声响。
本探测器的参数为:整机静态电流10μA,声报警电流14mA,脉冲间隔时间8s,报警持续时间10s,当电源电压降到7.5V时欠压报警。这些测试结果表明本探测器已达到外国同类产器的水平。此外,本探测器的设计考虑到可靠性、使用方便和扩展功能等情况,设置了光报警、外接电源输入线、报警信号输出线,因此使本探测器的功能更完备。就价格而论,一个同类的进口产品的完税价高达数百港元,而本探测器全部采用国产元器件,走国产化之路,售价自然可大大降低。
本探测器的整机电路如图4所示。
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