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本例介绍的矿井瓦斯超限报警器（矿工可以随身携带）能在矿井内工作面瓦斯含量超限时，及时发出“瓦斯超限，危险！快撤离！”的告警语音，提醒主人及时撤离现场，可有效避免恶性事故发生。 工作原理 整个报警器电路由瓦斯气体检测电路、延迟触发开关电路和语音告警电路组成，如图所示。
瓦斯气体检测电路由气敏传感器件QM一N5、电阻器R1和电位器RP组成，在矿井下无瓦斯或瓦斯浓度很低时，QM一N5的a, b电极之间的导电率很低，内阻较大，电位器RP中心头（滑动触头）的输出电压大于2.7V，二极管VD和三极管V1均处于截止状态，语音告警电路不工作。 当瓦斯气体含量超过限定的安全标准时，QM一N5的a, b电极间的导电率增大，内阻减小，使RP中心头的电压低于2.7V，二极管VD导通，使三极管VTl也正偏导通，VT1集电极输出的高电平使语音集成电路IC受触发而工作，重复输出语音电信号，该电信号经三极管VT2功率放大后，通过扬声器B发出“瓦斯超限，危险！快撤离！”的告警语。 电路中，电阻器R2与电容器Cl作为延迟元件，能够有效地消除气敏传感器固有的初始特性对电路造成的误触发。R3、C2是IC外部的振荡元件，其数值大小决定告警语音的速率及音调。 元器件选择 IC选用HFC5221A型语音集成电路。 VD选用1 N4148开关二极管。VT1选用9015或3CG21型硅PNP小功率三极管，要求电流放大系数β＞150；VT2选用8050型硅NPN***率三极管，其电流放大系数β＞100。 R1选用RJ一1/4W金属膜电阻器；R2一R4选用RTX一1/8W碳膜电阻器己RP选用WS－1型自锁式有机实心电位器。 C1、C3选用CD11一10V的小型电解电容器；C2选用CCl瓷介电容器。 扬声器选用Φ27 mm超薄微型扬声器。 照明灯EL、控制开关SA和蓄电池G是矿灯内原有照明电路。 制作与调试 整个报警电路各元器件安装在一块55mm x 30mm的印制电路板上，再将该电路板装在带矿灯的安全帽上。气敏传感器可固定在安全帽的帽檐边，其余部分装在安全帽外壳与软内衬的夹层中，并在安全帽的合适位置打好电位器RP的固定孔及扬声器的传声孔。报警电路通过。Ad两根导线接在照明灯EL两端，并应做好防潮、防水等处理。 改变电位器RP的阻值，可以调节报警电路的灵敏度。调试工作可用与标准检测设备对比的方法进行。调试时，先接通电源，预热l0min后，取体积分数为1％的瓦斯气样存人塑料袋中，把出气管对准气敏传感器探头，边轻轻按压气袋外侧，边缓缓微调电位器RP的阻值，使扬声器刚好发出告警声。停止输送气样，扬声器应很快停止告警。几分钟后再用同样的气样送气，检查报警器是否能迅速动作报警。反复调节几次，提高报警器的灵敏度，使其能可靠地工作。调试完毕后，将电位器RP轴柄上的紧固螺母拧紧即可。 |
