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火灾报警器
类别:接口电路  
 
本例介绍的火灾报警器,是通过监测环境烟雾而进行火灾报警的。它可安装在家庭、油库、商店和工厂车间等各种容易发生火灾的地方。一旦发生火灾,报警器便会反复发出刺耳的火警电笛声,呼叫人们及时采取有效措施消灭火源。

工作原理

火灾报警器的电路如图(a)所示,它实际上是一种红外线高灵敏度烟雾监测报警器。整个电路由红外线发射、红外线信号接收和处理(包括放大和频率译码)、报警声产生、电源变换等四部分电路构成。

接通电源,由锁相环音频译码器IC2第S脚输出的频率约lOkHz、幅值约4V的标准矩形脉冲波,通过R4引至VT1的基极.经VTl功率放大后.驱动红外线发光二极管VD1向前方发射出红外光脉冲。当没有发生火灾,且无烟雾产生时,由于红外线接收二极管VD2与VDI以一定角度同向安装,故VD2接收不到VDI发射的红外光脉冲,电路处于静态监测状态,VT2截止,HA无电不发声。

一旦被监视的环境里发生火灾而伴随有烟雾产生时,则烟雾中的细微颗粒将对VDI发出的红外线光脉冲产生漫反射,有一小部分就会进人VD2并被变换成相同频率的电信号。该信号经R3、C1藕合至运放IC 1进行放大后,通过C2输人到IC2的第3脚,由IC2进行识别译码后,使8脚输出低电平。此时,VT2经R6获偏流饱和导通,HA即通电发出刺耳、响亮的火警电笛声来。

电路的最大特点是实现了红外线发射与接收工作频率的同步自动跟踪,即红外线发射部分不设专门的脉冲发生电路,而直接从接收部分的检测电路引人脉冲(实为IC2的锁相中心频率信号)。既简化了线路和调试工作,又防止了周围环境变化和元件参数日久改变对收、发频率造成的差异,使电路稳定性和抗干扰能力大大增强。

元器件选择

IC 1选用P.A741或LM741、MC 1741型通用扭型运算放大器,IC2选用LM567或NE567、NJM567型锁相环音频译码器,IC3选用78L06型三端集成稳压器。

VDI、VD2分别采用PH303型红外线发射管和PH302型红外线接收管。VT1用9014,9013、3DG8等硅NPN小功率三极管,要求电流放大系数β>150;VT2用8550型硅PNP中功率三极管,要求β>100. QD用QL一1 A/50V型硅全桥。

HA用TWH22型超响度火灾报警专用电喇叭。该电喇叭外形与普通号筒式扬声器无异,但内部已经包含有模拟火警声发生器、音频功率放大器和电一声换能器件,只要给它接上12V直流电源,便可发出响度达125dB的火灾警笛声来。

RP可用WS-2型自锁式有机实芯微调电位器。R1一R6一律用RTX一1/4W型碳膜电阻器。

C1一C3, C6用CT1型瓷介电容器,C4、C5和C7用CD11一16V型电解电容器。T用220V/12V、low优质成品交流电源变压器。

FU用带管座的BGXP一0.巧A型熔丝。

制作与调试

焊接好的电路板按照图 (b)所示,安装在用马口铁皮或其他金属薄板自行加工制成的“一体化”机壳(集烟盒和电路外壳为一体)内。红外线发射、接收二极管VD1和VD2的安装,是整个电路成功的关键。为了保证此报警器的监测灵敏度和可靠性,要求两个管子间距15 mm同向安装,并且中轴线在管前面约30~40mm处相交;同时,为防止杂散光的干扰,要用大小合适(约Φ8mm x 20mm)的金属管分别为VDl、VD2作一个管套,管套内刷黑漆,与元件结合处用胶封固,使VD2只能接收到正面的红外线脉冲。机壳侧面开孔固定RP和熔丝座,并分别通过双股电线引出HA和延伸出外接电源线头。

实际使用时,报警器应选择发生火灾时烟雾容易到达,且能够聚积的地方安装。一般均要求在住房或车间、库房内吸顶安装,否则将大大削弱其报警效果,甚至不起作用。HA则通过电线引至传声良好的地方固定。在正式使用之前,还需将RP作仔细调整。可人工施放一定浓度的烟雾,调节RP使HA刚好发声为止。如果嫌报警灵敏度不足,还可通过适当减小R1阻值使VD1发射功率增大的办法来提高报警的灵敏度。报警器使用一段时间(数月至半年)后,要定期作一次加烟试验,确保其一直处于良好的工作状态。

 
 
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