基于NAP-55A的井盖燃气检测报警器的制作

马薪显

摘   要：燃气报警器实际上是一种检测气体泄漏的报警仪器，当气体质量浓度值达到报警设置的临界点时，燃气报警器发出报警信号，提醒人们采取措施。文章基于NAP-55A制作了一款燃气报警器，电路简单，制作容易，调试后效果良好。

关键词：NAP-55A;临界点;燃气报警器

随着科技智能化的发展，地下井的安全问题在现代城市及高校校园中越来越重要，因而对地下井盖的安全监控有着非同寻常的重要意义，尤其是在温度过高的地区。燃气质量浓度的增加提高了爆炸事件的发生概率，为了避免重大事故的发生，市政工作人员要经常检查地下井的安全，排除隐患。为了减轻人们的工作量，加快迈向智能化办公的步伐，文章制作的报警器采用NAP-55A传感器及其外围元件，与市场上普通的报警器相比，具有卓越的灵敏度及良好的稳定性。

1    NAP-55A传感器介绍

NAP-55A是日本NEMOTO小型低功耗气传感器，与其他同类产品相比，这款传感器体积小、节能、灵敏度高、应答速度快，但价格略贵，下面是其主要的特点。

（1）良好的稳定性能。

（2）高灵敏度。

（3）燃气浓度的输出呈线性。

（4）放置方式的多样性。

由于燃气质量浓度不同，NAP-55A燃气传感器监测到的电压值也不同，单片机采集的输出电压也不一样。由单片机中的自带A/D模块进行模数转换，进而对地下井的可燃气体质量浓度进行实时监测。因为NAP-55A燃气传感器的输出电压较小，为了增加测量质量电压值的准确性，特此在电路中增加了放大器对信号进行放大。

2    电路原理图

电路原理如图1所示。

由图1可知，燃气传感器外围电路分为3个部分，分别为燃气测量部分、电压放大部分、电压转化部分。

2.1  燃气测量部分

图1所示的RQ_KZ与单片机的IO口连接，输出的高电平给NAP-55A传感器供电，NAP-55A传感器探测周边的燃气质量浓度进行催化燃烧，把燃气的质量浓度值转化为电压值，增加由R1、R2、滑动变阻器RP组成的电桥，进而提高测量的准确性，通过调整RP滑动变阻器的值来使电桥达到平衡，保证电压值为0。

2.2  电压放大部分

由于NAP-55A采集的电压范围是0～30 mV，不能对电压进行直接采集，所以在电路中加入AD623B低噪声放大器进行信号放大。这是一款单电源放大器，可以把输入信号加在PNP晶体管上，引脚1和8之间电阻阻值选择5.23 kΩ，AD623B的输出端与单片机ADC1连接，通过A/D模数转化得到输出的电压值。

2.3  电压转化部分

因为硬件终端的电压为3.6 V，NAP-55A传感器最合适的工作电压是2.5 V，所以通过降压芯片TPS62205DBV将3.3 V电压转化为2.5 V，为NAP-55A传感器和AD623B供电。

3    组装与调试

（1）学习原理。根据电路的工作原理，统计元件的种类、规格、数量，列出清单以便采购。

（2）元件的识别与检测。通过万用表检测各类原件的好坏与极性，如有损坏，及时更换。

（3）元件的组装。将检测完的元器件按照原理图进行布局，安插在相应的位置上，按照“从小到大、从低到高”的原则进行安装。极性元件要注意方向，不能插反，安装完后对元器件进行焊接，焊接的时候烙铁的温度不要过高，焊接时间不要过长，以免焊盘脱落和在焊接的时候把器件烧坏。

（4）电路板的调试。焊接完成之后进行外观检测，看是否有断路和短路，是否有虚焊、漏焊。然后进行不带电测量，看输入電路是否有短路现象，如果没有则进行通电，此时电源指示LED灯点亮，开始对NAP-55A传感器释放燃气，观察一段时间，报警指示灯点亮，如果不出现上面的现象，调节电位器RP，若还没有反应，需要检查电路连接是否正确。检查完毕之后再次进行通电。

[参考文献]

[1]唐静.实用模电电子技术项目教程[M].上海：上海交通大学出版社出版，2013.

[2]郑家龙，王小海，章安元.集成电子技术基础教程编[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]何小艇.电子系统设计[M].杭州：浙江大学出版社，2000.