可燃气体检定用配套设备通风罩设计

王文达

哈尔滨市计量检定测试院 黑龙江哈尔滨 150000

从总体上来看，气体浓度传感器的应用，能够实现环境以及通风罩中可燃气体浓度的检测，并且如果可燃气体浓度，大于标准值，那么该装置将自动通风报警。通风罩系统的基本组成是比较复杂的，其中主要包括显示部分、报警装置、A/D 转换、可燃气体传感器、通风装置，以及单片机等等，因此在实际设计期间，我们对于设计人员的专业素质，也具有较高要求，这样才能保障通风罩设计的合理性，使可燃气体检定工作得以顺利完成。

1 通风罩基本设计理念分析

通风罩设备的控制部件为AT89C52，通过传感器TGS-813对可燃气体浓度进行检测，如果可燃气体浓度发生变化，遇传感器电导率发生变化，那么输出电压也将随之变化，电压信号通过低功耗，双运算放大器LM358 放大，之后向A/D 转换期间内输送，并且将模拟量转化为数字信息，向单片机内进行输送以及进一步的数据处理。而单片机则可以采取一定的算法，通过电压值对相应的其他浓度值进行计算，并且将其传输到LCD 显示当中。如果可燃气体浓度，比通风报警上限值高，那么报警装置以及通风装置将启动，直到通风后，可燃气体浓度，较设定通风报警下限值低时，通风装置以及报警装置会自动关闭。

2 通风罩系统的硬件功能分析

2.1 单片机的具体功能分析

本文我们设计期间，采用的核心控制芯片为AT89C52，它具有高性能、低电压的特点，它所控制的项目是比较多的，主要包括A/D 转换模块、通风模块、LCD 显示、声光报警模块以及键盘扫描等等。在实际设计期间，我们可以通过单片机C 语言编程，促使该系统预期效果的呈现。除此之外，为了使单片机的正常运行得到保障，我们首先应保障单片机，与最小系统条件相符合，包括复位电路模块以及晶振模块等[1]。

2.2 气体检测及前置放大模块的具体功能分析

在实际设计期间，气体检测传感器，采用的是GS 系列传感器，这类传感器在丙烷、丁烷以及甲烷等可燃气体检测期间，是比较常用的，并且具有响应时间短、电压范围宽，以及工作性能稳定的特点，该传感器最大功耗仅15mV，在对比之后，我们将TGS-813 半导体气体浓度传感器，应用在设计当中，如果可燃气体为检测对象，那么在空气中该气体浓度增加的期间，传感器的电导率也会随之增加，电路的使用，将电导率的变化，转化为与该气体浓度相应的输出信号[2]。除此之外，我们还知道，在一般情况下，传感器输出信号是比较微弱的，需要利用前置电路对其进行滤波、放大、电瓶调整等一系列措施，使其与单片机对输出信号的要求相符合。而我们设计过程中，采用的是低功耗双运算放大器芯片，一旦气体浓度发生变化，那么传感器的气敏电阻，也会随之发生变化，在实际采样期间，我们需要将相应的模拟电压信号，通过模数转换器进行放大处理后，将其向A/D 转换电路当中输送。

2.3 A/D 转换系统的功能分析

在实际设计期间，我们对TLC548 这一A/D 转换器芯片进行应用，在通过放大电路后，气敏传感器所测的的电压信号，将进行A/D 转换，从而将模拟信号，向数字信号输入单片机转化。在通过放大处理后，模拟信号将向A/D 芯片的AIN 端输送，之后利用P2.6 作为A/D 芯片的片选端，A/D 芯片的数据输出端为P2.5，而A/D 芯片的时钟端为P2.7。通过A/D 串行输出设计，我们能够对模数转换的精度进行提高，并且具有较强的抗干扰性，并且使大量元件，以及印刷电路板的空间得以节省，这对于可燃气体检定工作具有重要意义。

2.4 通风模板功能分析

通风模块，需要通过单片机，对直流电动机的运转与停止进行控制。在通风设备实际工作期间，控制发光二级管闪烁的，为AT89C52 的引脚P2.3，而换气扇能够不断向室内空间输送新鲜空气，并且能够有效排出室内的污浊空气，在通风设备停止工作期间，发光的二极管也会暂停闪烁，这样的设计，可以使相关工作人员，对通风设备工作情况更加方便的观察[3]。

2.5 LCD 显示模块的功能分析

我们在对LCD 显示模块进行设计期间，采用了液晶芯片，并且通过分割驱动形式，将其与单片机相连接。之后采用液晶的引脚，将其与电源相连，从而为液晶显示偏压信号提供接口，在完成上述设计后，需要利用滑动变阻器接地，对液晶显示亮度进行调节，而引脚数据以及命令选择端接单片机控制液晶的写入，将引脚液晶数据的端口，通过上拉连接电阻结片机口。除此之外，我们还将采用桥式整流电路，将交流进行转换，使其变化为直流，从而使所设计系统的整体运行得到保障。

3 结语

综上所述，可燃气体检定配套设备，通风罩的合理设计，能够使可燃气体报警器，在检定期间，得到一定的保护，以防爆炸或者火灾现象出现，但是这一设计过程是比较繁琐的，在实际工作期间，我们需要注意较多思想，对其进行一系列的技术改造，才能够完全与实现。在实际设计期间，我们应对模拟电子线路的设计问题进行综合考虑，但是这样的设计形式，与单片机控制电路相比，是不占有优势的，如果设计不合理，那么整体系统的正常运行，也将受到影响。因此，本文我们对可燃气体检定的配套设备通风罩设计，进行了具体的分析，希望能够为专业人员的研究，提供一些参考。