1.本实用新型涉及一种气体报警器设计的技术，尤其一种多用途型气体报警器，这种气体报警器具有多用型，各种可燃气体和有毒气体都可以探测，可以广泛应用于工、农业各行各业或家庭使用。
背景技术：2.气体报警器按照使用环境不同可分为工业用气体报警器和家用燃气报警器；按自身形态可分为固定式气体报警器和便携式气体检测仪；按检测气体可分为可燃气体报警器和有毒气体报警器。
3.气体报警器使用不同传感器检测不同的气体，探测器将传感器检测到的气体浓度转换成电信号，通过线缆传输到控制器，气体浓度越高，电信号越强，当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时，报警器发出报警信号，并可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患。有毒气体和可燃气体所使用的气体传感器不一样，其核心技术电路板也不一样。
4.设计一种多用型气体报警器，此报警器既可用于探测可燃气体和蒸汽，也可用于探测有毒气体，在气体达到一定的浓度时，报警器发出调频报警声，该报警器也可以探测烟雾，因此也可用于火灾报警。
技术实现要素：5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低廉、使用可靠的气体报警器设计的技术。
6.为实现上述目的，本实用新型提供一种多用途型气体报警器，其包括12v电源电压形成电路、传感器与补偿器工作电流形成电路、传感器电路、补偿器电路、参考电压形成电路、滞回比较器电路、电子开关电路、低频振荡器电路、压控振荡器电路、压电蜂鸣器电路，ac/dc模块输出的15v直流电压通过三端稳压模块ic1构成所述12v电源电压形成电路，电阻r1、电阻r2、电阻r3、晶体管tr1构成所述传感器与补偿器工作电流形成电路，12v电源电压依次通过电阻r1、电阻r2、电阻r3连接工作地，电阻r2、电阻r3的连接点连接晶体管tr1的基极，12v电源电压依次通过晶体管tr1的c-e极、所述传感器电路x2、所述补偿器电路x1连接工作地，传感器x2与补偿器x1的连接点连接运放ic2的2脚，晶体管tr1的发射极依次通过电阻r4、电位器vr1的电阻体、电阻r5连接工作地构成所述参考电压形成电路，电位器vr1的滑动端连接运放ic2的3脚，运放ic2的输出端6脚通过电阻r6连接运放ic2的输入端3脚构成所述滞回比较器电路，集成电路ic4与电阻r05、电阻r06、电容c6构成所述低频振荡器电路，集成电路ic3与电阻r7、电容c5构成所述压控振荡器电路，运放ic2的输出端6脚连接所述电子开关电路晶体管tr2的基极，晶体管tr2的集电极连接12v电源电压，晶体管tr2的发射极依次通过电阻r05、电阻r06、电容c6连接工作地，晶体管tr2的发射极同时连接集成电路ic4的4、8脚，晶体管tr2的发射极同时连接集成电路ic3的16脚，集成电路ic4的6脚连接集成电路
ic3的9脚，集成电路ic3的4脚通过所述压电蜂鸣器电路ls1连接工作地。
7.所述低频振荡器电路，集成电路ic4的7脚通过电阻r06连接集成电路ic4的6脚，集成电路ic4的6脚与2脚短接，集成电路ic4的1脚连接工作地。
8.所述压控振荡器电路，集成电路ic3的11脚通过电阻r7连接工作地，集成电路ic3的16脚通过正向电解电容c4连接工作地，集成电路ic3的5脚、8脚皆连接工作地，集成电路ic3的6脚通过电容c5连接集成电路ic3的7脚。
附图说明
9.附图1、附图2、附图3用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，附图1 是气体传感器结构图；附图2是系统报警器方框图；附图3是多用途气体报警器电气原理图。
具体实施方式
10.火灾报警有多种方法，用普通光学探测烟雾的方法就是其中的一种，这种方法应用非常广泛，我们日常所见的火灾报警器几乎都是这种思路，但依靠光学探测烟雾有很大弊端，因为如果已有烟雾说明火灾已经形成，已经开始造成对公共财产的破坏。
11.对于可燃气体，最好能在气体在空气中达到危险浓度之前报警，因有毒气体不一定会燃烧，若该气体对光又是透明的，则用光学方法无法探测，所以不同的气体需要使用不同的专用的气体传感器来探测，而种类繁多的传感器需要较为复杂的专业制造技术来设计和制造。
12.本设计使用一种特殊的气体传感器，这种传感器是一种镀有特定金属氧化膜层的特殊元件，这种镀层在正常含氧量的空气中时，因与氧气氧化作用而有很高的电阻，但有其它任何气体、蒸汽、烟雾存在空气中且达到一定的浓度时，氧气的浓度就要降低，膜层的电阻值就要降低。
13.这种特殊的传感器的制造不太复杂，一般由线径15um或20um或30um的高纯度铂线圈并在其外包裹载体催化剂形式球体，在一定的温度条件下，当可燃性气体与上述球体接触时会与其表面的吸附氧发生剧烈的无焰燃烧反应，反应释放的热量导致铂线圈温度变化，温度变化又导致铂线圈电阻发生变化，测量电阻变化就可以测到气体浓度。
14.因此与其说催化元件是气体传感器不如说他是个温度传感器，为克服环境温度变化带来的干扰，催化元件会成对构成一支完整的元件，这一对中一个对气体有反应，另一个对气体无反应，而只对环境温度有反应，这样两支元件相互对冲就可以消除环境温度变化带来的干扰。如图1所示。
15.报警器的系统方框图如图2。
16.传感器与补偿元件构成电桥的一臂，另一臂由可调参考电压构成。补偿元件的性能与传感器类似，也是用相同的铂线圈构成的，但镀膜不一样，因此对气体的浓度变化没有响应。当环境温度与湿度有变化时，补偿元件的电阻与传感器电阻有相同的微小变化，从而可以消除环境湿度与温度变化对报警器正常报警产生的影响。电桥的使用有助于消除电源电压波动对报警器的影响。
17.该报警器详细电气原理图如图3所示，从图3或图2都可以看出，本设计共由12v电
源电压形成电路、传感器与补偿器工作电流形成电路、传感器电路、补偿器电路、参考电压形成电路、电压比较器电路、电子开关电路、压控振荡器电路、低频振荡器电路以及压电蜂鸣器电路共10个模块电路组成。
18.220v交流电压通过ac/dc模块、三端稳压电路ic1（ua7812）输出总电流大约400ma的12v稳压电源，为后级的其它模块电路供电。这400ma电流大部分消耗在传感器与补偿元件上，其它模块电路仅消耗几个ma的电流。
19.传感器电路x1与补偿器电路x2的工作电流由达林顿管tr1发射极提供，总所周知，达林顿管tr1电流增益很高，因此其基极电流可以很小。 x1与x2仅需2.2v的工作电压，x1与x2经过分压形成比较器的反相端工作信号。
20.正常空气条件下，传感器x1与补偿元件x2的分压电压要高于参考电压。当空气中别的气体的浓度增加导致氧气浓度降低时，传感器x1电阻降低，降低到一定值时，分压电压低于参考电压，比较器输出高电位，接通报警器电源，按照图3所示元件参数，报警器音调为1hz的调频音调，调制波形为三角波。
21.达灵顿管tr1提供的发射极电流由电阻r4、电位器vr1、电阻r5串联降压形成电压比较器同相端输入参考电压，电位器vr1调节比较器参考电压到刚好低于传感器x1在正常条件下与补偿器x2的分压值。
22.电压比较器由运算放大器ic2（ca3140）构成，运放ca3140具有很高的增益，如果不采取措施，即使比较器反相端信号（即气体报警器传感器输出信号）变化很小也会使比较器输出翻转，这样就会使报警器过于灵敏，常常出现误报警，而且产生大量的开关噪声。为了避免出现这种情况，在电压比较器ic2的同相输入端与比较器输出端之间添加一个滞回电阻r6，形成一个滞回比较器电路，从而避免了比较器输出频繁的转换并使开关噪声得以减小，同时解决了比较器电路接近触发电平时的不稳定，这是该电路设计的巧妙之处。
23.电子开关电路由晶体管tr2构成，这是一个开关三极管，其工作于饱和导通与截止两种状态，由它将比较器输出的逻辑状态（高电平或低电平），转化为后级压控振荡器和低频振荡器振荡与否的控制信号。比较器输出高电平，晶体管tr2饱和导通，12v直流电源通过tr2为后级（压控振荡器和低频振荡器）供电，报警器开始报警；比较器输出低电平，晶体管tr2截止，12v直流电源停止为后级供电，报警撤除。
24.ic3（cd4046）是一个压控振荡器，内部有一个锁相回路，电阻r7和电容c5决定其振荡频率。
25.ls1是一只压电蜂鸣器，此电路不宜使用喇叭，即使是高输入阻抗的喇叭也不宜使用。
26.ic4是一个1hz的低频振荡器，由tlc555以及外围元件构成一个多谐振荡器，振荡周期可由下式求得：
27.t=0.7r
06
*（r
05
+2r
06
）* c628.其中电阻单位为欧姆，电容单位为法拉。
29.本设计不是从ic4的3脚取得方波振荡信号，而从电容c6（ic4的2脚或6脚）两端取得信号，电容c6两端的输出波形近似为三角波，用于控制ic3的9脚，使压控振荡器ic3得4脚输出的频率得到调制。
30.调试与制作：由于传感器x1与补偿器x2正常工作时都需要将铂线圈加热到300℃，
这需要较大电流，这个电流达林顿晶体管tr1提供，tr1本身需消耗3.8w的功率；ic1是一个三端稳压电路，属于串联型直流稳压电压，其本身功耗1.5w，因此tr1和ic1都需要加装散热器，形状为“u”字形，可使用铝板制作。
31.调试时将电位器vr1调在适中位置，打开电源开关，然后慢慢调节电位器使电路触发（即开始报警），最后调节vr1使电路处于要被触发而又未触发的状态。在这种状态下电路就可以正式使用。
32.有条件时可将该电路放入具有一定浓度的可燃气体中进行测试。但是千万要注意，传感器x1与补偿器x2温度高达300℃，千万不能将气体点燃。调试好的电路非常灵敏，能探测出酒精和松节油的气味，因为传感器实际上是探测空气中的含氧量，因此各种可燃气体和有毒气体都可以探测，使用甚是广泛。
33.本气体报警器由于使用一种特殊的传感器，该传感器通过探测空气中的含氧量变化，其膜层的电阻值就要变化，故这种气体报警器具有多用型，各种可燃气体和有毒气体都可以探测，可以广泛应用于工、农业各行各业或家庭使用。该报警器唯一注意的地方就是传感器与补偿器温度高达300℃，注意不要产生明火，否则可能将气体点燃。
