1、智能家居控制技术及应用第5章 燃气报警系统l 燃气报警系统介绍l 燃气报警系统应用l 燃气报警系统实训2 2l 燃气报警系统介绍3 3燃气报警系统介绍u 燃气报警系统是由能够检测环境中的可燃性气体浓度的仪器和具有报警功能的设备组成的系统，系统的最基本组成部分包括：气体信号采集电路、模-数转换电路、单片机控制电路等，如图所示。4 4u 燃气报警系统简介燃气报警系统介绍u 气体信号采集电路一般由气敏传感器（燃气传感器）和模拟放大电路组成，将采集到的气体信号转化为模拟的电信号。模-数转换电路（A-D）将从燃气检测电路检测到的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。单片机对该数字信号进行处理
2、，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个预设值（也就是报警阈限），如果大于则会自动启动报警设备发出报警声音，反之则为正常状态。u 为使报警装置更加完善，可以在声音报警基础上加入光闪报警，变化的光信号可以引起用户注意，弥补嘈杂环境中声音报警的局限。在此基础上，最新型的燃气报警系统甚至能联网，通过WI-FI/GPRS/4G信号传送到用户的手机上，有短信的形式，还有APP推送的形式，让用户第一时间得知自己家中的情况。5 5u 燃气报警系统简介燃气报警系统介绍u 燃气探测器（如图）又称可燃气体探测器，它是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器，如图所示。u 燃气报警系统的核心是气体传感器，俗称电子
3、鼻。这是一个独特的电阻，当闻（探测）到燃气时，传感器电阻随燃气浓度而升高，燃气达到一定浓度之后，电阻也会达到一定的水平，单片机就会启动报警功能，发出声光报警。6 6u 燃气报警系统传感器燃气报警系统介绍u 燃气探测器分类 可燃气体探测器有催化型可燃气体探测器、半导体可燃气体探测器和自然扩散燃烧式探测器3种类型。p 催化型可燃气体探测器 催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度的，如图所示。当可燃气体进入探测器探口时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，铂丝的电阻率便发生变化。需注意的是，这种类型的探测器使用寿命较短，其中的难熔金属丝
4、需要较频繁地更换。7 7u 燃气报警系统传感器燃气报警系统介绍u 燃气探测器分类p 半导体可燃气体探测器 半导体可燃气体探测器是使用灵敏度较高的气敏半导体元件，如图所示，它在工作状态时，如遇到可燃气体，半导体电阻会下降，下降值与可燃气体浓度有对应关系。8 8u 燃气报警系统传感器燃气报警系统介绍u 燃气探测器分类p 自然扩散燃烧式探测器 自然扩散燃烧式探测器，如图所示。这种探测器通过进气口输入的可燃气体使内部产生化学反应来达到高温燃烧的效果。在这种高温燃烧的环境中，燃烧的速度取决于氧气扩散的速度，当燃烧速度加快时，温度也会提高，内部电阻值也会升高，从而换算为进气口的可燃气体的比例和量的大小。它
5、燃烧所需空气不是依靠风机或其他强制供风方式供给氧气，而是依靠自然通风或燃料本身的压力引射空气来获得助燃氧气。9 9u 燃气报警系统传感器燃气报警系统介绍u 家用燃气报警器选购注意事项p 气体类型 要根据需检测的燃气种类来购买，燃气报警器一般都不是通用型的，人工煤气场合应使用人工煤气报警器，天然气场合使用天然气报警器，液化石油气场合应使用液化石油气报警器或者用液化石油气标定的通用型可燃气体检测报警器(注意：不同地区的燃气的成分不同，应使用当地燃气成分进行标定和检测的燃气报警器)。1010u 燃气报警系统硬件选购燃气报警系统介绍u 家用燃气报警器选购注意事项p 稳定性 购买燃气报警器应选择市场上信
6、誉好、口碑好的企业的产品，在购买前最好进行一下调研。因为一方面市场上报警器产品鱼龙混杂，用户对这一产品见得虽多，但不会十分了解；另一方面，报警器是一种长期使用的产品，无燃气泄漏时看不出其质量和性能，因此对其长期稳定性要求特别高，而目前燃气报警器的产品标准在考核其长期稳定性能方面尚有不足，所以生产企业自身对产品的研究和质量控制，对于产品的性能品质来说是非常重要的。还可以从长期使用的用户处了解产品的使用情况，产品检测单位出具的燃气报警器历年检测结果也可用来参考。p 使用寿命 使用燃气报警器或可燃气体检测仪应关注报警器的长期稳定性和使用寿命。报警器是有寿命的，内部的气敏探测模块如果失效，则需要及时购
7、买，购买时应向销售商和生产企业了解具体情况。11 11u 燃气报警系统硬件选购燃气报警系统介绍1212u 燃气报警器安装注意事项p 应避免安装的位置 有水雾或滴水的地方；通道等风流速大的地方；炉灶附近易被油烟、蒸气等污染的地方；高温环境（如炉具正上方、取暖器附近）；被其它物体遮挡的地方（如橱柜内）。p 选择位置 安装在距燃气具（炉灶、燃气热水器、燃气取暖器等）或燃气源水平距离4m以内2m以外的室内墙面上；根据探测燃气类型，选择安装的上下位置：人工煤气（C）、天然气（N）：距天花板0.3m以内。液化石油气（P）：距地面0.3m以内。p 安装方法 在选定的墙面位置，对应随机安装板上的2个安装孔位作
8、好打孔标记（板上挂钩应水平向上）；打好安装孔，放入随机安装胶塞，然后用随机自攻螺钉将安装板固定在墙面上；将机体背面的3个孔位对准安装板上的固定挂钩，挂好机体；连接相关输出信号线后，接通电源。u 燃气报警系统硬件选购燃气报警系统介绍1313u 燃气报警器安装注意事项p 工作状态 正常监测状态：通电预热3分钟后，绿灯稳定发光，表示报警器工作正常处于监测状态；预热过程中，报警器可能发出“嘟嘟”声，这一现象在绿灯亮之前消失即为正常。现场报警状态：当报警器周围空气中燃气含量超过报警点时，探测器会发出“嘟嘟”间断刺耳鸣叫，同时红色指示灯闪烁，提醒用户尽快作现场处理；报警输出状态：现场声光报警持续10s后，
9、不同规格的报警器会输出不同类型的报警信号，通知报警系统或启动相应的联动装置。燃气泄漏报警器的使用大大降低了使用燃气设备的场所由于燃气泄漏发生重大事故的概率。u 燃气报警系统硬件选购燃气报警系统介绍1414u 燃气报警器安装注意事项p 家用燃气报警系统安装示意图 u 燃气报警系统硬件选购燃气报警系统介绍1515u 在人们身边用到燃气的地方都有哪里，使用时有什么注意事项？u 拓展思考l 燃气报警系统应用1616燃气报警系统应用u 燃气探测器工作原理 可燃气体探测器采用高品质气敏传感器，微处理器（高端单片机），结合精密温度传感器，能够智能补偿气敏元件的参数漂移，工作稳定，环境适应范围宽，无需调试，采
10、用吸顶或旋扣安装方式，安装简单，接线方便，广泛用于家庭、宾馆、公寓、饭店等存在可燃气体的场所进行安全监控和火灾预警。可检测天然气、液化石油气，人工煤气和气体酒精等。燃气探测器一般为直流供电。报警后可输出一对继电器无源触点信号（常开、常闭可跳线设置）,用于控制通风换气设备或为其它设备提供常开或常闭报警触点。有的还会安装无线模块，信号可以被发送到无线模块中。当环境中可燃气体浓度达到事先设定的阈值时，能发出声光报警信号,可以输出继电器无源触点信号。当周围环境可燃气体浓度降到响应阈值以下时，处于报警状态的探测器将自动恢复到正常工作状态。17 17u 燃气报警系统应用技术燃气报警系统应用u 家用燃气报警
11、器 家用燃气报警器一般安装在厨房，作为预 防煤气泄漏的一种预警手段，如图所示。燃气 报警器的核心是探测器，可以实时显示燃气浓 度。当探测器检测到燃气浓度达到事先设定好 的报警设定值时，便会输出信号给燃气报警器，燃气报警器发出声光报警并启动外部联动设备(如排风扇、电磁阀、无线模块等)。对于探测器在现场对气体泄漏的感应数值，通常以各种气体爆炸下限的25%以下为报警浓度。不同的可燃气体的爆炸下限和爆炸上限各不相同。根据相关规范，现有燃气报警系统的设计中均设定可燃气体的体积分数在爆炸下限的20%25%(或以下)和50%时发出警报。爆炸下限的20%25%时报警称作低限报警，而爆炸下限的50%时报警称作高
12、限报警。1818u 燃气报警系统应用场景燃气报警系统应用u 家用燃气报警器 家用燃气报警器有独立型、联网型、混合联网型3种工作方式。独立型报警器独立安装，外接220V或者12V、24V电压（一般都以直流电压为主），报警器独立工作。检测空气中可燃气体浓度，当达到设定的浓度时，通过报警器上的声光报警装置发出报警信号，以达到预防燃气泄漏、保证人身财产安全的目的。在联网型工作方式中，燃气管道上的电磁阀可与燃气泄漏报警系统连锁或与消防及其他智能报警控制终端模块（如手机端APP）等连锁，实现现场或远程的连动控制。联网型家用燃气报警器的主要功能是：一旦发现燃气泄漏，当超过燃气报警浓度时，系统便自动紧急关闭电
13、磁阀，切断该用户的燃气供应，并发出声光报警信号，连动控制排风扇。1919u 燃气报警系统应用场景燃气报警系统应用u 家用燃气报警器联网型家用燃气报警器工作原理见下图。在混合联网型工作方式中，报警器在报警的同时自动切断电磁阀，并通过小区安防监控系统或者其他消防报警系统将信号送到小区的监控主机，可以通过小区短信平台将用户家里燃气泄漏报警信息发送到用户的手机上。也有的产品配备控制主机，可向用户拨打电话提醒。2020u 燃气报警系统应用场景燃气报警系统应用u 家用燃气报警器 家用燃气报警器适用于煤气、天然气、石油液化气等可燃气体存在的场所，城市安防、小区、工厂、公司、学校、家庭、别墅、仓库、资源、石油
14、、化工、燃气配送等众多领域。可单独使用，报警后可输出一对继电器无源触点信号。常开、常闭可自行跳线设置，对由于气体泄漏发生的燃烧、爆炸、中毒等事故可以进行安全检测及报警。报警器具有灵敏度高、稳定性高、种类全、体积小等特点。2121u 燃气报警系统应用场景燃气报警系统应用u 欧瑞博智能燃气报警器 欧瑞博推出了一款智能燃气报警器Kepler，设备能够通过Wi-Fi技术连接安全家居云平台，并支持手势控制，实现智能分级报警，还能实时对燃气、一氧化碳进行监测和分析。如图所示为欧瑞博智能燃气报警器Kepler如图所示。该设备通过对云端数据分析并预测危险发生的可能，可有效防止误报。当然，用户可通过智能手机下载
15、应用，远程实时监测自己家的环境，基于网络实现远程报警。2222u 燃气报警系统应用场景燃气报警系统应用2323u 拓展思考u 想一想，在燃气运输车中，燃气报警系统是如何安装规划的。u 尝试规划自己家里厨房的燃气报警系统，并绘制设计规划图。l 燃气报警系统实训2424燃气报警系统实训u 本实验模块由燃气传感器模块和求助按钮模块组成，如下图。2525u 燃气报警系统模块介绍求助按钮模块 燃气传感器模块燃气报警系统实训u 步骤1：烧写代码。因为求助按钮与蜂鸣器在一个模块上，所以在烧写代码时，每 烧写一次，蜂鸣器就会报警一次，按下求助按钮就会停止报警。u 步骤2：打开配置工具 ，即上位机软件；u 步骤
16、3：将USB串口线与求助按钮连接，打开求助按钮，查找、选择并打开可用端口。2626u 燃气报警系统实训步骤燃气报警系统实训2727u 燃气报警系统实训步骤u 步骤4：单击“读地址”按钮，可读取求助按钮的地址，如图所示，记下此时数据。燃气报警系统实训u 步骤5：单击“关闭选中端口”按钮，将USB串口线与燃气传感器连接，打开燃气传感器（开关置于“ON”），单击“打开选中端口”按钮。u 步骤6：单击“读地址”按钮，可读取燃气传感器的地址，如图所示。2828u 燃气报警系统实训步骤 与读取的求助按钮的地址相比较，如果不相同，在“配置网络地址”选项组中重新配置燃气传感器的地址，保证网络地址相同。燃气报警
17、系统实训u 步骤7：改变燃气传感器周围的燃气浓度，观察实验现象。p 实验现象：当燃气浓度大于燃气传感器阈值时，燃气传感器将检测到的信号传递给蜂鸣器，蜂鸣器发出“滴”的报警声，D5红灯亮，如图所示。按下求助按钮，报警声消失，红灯仍亮。2929u 燃气报警系统实训步骤燃气报警系统实训3030u 拓展思考u 改变求助按钮或燃气传感器的地址，当网络地址不一致时，观察对实验效果的影响，解释出现这种现象的原因。u 保持燃气传感器的阈值不变，改变燃气的种类，观察实验现象，试比较燃气传感器对不同燃气的灵敏度。u 改变燃气传感器的阈值，保持燃气的种类不变，观察实验现象，试比较燃气传感器对同种燃气的灵敏度。u 在厨房燃气报警系统中，设置燃气传感器的阈值时，应考虑哪些因素？
