文档介绍：船舶消防传感器的应用初探
摘要:介绍一种新型一氧化碳传感器TGS2440和DALLAS&~司的数字温度传感器DSl820B相结合的复合型火灾探测器的设计及其性能特点,并对其基本电路以及它在船舶火灾探测方面的应用做了具体叙述。
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关键词:传感器;一氧化碳;温度;探测;超低功耗;误报
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2016)03-0058-02
船舶消防是船舶营运安全的重要组成部分。最近几年伴随着航海事业的蓬勃发展,船舶智能型火灾自动报警系统广泛地应用于各类船舶。但由于多种原因,经常会有误报火警的事情发生,给船员的生产和生活带来一些不必要的精神上的压力和麻烦。如何降低火警误报率是业界人士一直努力解决的一个难题,目前大部分火灾探测器对火灾的判定主要看烟雾产生和温度变化,对烟雾的判断主要靠物理方式进行,即烟雾粒子在探测器内部对光的散射或对离子的阻挡、吸附等使感烟探测器报警,而与烟雾非常相似的灰尘、水雾也同样会使探测器报警,这就产生了误报。
本系统采用了费加罗公司生产的一种新型一氧化碳传感器TGS2440和DALAS公司的DS1820B数字温度传感器并与单片机相结合而设计的一种新型复合型传感器,把它引入火灾探测器,通过TGS2440对烟雾所特有化学成分一氧化碳的分析,将灰尘、水雾干扰信号产生的误报现象彻底滤除,同时通过DS1820B对温度进行实时监测。
1TGS2440性能特点以及基本的测量电路
气敏化学传感器主要采用氧化物半导体材料添加催化剂的方式制成,对气体响应时需要在一定的温度下进行,而对不同种类的气体所需温度不同,如对一氧化碳气体响应需要在150―200~C范围内,所以传感器需要有加热电路,这往往会带来较大的功耗。火灾探测器在使用时,要求必须有很低的功耗。因此TGS2440传感器采用5V电压供电,加热丝电流为203mA,功耗最大为14mW,。
TGS 2440传感器对一氧化碳气体的测量范围是30-1000ppm,正常环境中,一氧化碳含量小于10ppm,在厨房等位置一氧化碳含量小于20ppm,烟雾中一氧化碳的含量都在50ppm以上。若一氧化碳浓度在100ppm以内时,传感器变化幅度会超过满幅度的一半以上,所以非常适合于火灾探测。
一种好的气体传感器应该对敏感气体有很高的灵敏度,而对其它的气体响应度低。一氧化碳、氢气和酒精气体都属于还原性气体,氢气和酒精气体也是影响一氧化碳探测的主要气体,TGS2440对这两种气体响应度很低,抗干扰性好。
TGS2440传感器测量电路如图1所示。传感器的加热丝供电Vh=±,加热周期为1s,其中5V脉冲持续14ms,0 v脉冲持续986ms;采样电路脉冲为5V,超前加热脉冲5ms,0V脉冲995ms,整个周期也是1s。详见时序图(图2)。传感器应该对一氧化碳有较好的一致性,-,-。在正常