专利名称：气体传感器和气体报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制技术，尤其涉及一种低成本、生产效率高和便于维 护的气体传感器和气体报警器。
背景技术：
气体传感器是一种用于检测某种特殊气体在空气中的浓度的装置，其在
很多领域具有广泛的应用。例如智能家居燃气报警器，当家庭中使用的燃 气发生泄露时，智能家居燃气报警器中的燃气传感器可以检测到空气中的燃 气的浓度超标，智能家居燃气报警器就可以启动其他报警装置进行报警，从 而避免人员伤亡和财产损失。
现有^l支术中的气体传感器的元器件分散在一块大的板子上，对于一些没 有研发能力的企业和个人而言，开发气体传感器的周期较长，导致生产成本 较高，生产效率较低。另外，由于元器件比较*，导致使用不方便，尤其 是出现故障时，不便于维护和更换。

实用新型内容
本实用新型提供一种气体传感器和气体报警器，用以实现降低气体传感 器的生产成本，提高生产效率，发生故障时便于维护和更换。
本实用新型提供了一种气体传感器，包括 一基板；设置在所述基板上的、用于将气体浓度信号转化为电信号的气敏元件；
设置在所述基板内部的、用于将所述电信号转化为分别控制数个外部设 备的数个控制信号的微控制器，其输入端与所述气敏元件的输出端连接；
设置在所述基板上的、用于分别输出所述控制信号的数个管脚，其一端 与所述微控制器的输出端对应连接；
设置在所述基板上的、用于将输入电压转换为预设电压的稳压装置，其输 出端与所述气敏元件和所述微控制器连接；
设置在所述141上的、用于输入所述输入电压的管脚，其一端与所述稳 压装置的输入端连接；
设置在所述基板上的、用于输出所述预设电压的管脚，其一端与所述稳 压装置的输出端连接；
设置在所述基板上的、用于接入电源地的管脚，其一端与所述微控制器 的输入端连接；
设置在所述基板上的、用于触发所述微控制器进行基本功能检测的管脚， 其一端与所述孩i控制器的输入端连接。
本使用新型提供了一种气体报警器，包括根据气体可更换的气体传感器， 以及与所述气体传感器连接的数个外部设备；所述气体传感器包括 一基板；
设置在所述基板上的、用于将气体浓度信号转化为电信号的气敏元件； 设置在所述基板内部的、用于将所述电信号转化为分别控制数个外部设
备的数个控制信号的微控制器，其输入端与所述气敏元件的输出端连接； 设置在所述基板上的、用于分别输出所述控制信号的数个管脚，其一端
与所述微控制器的输出端对应连接，另一端与需要供给所述控制信号的数个
外部设备对应连接设置在所述基板上的、用于将输入电压转换为预设电压的稳压装置，其输
出端与所述气敏元件和所述微控制器连接；
设置在所述基板上的、用于输入所述输入电压的管脚，其一端与所述稳 压装置的输入端连接，另 一端与提供所述输入电压的外部设备连接；
设置在所述基板上的、用于输出所述预设电压的管脚，其一端与所述稳 压装置的输出端连接，另一端与需要供给所述预设电压的外部设备连接；
设置在所述基板上的、用于接入电源地的管脚，其一端与所述微控制器 的输入端连接，另一端与提供电源地的外部设备连接；
设置在所述基板上的、用于触发所述微控制器进行基本功能检测的管脚，
其一端与所述微控制器的输入端连接，另一端与提供触发所述微控制器进行 基本功能检测的触发信号的外部设备连接。
本实用新型通过将气敏元件、稳压装置和各种管脚设置在基板上，通过 设置在基板内部的微控制器统一控制，将各种元器件集成在一个基板上，降 低了气体传感器的生产成本，提高了生产效率，而且在发生故障时，便于维 护和更换。


图1为本实用新型气体传感器第一实施例的结构示意图； 图2为本实用新型气体传感器第二实施例的结构示意图； 图3为本实用新型气体报警器第一实施例的结构示意图； 图4为本实用新型气体报警器第二实施例的结构示意图； 图5为本实用新型气体报警器第二实施例中一具体电路图。
具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 如图1所示，为本实用新型气体传感器第一实施例的结构示意图，具体
可以包括一基板11。基板11具体可以为双面印刷电路板(Print Circuit Board,简称PCB )。设置在基板11上的气敏元件12，用于将气体浓度信号 转化为电信号。设置在基板ll内部的微控制器13，用于将电信号转化为分 别控制数个外部设备的数个控制信号，其输入端与气敏元件12的输出端连 接。整个气体传感器采用微控制器13统一控制，微控制器13体积小，功能 强大，操作简单，便于维护。设置在基板11上的数个管脚16,用于分别输 出控制信号，其一端与微控制器13的输出端对应连接。设置在基板ll上的 稳压装置14，用于将输入电压转换为预设电压，其输出端与气敏元件12和微 控制器13连接，以便于为气敏元件12和微控制器13供电。该输入电压一般 采用直流9V电压，预设电压一般采用直流5V电压。设置在基板11上的管脚 15,用于输入该输入电压，其一端与稳压装置14的输入端连接。设置在基板 11上的管脚17,用于输出预设电压，其一端与稳压装置14的输出端连接。 设置在基板11上的管脚18,用于接入电源地，其一端与微控制器13的输入 端连接。设置在基板11上的管脚19，用于触发微控制器13进行基本功能检 测，其一端与微控制器13的输入端连接。
需要说明的是， 一种气体对应一种气体传感器，当气体不同时，可以采 用不同的气体传感器。
本实施例的工作原理如下气敏元件12上电后，若遇到某种气体，表面 会发生化学反应，导致材质和表面组织发生变化，随着气体浓度的不同，变 化程度不同，气敏元件12内部的电路会将这种变化转化为电信号，从而实现将气体浓度信号转化为电信号。设置在基板ll内部的微控制器13将气敏元 件12输入的电信号经过模数转换口转化为数字信号，再经过软件去抖动和平 滑滤波，得到适合处理的数字信号，然后对数字信号进行处理，得到数个控 制信号，分别经数个管脚16输出。另外，稳压装置14将管脚15输入的输入 电压转换为预设电压，再分别提供给气敏元件12和微控制器13。该预设电 压也可以经管脚17输出，以供其他外部设备使用。管脚18为孩￡控制器13 接入电源地。管脚19可以输入触发信号，以触发微控制器13进行基本功能 检测。
本实施例通过将气敏元件12、稳压装置14和各个管脚设置在基板11上， 通过设置在基板ll内部的纟敖控制器13统一控制，将各种元器件集成在一个 基板ll上，降低了气体传感器的生产成本，提高了生产效率，而且在发生故 障时，便于维护和更换。
如图2所示，为本实用新型气体传感器第二实施例的结构示意图，在图 1所示技术方案的基础上，数个控制信号具体可以包括用于控制报警灯的报 警灯控制信号、用于控制故障灯的故障灯控制信号、用于控制电源灯的电源 灯控制信号、用于控制继电器的继电器控制信号、用于控制蜂鸣器的蜂鸣器 控制信号、用于控制电磁阀的电磁阀控制信号。相应的，管脚16具体可以包 括如下几个管脚管脚161，用于输出报警灯控制信号，报警灯控制信号可 以控制报警灯按照一定的频率和亮度闪烁以进行报警；管脚162，用于输出 故障灯控制信号，故障灯控制信号可以控制故障灯按照一定的频率和亮度闪 烁进行故障提示， 一般情况下，故障灯闪烁的频率低于报警灯；管脚163， 输出电源灯控制信号，当管脚17输出预设电压时，电源灯点亮；管脚164, 用于输出继电器控制信号，继电器控制信号可以控制继电器将排风扇打开；管脚165，用于输出电磁阀控制信号，电磁阀控制信号可以控制电磁阀关闭 以阻止气体进一步地泄露；管脚166、用于输出蜂鸣器控制信号，蜂鸣器控 制信号可以控制蜂鸣器按照一定的频率进行鸣笛， 一般情况下，发生故障时 蜂鸣器鸣笛的频率低于报警时蜂鸣器鸣笛的频率。
另外，由于气敏元件12在刚启动时，会处于不稳定状态，因此需要进行 预热使其进入稳定状态，本实施例还可以包括设置在基板11上的管脚167，其 一端与微控制器13的输入端连接，用于触发微控制器13停止预热，然后微控 制器13进入正常工作状态。本实施例还可以包括，没置在基板ll上的、用于输 出预热灯控制信号的管脚168，其一端与微控制器13的输出端连接，预热灯在 预热期间点亮。
另外，本实施例还可以包括设置在基板11上的程序下载口17，用于传输 微控制器13的程序，与微控制器13的输入端连接。这样，微控制器13的程序 可以编辑，以适用于不同的条件。
本实施例将气敏元件12、稳压装置14和各种管脚设置在基板11上，通
过设置在基板11内部的孩史控制器13统一控制，通过将各种元器件集成在一 个基板ll上，降低了气体传感器的生产成本，提高了生产效率，而且在发生 故障时，便于维护和更换。
如图3所示，为本实用新型气体报警器第一实施例的结构示意图，具体可
31具有预设尺寸，并且根据气体可更换，当气体不同时，只需要更换气体传 感器31即可，外部设备不变。
气体传感器31具体可以包括一基板l 1 。基板l 1具体可以为双面印刷电路 板(Print Circuit Board,筒称PCB )。设置在基板11上的气敏元件12，用
10于将气体浓度信号转化为电信号。设置在基板ll内部的孩t控制器13,用于将 电信号转化为分别控制数个外部设备的数个控制信号，其输入端与气敏元件 12的输出端连接。整个气体传感器采用微控制器13统一控制，微控制器13体 积小，功能强大，操作筒单，便于维护。设置在基板11上的数个管脚16，用 于分别输出控制信号，其一端与樣i控制器13的输出端对应连接，另一端与需 要供给控制信号的数个外部设备32对应连接。设置在基板11上的稳压装置14， 用于将输入电压转换为预设电压，其输出端分别与气敏元件l2和微控制器13 连接，以便于为气敏元件12和微控制器13供电。该输入电压一般采用直流9V 电压，预设电压一般采用直流5V电压。设置在基板11上的管脚15，用于输入 该输入电压，其一端与稳压装置14的输入端连接，另一端与提供输入电压的 外部设备33连接。设置在基板11上的管脚17,用于输出预设电压，其一端与 稳压装置14的输出端连接，另一端与需要供给预设电压的外部设备34连接。 设置在基板11上的管脚18,用于接入电源地，其一端与微控制器13的输入端 连接，另一端与提供电源地的外部设备35连接。设置在基板11上的管脚19, 用于触发微控制器l 3进行基本功能检测，其一端与微控制器l 3的输入端连接， 另 一端与提供触发微控制器13进行基本功能检测的触发信号的外部设备36连 接。
本实施例的工作原理如下气敏元件12上电后，若遇到某种气体，表面 会发生化学反应，导致材质和表面组织发生变化，随着气体浓度的不同，变 化程度不同，气敏元件12内部的电路会将这种变化转化为电信号，从而实现 将气体浓度信号转化为电信号。设置在基板l 1内部的微控制器13将气敏元件 12输入的电信号经过模数转换口转化为数字信号，再经过软件去抖动和平滑 滤波，得到适合处理的数字信号，然后对数字信号进行处理，得到数个控制 信号，分别经数个管脚16输出给相应的外部设备32。另外，稳压装置14将提供输入电压的外部设备33通过管脚15输入的输入电压转换为预设电压，再分
别提供给气敏元件12和微控制器l3。该预设电压也可以经管脚17输出给需要
供给预设电压的外部设备34。提供电源地的外部设备35通过管脚18为微控制
器13提供电源地。提供触发微控制器13进行基本功能检测的触发信号的外部
设备36通过管脚19输入触发信号，以触发微控制器l 3进行基本功能检测。
本实施例将气敏元件12、稳压装置14和各种管脚设置在基板11上，各种
外部设备与微控制器13连接，由微控制器13统一控制，通过将各种元器件集
成在一个基板ll上，降低了气体传感器的生产成本，提高了生产效率，而且
在发生故障时，便于维护和更换。
如图4所示，为本实用新型气体报警器第二实施例的结构示意图，在图
3所示技术方案的基础上，管脚16具体可以包括如下几个管脚管脚161,
用于输出报警灯控制信号，报警灯控制信号可以控制报警灯37按照一定的频
率和亮度闪烁以进行"R警；管脚162,用于输出故障灯控制信号，故障灯控
制信号可以控制故障灯38按照一定的频率和亮度闪烁进行故障提示，一般情
况下，故障灯38闪烁的频率低于报警灯37;管脚163,输出电源灯控制信号，
当管脚17输出预设电压时，电源灯39点亮；管脚164,用于输出继电器控
制信号，继电器控制信号可以控制继电器310将排风扇打开；管脚165,用
于输出电磁阀控制信号，电磁阀控制信号可以控制电磁阀311关闭以阻止气
体进一步地泄露；管脚166,用于输出蜂鸣器控制信号，蜂鸣器控制信号可
以控制蜂鸣器312按照一定的频率进行鸣笛， 一般情况下，发生故障时蜂鸣
器312鸣笛的频率低于报警时蜂鸣器312鸣笛的频率。
另外，由于气敏元件12在刚启动时，会处于不稳定状态，因此需要进行 预热使其进入稳定状态，本实施例还可以包括设置在基板11上的管脚167，其一端与微控制器13的输入端连接，另 一端与提供触发微控制器13停止预热的 触发信号的外部设备313用于触发微控制器13停止预热，然后微控制器13进入 正常工作状态。本实施例还可以包括、没置在基板11上的、用于输出预热灯控 制信号的管脚168,其一端与樣i控制器13的输出端连接，预热灯314在预热期 间点亮。
另外，本实施例还可以包括设置在基板11上的程序下载口17，用于传输 微控制器13的程序，与微控制器13的输入端连接。这样，微控制器13的程序 可以编辑，以适用于不同的条件。
如图5所示，为本实用新型气体报警器第二实施例中一具体电路图，本电 路图重点介绍气体传感器50与外部设备的连接，因此，画出了气体传感器50 上的16个管脚管脚51-516,气体传感器50的详细结构可以参见图2或图4, 在此不再赘述。其中，管脚51输出直流+5V电压，管脚52输出报警灯控制信号 给发光二极管LEDl,在报警时，该报警灯控制信号为高电平，使得LED1发光。 管脚53输出故障灯控制信号给LED2，在发生故障时，该故障灯控制信号为低 电平，使得LED2发光。管脚54输出预热灯控制信号给LED3，微控制器预热期 间，该预热灯控制信号为低电平，使得LED3发光。管脚55接入直流电源地GND。 管脚56悬空。管脚57连接一按键SW1，在预热期间按下此键，可以取消预热。 管脚58悬空。管脚59和管脚510输出震荡信号给三端压电蜂鸣器FMQ，使得三 端压电蜂鸣器FMQ在故障和报警时鸣笛。管脚51 l输出电源灯控制信号给LED4， 正常工作时，该电源灯控制信号输出低电平使得LED4发光。管脚5U连接一按 键SW2，在正常工作时，按下此键可以检测基本功能。管脚513输出继电器控 制信号，与继电器JDQ直接连接，在报警时，输出高电平，驱动继电器JDQ打 开排风扇。管脚514和管脚515分别输出电磁阀控制信号给电磁阀DCF，其中，在报警时，管脚514输出高电平，在正常工作时，管脚5"对电磁阀DCF的稳压 电容C充电。管脚516与电源Vcc连接，输入直流+9V电压。
该气体报警器安装在厨房或气体容易泄露的场所，实时进行监控。 一旦 发生气体泄露，该气体报警器会进行报警，同时自动切断燃气管道，打开排 风扇，从而有效保证了人们的生命和财产安全。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术
人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不 脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求1、一种气体传感器，其特征在于，包括一基板；设置在所述基板上的、用于将气体浓度信号转化为电信号的气敏元件；设置在所述基板内部的、用于将所述电信号转化为分别控制数个外部设备的数个控制信号的微控制器，其输入端与所述气敏元件的输出端连接；设置在所述基板上的、用于分别输出所述控制信号的数个管脚，其一端与所述微控制器的输出端对应连接；设置在所述基板上的、用于将输入电压转换为预设电压的稳压装置，其输出端与所述气敏元件和所述微控制器连接；设置在所述基板上的、用于输入所述输入电压的管脚，其一端与所述稳压装置的输入端连接；设置在所述基板上的、用于输出所述预设电压的管脚，其一端与所述稳压装置的输出端连接；设置在所述基板上的、用于接入电源地的管脚，其一端与所述微控制器的输入端连接；设置在所述基板上的、用于触发所述微控制器进行基本功能检测的管脚，其一端与所述微控制器的输入端连接。
2、 根据权利要求l所述的气体传感器，其特征在于，所述分别输出所述 控制信号的数个管脚包括用于输出报警灯控制信号的管脚、用于输出故障灯控制信号的管脚、用 于输出电源灯控制信号的管脚、用于输出继电器控制信号的管脚、用于输出 蜂鸣器控制信号的管脚、以及用于输出电磁阀控制信号的管脚。
3、 根据权利要求1或2所述的气体传感器，其特征在于，还包括设置在所述基板上的、用于触发所述微控制器停止预热的管脚，其一端与所述孩i控制器的输入端连接；设置在所述基板上的、用于输出预热灯控制信号的管脚，其一端与所述 微控制器的输出端连接。
4、 根据权利要求1或2所述的气体传感器，其特征在于，还包括 设置在所述基板上的、用于传输所述微控制器的程序的程序下载口，与所述微控制器的输入端连接。
5、 一种气体报警器，其特征在于，包括根据气体可更换的气体传感器， 以及与所述气体传感器连接的数个外部设备；所述气体传感器包括一基板；设置在所述基板上的、用于将气体浓度信号转化为电信号的气敏元件；设置在所述基板内部的、用于将所述电信号转化为分别控制数个外部设 备的数个控制信号的微控制器，其输入端与所述气敏元件的输出端连接；设置在所述基板上的、用于分别输出所述控制信号的数个管脚，其一端 与所述微控制器的输出端对应连接，另 一端与需要供给所述控制信号的数个 外部i殳备对应连接；设置在所述基板上的、用于将输入电压转换为预设电压的稳压装置，其输 出端与所述气敏元件和所述孩史控制器连接；设置在所述基板上的、用于输入所述输入电压的管脚，其一端与所述稳 压装置的输入端连接，另一端与提供所述输入电压的外部设备连接；设置在所述基板上的、用于输出所述预设电压的管脚，其一端与所述稳 压装置的输出端连接，另 一端与需要供给所述预设电压的外部设备连接；设置在所述基板上的、用于接入电源地的管脚，其一端与所述微控制器 的输入端连接，另一端与提供电源地的外部设备连接；设置在所述基板上的、用于触发所述微控制器进行基本功能检测的管脚， 其一端与所述微控制器的输入端连接，另 一端与提供触发所述樣t控制器进行 基本功能检测的触发信号的外部设备连接。
6、 根据权利要求5所述的气体报警器，其特征在于，所述分别输出所述 控制信号的数个管脚包括用于输出报警灯控制信号的管脚、用于输出故障灯控制信号的管脚、用 于输出电源灯控制信号的管脚、用于输出继电器控制信号的管脚、用于输出 蜂鸣器控制信号的管脚、以及用于输出电磁阀控制信号的管脚。
7、 根据权利要求5或6所述的气体报警器，其特征在于，所述气体传感器 还包括设置在所述基板上的、用于触发所述微控制器停止预热的管脚，其一端 与所述微控制器的输入端连接，另 一端与输出触发所述微控制器停止预热的 触发信号的外部设备连接；设置在所述基板上的、用于控制预热灯的管脚，其一端与所述孩t控制器 的输出端连接，另一端与所述预热灯连接。
8、 根据权利要求5或6所述的气体报警器，其特征在于，所述气体传感器 还包括设置在所述基板上的、用于传输所述樣t控制器的程序的程序下载口，与 所述微控制器的输入端连接。
专利摘要本实用新型涉及一种气体传感器和气体报警器。其中，气体传感器包括一基板；用于将气体浓度信号转化为电信号的气敏元件；用于将电信号转化为分别控制数个外部设备的数个控制信号的微控制器；用于分别输出控制信号的数个管脚；用于将输入电压转换为预设电压的稳压装置；用于输入输入电压的管脚；用于输出预设电压的管脚；用于接入电源地的管脚；用于触发微控制器进行基本功能检测的管脚。本实用新型通过将气敏元件、稳压装置和各种管脚设置在基板上，通过设置在基板内部的微控制器统一控制，将各种元器件集成在一个基板上，降低了气体传感器的生产成本，提高了生产效率，而且在发生故障时，便于维护和更换。
文档编号G01N27/407GK201397315SQ20092014972
公开日2010年2月3日 申请日期2009年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者尚中锋, 张延军, 李志刚, 王德军, 彬 陈 申请人:河南汉威电子股份有限公司