使用單片機對瓦斯氣體濃度信息檢測和報警設計

　　MQ-5氣敏元件的結構和外形如圖3所示(結構A或B),由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層,測量電極和加熱器構成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號取出，2個(gè)用于提供加熱電流。

　　設計中MQ-5的接線(xiàn)如圖4所示，在實(shí)際的測量中，可以按照其等效電路來(lái)計算相應的校正數值，其中Ro表示的是測量氣體在腔體內的等效電阻，RL是外接負載電阻，用來(lái)調整輸出的模擬量電壓范圍，具體數值應根據A/D轉換器的輸入范圍來(lái)確定，在TLC1543的輸入范圍是0～5V，這樣RL可調整至該范圍，保證測量的量程足夠用。

圖4 MQ-5的等效電路

　　氣體測試結果計算

　　對于傳感器的調整參數計算，可按照表1步驟并結合該傳感器的特性表進(jìn)行調整。

表1甲烷測試計算

　　其中：RL＝20KΩ；Ro=14.43KΩ；C=86；RL—負載電阻；Ro—敏感體電阻；C—常數，調整顯示范圍。

　　在靈敏度調整過(guò)程中，由于MQ-5型氣敏元件對不同種類(lèi)，不同濃度的氣體有不同的電阻值。因此，在使用此類(lèi)型氣敏元件時(shí)，靈敏度的調整是很重要的，建議用1000ppm異丁烷或氫氣校準傳感器。

　　本設計考慮攜帶方便，而且實(shí)用的報警器，成品可以很方便的嵌入在礦燈內部，設計成本廉價(jià)?；趩纹瑱C礦燈用的智能瓦斯報警器設計在硬件的選擇上留有空間，在增加相關(guān)硬件同時(shí)，軟件部分只需改動(dòng)很少的部分就可實(shí)現其它功能，使系統功能更加完善。A/D轉換器是11通道的，可以擴展其他傳感器，如礦井內的溫度和濕度進(jìn)行監測的傳感器。并且系統可以擴展無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊，將檢測的信息及時(shí)地發(fā)到安全控制中心，在配合其它礦井內的安全監控設備更好的確保井下作業(yè)的安全。