成都工业学院毕业论文

表2.1简要列举出已经研究、开发的各类烟雾传感器及其可检测的气体种类。

传感器种C0 CO2 HHCN HCI COCICI2 SO2 O2 CH4 C3H2 H2 H2O 类 2S NH3 半导体气○ 体传感器 ○ ○ 固体电解○ 质传感器 ○ ○ ○ ○ 2 NOX ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 接触燃烧◎ 式传感器 ○ ○ ○ 电化学式 传感器 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 高分子电◎ ○ 解质气体传感器 ○ ○ ○ 注：○好 ◎不太好 表2.1各种烟雾传感器可检测的烟雾种类

2.3.2 烟雾传感器的选定

森林火灾报警器主要应用于林区的森林防火灾系统。根据报警器检测烟雾种类的要求，一般选用接触燃烧式烟雾传感器和半导体烟雾传感器。

半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传

页 第9

成都工业学院毕业论文

感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器，它具有灵敏度高， 响应快、体积小、结构简单，使用方便、价格便宜等优点，因而得到广泛应用。相比之下接触燃烧式烟雾传感器探头的阻缓及中毒，是不可避免的问题。探头阻缓及中毒会造成灵敏度的下降甚至可能导致传感器的灵敏度的丧失。需要经常的维护

本设计采用半导体烟雾传感器作为报警器烟雾信息采集部分的核心。而在众多半导体气体传感器中，本设计选用MQ-2型烟雾传感器，这种型号的传感器不但具备一般半导体烟雾传感器灵敏度 高、响应快、抗干扰能力强、寿命长等优点。

2.3.3 MQ-2型烟雾传感器的工作原理

MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式半导体。它在检测时阻值随烟雾浓度的增大而减小。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒受 到该烟雾的调制而变化，就会引起表而电导率的变化。利用这一点就可以 获得这种烟雾存在的信息。

遇到可燃烟雾时，原来吸附的氧脱附，而由可燃烟雾以正离子状态吸附在二氧化锡半导体表面；氧脱附放出电子，烟雾以正离子状态吸附也要放出电子，从而使二氧化锡半导体导带电子密度增加，电阻值下降。而当空气中没有烟雾时，二氧化锡半导体又会自 动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。这就是MQ-2型燃性烟雾传感器检测可燃烟雾的基本原理。

图2.2 MQ-2型传感器的结构图

页 第10

成都工业学院毕业论文

图2.3 MQ-2型传感器的外观

2.3.4 MQ-2型传感器的特性及主要技术指标

（1）MQ-2型传感器的一般特点 （a）探测范围广

（b）高灵敏度，快速响应恢复 （c）稳定性强，寿命长 （d）简单的驱动电路 （2）MQ-2参数

(a) 温度：20℃?2℃ (b)Vc：5.0V?0.1V (c)相对湿度：65%?5% (d)Vh:5.0V?0.1V A、标准工作条件 符号 参数名称 技术条件 Vc 回路电压 ≤15V

VH 加热电压 5.0V±0.2 V RL 负载电阻 可调 RH 加热电阻 31Ω±3Ω PH

加热功耗

≤900mW

B、环境条件 符号

参数名称

技术条件

第11

页 备注 AC or DC

AC or DC 室温

备注

成都工业学院毕业论文

Vc VH RL RH PH

回路电压 加热电压 负载电阻 加热电阻 加热功耗

≤15V AC or DC

5.0V±0.2 V AC or DC 可调 31Ω±3Ω ≤900mW

室温

（3）MQ-2测试电路

封装好的MQ-2烟雾传感器有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流

图2.4 MQ-2测试电路

页 第12