天然气聚集及使用天然气的场所，一定要安置天然气检测报警装置。但现在的报警控制器，由于技术粗糙、老化等缘故，报警器性能并不稳定，因此装置的报警以及控制工作将非常不可靠，这使得安全隐患并没有排除。针对以上问题，研制新型可靠的天然气检测报警装置是一个必要的课题。

1。2 天然气报警控制器研究现状

天然气报警控制器己经发展到相当成熟的地步。现如今日本生产并推广的报警器，使天然气泄漏及爆炸事故的发生率远低于欧美等国家。他们的产品采用了最先进的气敏传感器，具有超快的响应速度、超长寿命等特点。

我国研制的天然气报警控制器比较多样，产品的数量也与日俱增。但是在部分元件的开发依然引进借鉴了国外技术，如传感器[1]，就是借鉴然后重新研究，开发出了有自己的特色的传感器技术。并在很多领域上有很大进步。论文网

本设计采用“探测器加控制器”的整体设计思路[2]，可以长期监测天然气浓度。它们一般被安置在液化气站等场所。探测器在外，控制器在内，之间连接屏蔽电缆线。如果探测器检测到气体浓度过高[3]，将会把信息送入控制器，并做出一系列的报警和自动控制处理，防患于未然。

2。 天然气报警器方案设计

2。1 气体传感器的选型

天然气传感器是将浓度信息改变成电信号，单片机进行采集处理及显示数据[4]。所以该部分是整个仪表的的重中之重。因此，型号选择很重要[3]。

2。2 MQ-2气敏元件

综合原件稳定性及寿命等一系列特性，我们最终选择MQ-2型气敏元件。

MQ-2气敏传感器表面有一电阻Rs，并有一电阻RL与其串联，根据RL电阻上的有效电压信号，就可以得到气敏元件表面的那个电阻Rs，他们之间存在以下关系：

                   （1）

 图1为负载测试曲线图，

图1  负载测试曲线图

3。 天然气报警器的硬件设计

3。1 天然气报警器的设计

本设计中的单片机属于核心部分[6]。它将会对信号进行接收，处理，输出，和控制后方电路用电器的启动，还要接收处理人工的启动或停止操作。以上一系列的工作需要在单片机内快速的运行并处理，这样才能做到少时间差的实时天然气浓度监控[7]。

天然气报警控制器系统结构流程如图2所示，大致流程是由5V电源提供整个系统的工作能源，然后由浓度采样电路对实地周围进行气体浓度信息采集，并被MQ-2转化为电压信号，之后还要经过一系列子程序对其进行转化并得到一个最终的电压信号传送给单片机处理，处理过程不仅要线性化，由于信息将由LED数码管呈现出来，所以浓度值还有换算成十六进制，才能完成整个过程。如果显示数值过高将会触发报警和安全控制电路的启动[8]。

图2  天然气报警器系统的结构

图3所示为本设计的核心单片机的引脚排列，

图3  STC89C52单片机的引脚排列图

3。2 天然气报警器的电路设计

3。2。1 A/D转换电路

该电路的引脚排列图如图4 

    该电路由VIN1端对接收来自气敏传感器送入的的信号（V），当信号电压大于1。95V时，它表示气敏传感器所在区域的天然气浓度为45%左右，而在这种浓度比例下，报警系统将开始工作[9]。

图4  A/D转换电路

3。2。2 单片机接口电路

我们采用的STC89C52单片机一共有管脚四十个[10]。其接口电路主要分为4个部分。 STC89C52单片机天然气报警器设计+电路图+程序(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_99982.html