热释电火灾报警系统的电路解析

这绝对是一种超灵敏的火灾传感器，它利用普通压电元件的直接压电特性来识别火灾。压电元件中的锆钛酸铅晶体在加热时具有变形并产生电势的特性，从而将压电元件转换为热传感器。这里提到的电路非常敏感。如果区域温度升高超过10°C，它会发出警告警报。整个电路有两个模块：传感器模块和电源模块。

传感器电路电路

的前端包含一个靠近IC1（CA3130）构造的灵敏信号放大器。当压电元件附近的温度升高时，它会提供高输出。ICCA3130是一个真正的CMOS运算放大器，在输入内部带有栅极保护的p沟道MOSFET。它具有高速运行和低输入电流规格。肯定有两个输入——通过二极管D7（OA71）连接到压电元件的非反相输入（引脚3）和通过VR1获得预设电压的反相输入（引脚2）。

通过调节VR1，很容易设置引脚2的参考电压电平。在正常情况下，IC1提供低电平输出，其余电路处于待机状态。电容C2使IC1的同相输入保持稳定，因此即使输入电压电平的微小变化也会将输出变为高电平。

通常，IC1提供低输出，试图保持晶体管T1不导通。连接到晶体管T1集电极的IC2（CD4060）的复位引脚12通过R5获得高电压，IC2保持禁用状态。一旦压电元件从火中获得热量，其晶体中的不对称会导致电位变化，从而使电容器C2放电。它瞬间改变IC1引脚3的电压电平，其输出摆高。晶体管T1导通，将IC2的复位引脚12接地。IC2现在已启用并开始振荡。对于振荡部分C3（0.22u）和R6（1M）的所示值，第一个输出（Q3）会在几秒钟后立即变为高电平，同时红色LED2开始闪烁。如果压电附近的热量持续存在，IC2的Q7（引脚14）输出在一分钟后变为高电平，并且警报将开始发出哔哔声。如果继续发热，4分钟后Q9（引脚15）变为高电平并打开继电器驱动晶体管T2。同时，二极管D8导通，IC2停止振荡并切换。

连接到继电器N/O（常开）触点的电磁泵开始将灭火泡沫或水喷射到可能的火灾现场。

电源电路

电源包括一个0-12V、1A的降压变压器，它有一个标准的全波整流器，由D1到D4和滤波电容C1组成。当主电源因短路和火灾而被切断时，会提供备用电池。使用12V、4.5Ah可充电电池作为备用电池，为电磁泵提供足够的电流。当主电源可用时，二极管D5正向偏置。它为电路供电并通过电阻器R2为电池充电，并将充电电流限制为120mA。当电源出现故障时，二极管D5反向偏置，二极管D6正向偏置，为电路提供即时备份。LED1表示主电源的可用性。

将电路组装在通用PCB上并将其封装在适当的外壳中。使用细绝缘线将压电元件连接到电路。将压电元件的平面粘在30？30cm的铝板上，以提高其灵敏度。使用压电传感器在需要保护的位置上工作。剩余的电路可以固定在适当的位置。如果只需要报警发生器，则省略继电器驱动部分。