酒精浓度检测报警电路
系别：自动化工程系
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目录
一、引言 (3)
二、气敏传感器研究现状 (4)
三、设计框架 (5)
四、设计框图 (6)
五、电路图及仿真 (7)
六、电路分析 (8)
七、总结 (8)
八、参考文献 (9)
引言
随着人类社会的不断进步，科学技术的突飞猛进，给我们的生活带来了日新月异的变化。

汽车已然成为现代社会必不可少乃至无可取代的产物，所以我国汽车的总数不断增加，从而导致交通事故的不断发生，而其中酒后驾驶导致的事故的占大部分。

而且中国人的请客劝酒文化根深蒂固，一到喜庆节日酒后驾驶的现象更为严重，如不及时提醒，后果将会不堪设想。

所以这更需要对汽车内的空气进行实时监测,以便及早得提醒驾驶员，有效的防护酒后驾驶，减少交通事故。

目前，在空气检测领域，各式各样的气敏传感器层出不穷，而各式各样的酒精检测设备也应运而生，且采用的都是对气体信息进行提取分析，得出气体的准确信息，但现在这些空气质量检测设备都有一个致命的缺点是—-价格昂贵，以致于难以大量普及运用。

除此之外，大部分功能较单一、实时性较低。

因此，开发一个实时性高、性能稳定、经济实用的酒精浓度检测报警器便是本设计的最终目标。

气敏传感器的研究现状
气敏元件性能与敏感功能材料的种类、结构及制作工艺
密切相关。

用金属氧化敏感材料制作的半导体式气敏元件具有灵敏度高，结构简单，体小质轻，坚固耐用等优点而得到广泛的应用，目前仍以SnO2材料为主。

SnO2是一种广普型的气敏材料，围绕SnO2为基体材料的气敏材料的制备及其气敏元件制备的研究课题十分活跃。

纯SnO2的气敏特性不甚好，尤其是它的热稳定性不高。

为改善其气敏特性，常在SnO2基体中掺入贵金属或其他金属氧化物。

尽管SnO2基传感材料具有许多优点，作为材料也存在一定缺点。

通过控制气敏材料微粒大小，颗粒纳米化，掺杂其它添加剂或催化剂，利用过滤设备或透气膜来获得选择性，控制工作温度及环境湿度影响，改进制备等方法可以改善SnO2传感器的气敏性能。

纳米科学技术(Nano—ST)是研究尺寸在0.1—100nm的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。

纳米技术的发展，不仅为传感器提供了优良的敏感材料，而且为传感器制作提供了许多新型方法。

纳米固体材料具有庞大的界面，提供了大量气体通道，从而大大提高了灵敏度，工作温度大大降低，大大缩小了传感器的尺寸。

当然，在己获得明显进展的纳米传感领域中尚存在很多问题，从敏感材料到制作技术都很不成熟，其性能也有不尽人意的地方。

系统整体框架
课题分析
模拟报警器一般由传感器、放大器、比较器、电源电路和声光报警电路组成，其框架如图1所示。

传感器对外界信息进行检测，配合外接电路，将外界信息的变化转化为一个电压信号;该信号通过放大器放大后，得到一个较大的电压；将该电压输入到电压比较器中与参考电压进行比较；比较器的输出结果有两种，要么高电平，要么低电平，以此来控制声光报警电路是否工作。

设计要求
在本次设计中要求所设计的酒精浓度检测器具有报警功能。

当酒精浓度大于设定值时，声音报警电路会工作以提醒用户，而且还能强制发动机熄火。

设计框图
为了让报警器成为具备准确、快速的检测到气体信息，并采取相应的自动处理措施的控制系统。

我们将检测报警器分为以下几大组成部分：电源模块、气体检测模块、开关电路控制模块、声音报警模块、显示模块、自动控制模块。

如图便是空气质量检测报警器的系统框图：
电路图（仿真）如下：
由图可知电路主要是由三端稳压块IC1（W7805）、大功率开关电路IC2（TWH8778A）、语音电路IC3（TM801）、功放电路IC4（LM386）及QM-NJ9型酒精传感器、继电器KA等组成。

BL是1瓦、8欧姆的小型扬声器。

电路分析
如图所示，12V电源经隔离二极管VD1、C1滤波以后分为多路：一路经电阻R1限流使LED1导通发光；另一路经IC1压为（5±0.2）V后提供给酒精传感器，使传感器得到稳定的工作电源，使其工作稳定；还有一路提供给IC2，由该电子开关导通以后，为后级电路提供工作电源。

当酒精传感器未检测到酒精气味时，其B端电位较低，经RP1分压后加到IC2上的控制电压不能使电子开关导通，后级电路因无供电而无法工作；当酒精传感器检测到酒精气味时，其B端电位就会随检测到的酒精浓度的增加而上升。

当该点电压上升到使IC2控制极上的电压为1.6V以上时，IC2被控制导通，它的
输出端就有电压输出，该电压分为多路：一路经R2、R3为语音集成电路IC3提供供电；另一路加到功放电路IC4上。

这两路供电使报警电路工作。

IC3产生的语音信号经电容C4耦合，加到IC4上，再经功率放大以后输出。

该信号一路使LED2发光二极管闪亮；另一路经C8驱动扬声器BL发出“酒后别开车”的语音报警声，从而实现声、光报警。

IC2导通后输出电压的第三路加到继电器KA线圈上，使其得电吸合，其常闭触点KA1断开，从而切断了车辆点火电路，强制发动机熄火。

总结
通过本次课程设计。

我了解常用电子元器件基本知识（电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成电路），增加了自己的知识面对自己所学的知识有了新的认识，并且运用到实践，对软件的掌握也更加熟练，了解了印刷电路板的设计和制作过程，掌握了电子元器件选型的基本原理和方法，并利用仿真软件进行电路的调试，但是对于软件使用方面仍有不足，在今后应该加强.
参考文献
[1]姜威. 《实用电子系统设计基础》.北京理工大学出版社,2008
[2]黄贤武.《传感器原理与应用》.电子科技大学出版社,高等教
育出版社.2006
[3]杨表行.《模拟电子技术基础》.高等教育出版社.2006
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[6]宋文绪.《传感器与检测技术[J]》.高等教育出版社.2004
[7]谭博学.《集成电路的原理及应用（第二版）》.电子工业出版
社.2007
[8]杨素行.《模拟电子技术基础》.高等教育出版社.2005。