MQ-2烟雾传感器的工作原理

1、MQ-2 烟雾传感器的应用介绍鉴于网上关于MQ-2 烟雾传感器的技术资料少之甚少， 本人正好现在在做关于 储备粮仓环境监测系统的项目。因此自己总结关于MQ-2 的技术文档，与大家共享，共同学习！1、 MQ-2 烟雾传感器的应用领域可用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、苯、烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。故因此， MQ-2 可以准确来说是一个多种气体探测器。MQ-2 的探测范围极其的广泛。它的优点：灵敏度高、响应快、稳定性好、寿命长、驱动电路简单。2、 MQ-2 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N 型半导体。处于200300 摄氏度时，二氧化锡

2、吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少， 从而使其电阻值增加。 当与烟雾接触时， 如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而变化， 就会引起表面导电率的变化。 利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息， 烟雾的浓 度越大，导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。3、 MQ-2 的特性1、 MQ-2 型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息。（经过测试： 对烷类的感应度比纸张木材燃烧产生的烟雾要好的多， 输出的电压升高的比较快）2、 MQ-2 型传感器具有良好的重复性和长期的稳定性

3、。初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好。 需要注意的是： 在使用之前必须加热一段时间， 否则其输出的电阻和电压不准确。3、其检测可燃气体与烟雾的范围是10010000ppm（ppm 为体积浓度。 1ppm=1 立方厘米 /1 立方米 ）4、 电路设计电压范围宽， 24V 以下均可，加热电压 5 0.2V需要注意：加热电压。如果过高，会导致内部的信号线熔断，从而器件报废。4、 MQ-2 的结构引脚及封装图MQ-2的外形图从图中可以看出（从左到右）第一个：由于加热电压过大，导致内部信号细线被烧断而无法正常工作。但是加热功能依旧存在。所以我们必须注意加热丝的电压，最好串个小电阻。第二个：是MQ-2

4、底面引脚图第三个：外观图五、MQ-2的计算与校准用MQ-2烟雾传感器来检测火灾烟雾的最好办法是通过其输出电压与门限电压比较得出。(门限电压需要经过烟雾测试)1、MQ-2的计算公式阻值R与空气中被测气体的浓度 C的计算关系式log R = mlog C + n (m , n 均为常数)常数n：与气体检测灵敏度有关，除了随传感器材料和气体种类不同而变化外，还会由于测量温度和激活剂的不同而发生大幅度的变化。常数m：表示随气体浓度而变数的传感器的灵敏度(也称作为气体分离率)。对于可燃性气体来说，m的值多数介于1/2至1/3之间。2、传感器的电阻的计算掾考MQ-2datasheet可用下式上2计算；Rs

5、=(Vc/Vrl-1)XRl 3-2)式中比为回路电氏，Vrl是传感器4脚、6脚输出的电乐即Um*,4是炎 载电SK更具上式即可即可算出传感器电阻心口3、MQ-2传感器的输出电压根据MQ-2的工作原理(其电导率随着气体浓度的增大而增大，其电阻是电导率的倒数，所以电阻是随之减小的。其特性就相当于一个滑动变阻器)。U加加=(Rll/Rll+Rs) *VC (3-i)叱为回路电冰即电源电压，itt加在mq-2传感器的1脚，耳脚之间a ufihuchu 是传感器4脚、6脚输出的电压，乐为传感器的体电阻.其中若气体浓度上升, 必芋致四F降。而用的下隙则会导致,MQ-2的4脚、6脚对地输出的电压增 大.所

6、以气体浓度坤大，其输出的电压也会增大。ADCO804C4JU IKaverRD丽ictmeCLKOVTas.SEP：w：ri -Ei-一尸-3a5MDmu口旷建gI T D8： 1 生 E3 ： L Lie!；的一精选is)图3 MQ-2应用电路3,2 MQ-2动静态校准这一市就是设置合适的报警门限电压.其中要求动静态电压相差D3O6V为 最好！不要去迷信什么线性化处理，那都是坑釜的口I3.2.1 MQ-2传感器的静态校推根据MQ-2 83立曲t的要求以及此次设计的烟雾采集模块梗件电路如图3, 将MQ-2烟雾信息采集模块通电，测得电源电压为5%将传感器置于纯净的空气 中.等待预热延时2分钟，用

7、万用表测量此时的U由岫口 (Vrl)【静态电辰L电 压应为口3至1%若UmHw (%tL)点电乐不在此范阚内可调整R1T电位器j并记 录静态U而2,(mQ【静态电压】值口表3-1是通过调节R11滑动变阻器的忖10次对烟雾采集模块静态校准试骁 所测得U如必u (Vr。鄙态电用值二表31 MQ？价态测量值次数12345G7g910电压0.6V0.59VQ59VJ.6vC.6v0.6VC.6V0.6vBvO.58v此时测得滑动变阳器的值为2.5K欧姆，带感器体电阻根据公式3-2为Rs=(Vc/Vrl-1) X 跖= I(5/0.6-1) I *2.5=31K3.2.2 MQ-2传感器的动态校准本小节

8、主要测试距离(烟雾流度对输出甩压的窥响.传感器里火源越远, 烟嘉扩散的范闱越大，单位体枳内的烟雾浓度聘减小.所以本节将对此现藻进行 实验测量口(1)距烟穿传感器传感头5cm处点燃干燃的废纸产生烟雾飘入传感头，用 万用表测墙此时1a (VG 动态电压】电压的变化情况.表为连续10次 所测得的此时烟雾浓度对应的输用电乐值；3恁32烟雾液度与传感器到火源距离之间的测审：(10cm)次数12345678910电压1.12V1.14vl.lSv1.21V1.13v1.14vl.llvLI4V1.20vl.llv此时的动态电乐比静态时的电压上升了 040.5V.(2)即烟雾隹感群传感头20cm处点燃燥的废

9、纸产生烟雾飘入隹感头一 用万用表测量此时Us11gli 3m)【动态电氏】电压的变化情况.表3-3为连续10 次所测得的此时烟雾浓度对应的输出电压值I表3T烟等浓度与传感器到火源即高之间的测录(100cm)次数1234567S910电压L0V0.99V03SVLOvLOvCL95V696V1MV1.04VL03V此时的动态电压比静态时的电乐上升了 Q.3Q4V0说明了担离对烟客浓度的 影响姑很大的(3)距烟雾传感器传感头5cm处用打火机对着传感头喷射其内部气体 住 些成分是丁烷簿表3-4连续卜次测得的此时的动态电压U曲心言动态电压】 电压值：表33可燃气体浓度与传感器到火源即图之间的测量UOc

10、m）次数12345678910电压3.2V3.3V3.4V3.5v3万v3,2v3.3V3.3V3,4tf3.1v此时的动态电压比静态时的电压上升了 2.&-Z.9V.（口距烟雾传感器传感头200n处用打火机对着传感头喷射其内部气体（生 要成分是丁烷兀表3-5为谆续卜欢测得的此时的动态电压口加加CVRL）【动态电 压】电东值:表35可燃气体泳展与传感懵到火源距闿之间的测量（Igcmi次数1234S678g10电压2.9V2.9V3-Qv3,1V3.0v2.8V2.&VZ9v3.0VZEv此时的动态电压比静态时的电用上升了 2.224V.说明烟雾浓度降低了 u校 准电乐的时候应该考虑这一点.总结

11、：传感器距离火源的远近，对应的烟雾浓及将会不一样工距离远近，其 在相同环境下烟器浓度越大：距离越远，其在相同环境下烟雾浓度越小.所以必 须要设置合适的烟雾浓度门限对应的电压值口MQ-2烟雾传感器对可燃气体育着很高的灵敏度，根据这一特性非常适合布 置与厨房浴室等可燃气体易溢出的地方.注意：等次产生的烟雾和实时的环境不一样可能导致测得的电东不一样，这 是很正常的.但是你要相信，哥是不会错的，4 ,总结与扩展MQ2实际应用中发热是正常的口所以不必大惊小怪.最多的应用应该算是 与单井机相接.由于输出的是模拟电压核电用足够大，不需要TM的去加放大 .曙件，这只会增加你的硬件消耗成本），所以必须要经过AD

12、转换才能可单升机 相接.由于输出电压比较稳定而且时间还比较长1完全不需要加采样保持电路F 而且AD转换器用最普通的就可以了. AD的用法与操作程序因器件而异，这里 不再叙述。下而是将参考设计的既有模拟输出又有数字输出的小模块.由Im393比倏器和74IS14整形叮非门器件构成可输出数字信号，可以直接 和单片机相连的.正常情况是输出高电平，一旦检测到烟雾将会输出低电平。单 片机壳直接检测。该模块同方可调比较电压和输出电东。、隼vel军烟雾传感器电路图工作原理：MQ-2的4脚输出随烟雾浓度变化的直流信号，被加到 比较器U1A的2脚，Rp构 成比较器的门槛电压。当烟雾浓度较高输出电压高于 门槛电压时

13、,比较器输出低 电平(0v),此时LED亮报警；当浓度降低 传感器的输出电压低于门槛电压时、 比较器翻转输出高电平 (Vcc ), LED熄灭。调节Rp,可以调节比较器的门槛电压，从而调节报警输出的灵敏度 R1串入传感器的加热回路.可以保护 加热丝免受冷上电时的冲击。MQ-2传感器对甲烷的探测范围是500020000Ppm ,即0.5%-2% ,在跟MQ-2串联的电阻那里得到参考电压，经过AD转换后得到数字电压，就这么一个数字电压，怎样可以得到当时空气中甲烷的 PPM值，即浓度。(参考了网上传的使用MQ-2做基于单片机的烟雾报警系统的朋友，那份资料就存在这个特大问题，并不止这一个，大错的地方很

14、多，请注意！)希望有经验的同志帮，忙解决这一难题送分就这么一个数字电压，当然可以知道浓度了 ，前提是要设计和标定好 传感器，主要过程就是：1传感器量程500020000ppm,如果输出为0-5V（传感器模拟信号 中间量，也可以是别的电 压范围，或4-20mA信号）,ad是将模拟转化数字量的，2 AD转换后得到是数字彳t号，也就是数据，如:12位ad（分辨率是1/4096）转换后，那么则 5000-20000PPM（0-5V）对应就是0-4096,这样就有了比例关系，当数字信号是0时，对应就是 5000,4096时就是20000,通过方程得出2048对应就是12500ppm,就是这么简单的一个函 数，取下反函数就得出浓度.3,其实就是个比例关系式，只要有电信号在,其他的都是简单运算而已了 .追问你好，应该没这么简单吧？比如，当时的浓度为 0,或者是低于5000PPM ,那么这时得到的数字电压会是什么呢？回答如果是0.5%-2%（对应0-5V）,当然0.5%以下是数字信号就是0呀，如果量程0%-2%,当然就不是了提问者评价因为传感器灵敏度是非线性的，所以转换也是非线性的本文的控制部分主要用的是 ARMFB分，它与传统的51单片机相比功能更加 的强大，如芯片内部的Flsa