自从人类发明并使用电以来，电不仅给人类带来了很多方便，也能给人类带来灭顶之灾。它可能烧坏电器，引起火灾，或者使人触电。如果有一种设备可以使人们安全地使用电，将会避免很多不必要的损失。所以在五花八门的电器接踵而来的同时，也诞生了各式各样的保护器。其中有一种是专门保护人的，称为漏电保护器。

　　在了解触电保护器的主要原理前，我们有必要先了解一下什么是触电。触电指的是电流通过人体而引起的伤害。当人手触摸电线并形成一个电流回路的时候，人身上就有电流通过；当电流的大小足够大的时候，就能够被人感觉到以至于形成危害。当触电已经发生的时候，就要求在最短的时间内切除电流，比如说，如果通过人的电流是50毫安的时候，就要求在1秒内切断电流，如果是500毫安的电流通过人体，那么时间限制是0.1 秒。

　　如图是简单的漏电保护装置的原理图。从图中可以看到漏电保护装置安装在电源线进户处，也就是电度表的附近，接在电度表的输出端即用户端侧。图中把所有的家用电器用一个电阻RL替代，用RN替代接触者的人体电阻。

　　图中的CT表示“电流互感器”，它是利用互感原理测量交流电流用的，所以叫“互感器”，实际上是一个变压器。它的原边线圈是进户的交流线，把两根线当作一根线并起来构成原边线圈。副边线圈则接到“舌簧继电器”SH的线圈上。

　　所谓的“舌簧继电器”就是在舌簧管外面绕上线圈，当线圈里通电的时候，电流产生的磁场使得舌簧管里面的簧片电极吸合，来接通外电路。线圈断电后簧片释放，外电路断开。总而言之，这是一个小巧的继电器。

　　原理图中开关DZ不是普通的开关，它是一个带有弹簧的开关，当人克服弹簧力把它合上以后，要用特殊的钩子扣住它才能够保证处于通的状态；否则一松手就又断了。

　　舌簧继电器的簧片电极接在“脱扣线圈”TQ电路里。脱扣线圈是个电磁铁的线圈，通过电流就产生吸引力，这个吸引力足以使上面说的钩子解脱，使得DZ立刻断开。因为DZ就串在用户总电线的火线上，所以脱了扣就断了电，触电的人就得救了。

　　不过，漏电保护器之所以可以保护人，首先它要“意识”到人触了电。那么漏电保护器是怎样知道人触电了呢？从图中可以看出，如果没有触电的话，电源来的两根线里的电流肯定在任何时刻都是一样大的，方向相反。因此CT的原边线圈里的磁通完全地消失，副边线圈没有输出。如果有人触电，相当于火线上有经过电阻，这样就能够连锁导致副边上有电流输出，这个输出就能够使得SH的触电吸合，从而使脱扣线圈得点，把钩子吸开，开关DZ断开，从而起到了保护的作用。

　　值得注意的是，一旦脱了扣，即使脱扣线圈TQ里的电流消失也不会自行把DZ重新接通。因为没人帮它合上是无法恢复供电的。触电者离开，经检查无隐患后想再用电，需把DZ合上使其重新扣住，便恢复了供电。

　　以上就是触电保护器的主要原理，但是就是有了触电保护器，也不能认为是万无一失了，用电依然应该注意安全。

　　我们也可以使用三氧化二铁为主要的元件。这类材质也是N型半导体材料，它又分为两种，分别为α-三氧化二铁和γ-三氧化二铁。前者用来监测液化石油气，后者用来监测乙烷、丙烷、丁烷、氢气和以甲烷为主的天然气。后者还可以检测乙醇气体。

　　这类材质构成的元件也是气体含上述杂质越高，阻值越小。若将气体浓度作为横坐标，元件阻值为纵坐标，画成特性曲线，则如图2。

　　在实践中也使用氧化锡-氧化钍气敏元件。在氧化锡中加入少量的氧化钍可制成对一氧化碳特别敏感的元件，这种元件在200摄氏度左右时对一氧化碳最灵敏。它的一个特点是它对一氧化碳的灵敏度几乎不受其他气体的影响。也就是说，对一氧化碳有独到的选择性。但是使用的时候，必须将元件加热，而且必须维持到200摄氏度。其他的气敏元件通常也要加热，但是并不像这种元件那样严格。另外一个有趣的现象，就是遇到一氧化碳就会使输出震荡电路震荡起来，气体的浓度越高，震荡频率越低，几乎成反比。其振幅随着浓度的增大而增大。

　　另外，五氧化二钒元件在加入少量的银之后对于一氧化氮很灵敏，而对其他的气体几乎没有反应。同时，这种元件也需要加热，温度需要维持在300摄氏度。

　　以上我们介绍的气敏元件在实际的生产和生活中都发挥了很大的用途，而且随着新材料、新技术的出现，气敏元件必然更加精确，相信在不远的将来，会有性能更加优异的半导体气敏元件产生并运用到实际中。

　　平时在纯净空气里，因为有遮挡屏，光敏元件接受不到发光管的信号。但是空气里含有烟雾时，烟雾的微粒对光有散射作用，光敏元件就收到了信号，经过放大就可以驱动报警电路。

　　为了避免环境可见光引起的错误报警，选用非可见光的红外光谱，或采取避光保护措施。通常用脉冲光，每三到四秒一个，每个脉冲的宽度是100微秒，这样利于抗环境干扰。

　　粒子式感烟探测器的原理如上图：在两个金属平板之间加上直流电压，并在附近放上一小块同位素镅241。当周围空气无烟雾时，镅241放射出微量的α射线，使附近的空气电离。于是在平板电极之间的直流电压的作用下，空气里就会有离子电流产生。当周围空气有烟雾时，烟雾是由微粒组成，微粒会将一部分离子吸附，使的空气中的离子减少，而且微粒本身也吸收α射线，这两个因素使得离子电流减小。烟雾越浓，离子电流减少越来越明显。

　　另外有一个封入纯净空气的离子室来对比，将两者的离子电流进行比较，就可以排除干扰，检测出烟雾的有无。

　　除了上面介绍的感烟探测器，在火灾的预报中，感温探测器和感光探测器也都是经常用到的。而在实际的应用中，为了提高检测的可靠性和灵敏度，经常是三种探测器一同使用。

　　这样一个小小的探测器，使得我们的生活更加安全，更加放心可靠。火灾虽然可怕，但是人类的智慧是无穷无尽的。随着新技术和新材料的发现和使用，火灾警报器也会越来越灵敏和方便使用。

　　由图可知，在温度为270摄氏度时，阻值变化最大，所以使用时也要用电热丝加热。

　　观察图中的横坐标和纵坐标就会发现，在温度为270度时，空气里的乙醇含量达到百万分之400时，电阻大约变化为原阻值的0.25。换句话说，即含量达到万分之4，电阻值增加约四分之一，可见是相当灵敏的，喝过酒的司机休想蒙混过关。

　　溴酸镧元件虽然简单，但容易受到一氧化碳和汽油挥发物的影响，用来定性测试还可以，用来定量测试不够可靠，所以被测试者往往不服。目前常用另外一种测试器，它基于燃料电池原理。由于血液中的酒精浓度与呼出气体的酒精浓度之比是个常数，由测试者对着采样管端的喇叭口吹气，经燃料电池作用产生电信号，便可换算成血液中的酒精浓度，并利用数字显示出来。经过这种仪器检测后，被测者就无话可说了。

　　自动化程度更高的办法不是在车下检查，而是在车上的驾驶室内装上燃料电池测试仪，司机要先对测试仪吹一口气，如果合格发动机才能点火启动，否则电路闭锁。

　　其他如尾气检测都是利用红外线气体分析仪进行，它是根据一氧化碳及其他碳氢化合物对红外线的吸收特性作成的。高速路上的超车检测就是利用微波的多普勒效应计算出车速的。这些虽然也与防灾报警有关，但属于专用仪器，在此不能一一尽述。

　　科学技术日新月异的发展，给我们的生活带来很多方便。我们只要留意，总能发现许多自动化的例子，而且相信会层出不穷、越来越多。或许现代人们认为妙不可言、巧夺天工的设计，若干年后可能被看作雕虫小技、不足挂齿的小玩意。那时人们将要致力于更高层次的自动化工作和技术。