瓦斯是煤礦重大自然災(zāi)害發(fā)生的根源之一,瓦斯爆炸嚴(yán)重威脅到煤礦作業(yè)人員的生命安全,影響煤礦的正常生產(chǎn)。實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測煤礦瓦斯氣體濃度對保障安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。本論文針對國家煤礦對瓦斯監(jiān)測的具體要求以及煤礦瓦斯監(jiān)測的現(xiàn)狀,研究設(shè)計(jì)了基于光纖傳感的井下瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)包括瓦斯傳感器、監(jiān)控分站、傳輸接口、中心計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。在本設(shè)計(jì)的過程中,充分利用了傳感器、通信、嵌入式單片機(jī)、計(jì)算機(jī)軟件編程等各方面的知識,完成了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)對瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)采集和管理。論文的主要工作如下：（1）將工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和光纖傳感技術(shù)結(jié)合起來,構(gòu)建基于光纖的環(huán)狀冗余網(wǎng)絡(luò),將其應(yīng)用延伸到煤礦井下。系統(tǒng)主干采用工業(yè)環(huán)型光纖以太網(wǎng)（Ethernet）,以光纜為介質(zhì)傳輸,以工業(yè)級交換機(jī)為核心設(shè)備,通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)與現(xiàn)場各監(jiān)測分站連接,建立了穩(wěn)定、安全、可靠的傳輸鏈路。（2）重點(diǎn)對瓦斯傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì),基于氣體光譜吸收原理和可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù),設(shè)計(jì)出了性能優(yōu)越的光纖傳感器。在設(shè)計(jì)過程中合理地劃分功能模塊來進(jìn)行,完成了各模塊的硬件設(shè)計(jì)和總體的軟件設(shè)計(jì)。對傳感器的殼體和氣室的結(jié)構(gòu)做了防水... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展
        1.2.2 監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題
    1.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
        1.3.1 設(shè)計(jì)要求
        1.3.2 硬件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
        1.3.3 軟件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
第二章 監(jiān)測系統(tǒng)的方案及論證
    2.1 煤礦實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)方案
    2.2 方案的對比與選擇
    2.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)施
    2.4 系統(tǒng)通訊傳輸?shù)膮f(xié)議設(shè)計(jì)
        2.4.1 通訊協(xié)議結(jié)構(gòu)
        2.4.2 基于RS485總線的通訊
第三章 瓦斯傳感器的設(shè)計(jì)
    3.1 瓦斯傳感器的設(shè)計(jì)
    3.2 光源及光電探測器的選擇
    3.3 光源驅(qū)動(dòng)部分
    3.4 光源恒溫部分
    3.5 光電轉(zhuǎn)換部分的設(shè)計(jì)
    3.6 放大電路設(shè)計(jì)
        3.6.1 鎖相放大器基本結(jié)構(gòu)
        3.6.2 鎖相放大器原理
        3.6.3 MLT04模擬乘法器
        3.6.4 倍頻電路
        3.6.5 低通濾波電路
    3.7 紅外遙控
    3.8 控制模塊及算法的設(shè)計(jì)
    3.9 顯示與聲光報(bào)警
    3.10 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
第四章 監(jiān)控分站的設(shè)計(jì)
    4.1 監(jiān)控分站的工作原理
    4.2 監(jiān)控分站的功能設(shè)計(jì)
    4.3 監(jiān)控分站的硬件設(shè)計(jì)
        4.3.1 中央存儲器簡介
        4.3.2 存儲器模塊
        4.3.3 觸摸屏輸入模塊
        4.3.4 LCD顯示模塊
        4.3.5 電源、晶振及復(fù)位電路
    4.4 監(jiān)控分站的軟件實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 系統(tǒng)流程
        4.4.2 數(shù)據(jù)采集程序流程圖
        4.4.3 LCD的驅(qū)動(dòng)程序
        4.4.4 觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序
第五章 監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)
    5.1 監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)軟件的內(nèi)容
    5.2 主控軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)
        5.2.1 軟件開發(fā)環(huán)境和工具的的選擇
        5.2.2 MSComm控件的屬性和應(yīng)用
        5.2.3 數(shù)據(jù)庫簡介
    5.3 軟件主要結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計(jì)
        5.3.1 參數(shù)維護(hù)模塊
        5.3.2 數(shù)據(jù)信息的顯示
        5.3.3 報(bào)警顯示
第六章 實(shí)驗(yàn)與測試
    6.1 瓦斯傳感器實(shí)驗(yàn)測試
        6.1.1 基本誤差、穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
        6.1.2 響應(yīng)時(shí)間測試
        6.1.3 聲強(qiáng)和可見性實(shí)驗(yàn)
    6.2 分站及系統(tǒng)整體實(shí)驗(yàn)
    6.3 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]智能井下分站的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 張鵬.山東大學(xué) 2008
[3]紅外吸收型煤礦甲烷檢測儀的研制[D]. 劉敏.大連理工大學(xué) 2006
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[5]分布式煤礦現(xiàn)場集成監(jiān)控系統(tǒng)的研究開發(fā)[D]. 趙晶晶.重慶大學(xué) 2004
[6]瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的研制[D]. 安敏.重慶大學(xué) 2002



本文編號：3536240