一氧化碳(CO)是一種有毒、可燃、可爆性氣體，與空氣混合極易發(fā)生爆炸。工業(yè)生產(chǎn)中，如果發(fā)生泄漏，則有可能引起火災(zāi)，造成重大傷亡�？諝庵蠧O的濃度超過0.005％就會引起中毒，若濃度達(dá)到12.5％，遇到明火就會發(fā)生爆炸[2]。近年來，我國煤礦多次發(fā)生火災(zāi)、瓦斯和煤塵爆炸等事故，傷亡慘重，經(jīng)濟(jì)損失巨大。國家煤礦安全監(jiān)察局頒布的《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定了礦井下一氧化碳的最高濃度是24ppm。因此，研究一種能實(shí)時、高效地檢測出CO濃度的檢測儀具有十分重要的意義。本工作來源于國家科技支撐計(jì)劃：“煤礦用紅外CO檢測儀(傳感器)研發(fā)”，項(xiàng)目編號：2013BAK06B04。 本文所設(shè)計(jì)的CO檢測系統(tǒng)是在LabVIEW平臺上實(shí)現(xiàn)的，PC機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng)，與嵌入式微處理器相比，具有很大的優(yōu)勢。該系統(tǒng)采用熱光源發(fā)出紅外光，經(jīng)氣體吸收后用雙通道熱釋電探測器探測光信號強(qiáng)度，探測的光信號強(qiáng)度包含了氣體濃度相關(guān)信息，首先，探測器輸出的電信號需要用簡單的信號處理電路包括跟隨電路、前置放大電路和隔直電路對其進(jìn)行處理。之后，利用USB數(shù)據(jù)采集卡采集處理后的信號，送入LabVIEW平臺進(jìn)行處理。傳感信號的幅值由基于LabV...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的背景和研究意義
    1.2 紅外氣體檢測儀國內(nèi)外進(jìn)展?fàn)顩r
        1.2.1 國外發(fā)展?fàn)顩r
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 鎖相放大器國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
        1.3.1 國外發(fā)展?fàn)顩r
        1.3.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第二章 紅外 CO 檢測系統(tǒng)的原理
    2.1 紅外吸收光譜
    2.2 CO 檢測系統(tǒng)紅外吸收原理
        2.2.1 CO 的紅外光譜吸收帶
        2.2.2 朗伯比爾定律
    2.3 光源和探測器
        2.3.1 光源的選擇
        2.3.2 探測器的選擇
    2.4 系統(tǒng)檢測原理
    2.5 鎖相放大器的原理
    2.6 本章小結(jié)
第三章 紅外 CO 檢測系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試
    3.1 設(shè)計(jì)電路總體方案
    3.2 系統(tǒng)供電模塊
    3.3 光源驅(qū)動電路
    3.4 探測器相關(guān)電路
    3.5 信號處理電路
        3.5.1 跟隨電路
        3.5.2 前置放大電路
        3.5.3 隔直電路
    3.6 主控芯片及其外圍電路
        3.6.1 主控芯片
        3.6.2 供電模塊
        3.6.3 串口通信模塊
    3.7 USB 數(shù)據(jù)采集卡
    3.8 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)與調(diào)試
    4.1 主控部分 PWM 波形產(chǎn)生程序
    4.2 主控部分移相程序
    4.3 LabVIEW 編程環(huán)境介紹
    4.4 基于 LabVIEW 的虛擬鎖相放大器的設(shè)計(jì)
    4.5 虛擬鎖相仿真分析
        4.5.1 虛擬鎖相放大器幅值誤差仿真分析
        4.5.2 虛擬鎖相放大器相位誤差仿真分析
    4.6 CO 檢測系統(tǒng)的整體程序
    4.7 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    5.1 鎖相放大器的線性度標(biāo)定
    5.2 移相穩(wěn)定性和精度測量
    5.3 氣體實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 靈敏度實(shí)驗(yàn)
    5.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及所取得的科研成果
致謝



本文編號：3796351