本文關(guān)鍵詞：煤礦氣體檢測儀表的研究與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦中含有大量的CH_4(甲烷)及CO(一氧化碳)等易燃易爆氣體,發(fā)生事故后會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至危及礦工的生命。所以,對礦井中氣體進(jìn)行快速準(zhǔn)確地檢測顯得尤其重要,對易燃易爆混合氣體檢測儀表的研究和開發(fā)也一直是人們關(guān)注的問題。本課題是國家S863項目“易燃易爆氣體檢測微系統(tǒng)(No.2003AA404180)”的一部分,目的是為煤礦井下提供一種低功耗的智能儀表,該儀表能快速檢測混合氣體,保障礦工安全,減少事故發(fā)生。 本文應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,設(shè)計并制作了用于檢測CH_4和CO及其混合氣體的兩種智能儀表。這兩種儀表的主體電路均由氣體傳感器、加熱電源模塊、溫濕度傳感器、時鐘模塊、單片機(jī)、顯示器、數(shù)據(jù)存儲器、串口通訊八部分構(gòu)成。其中的氣體檢測儀表所使用的氣體傳感器和溫度傳感器由該S863項目負(fù)責(zé)單位中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所研制的。兩種儀表的區(qū)別在于一種儀表是基于氣體傳感器陣列工作在恒壓加熱方式,而另一種是基于單個氣體傳感器但是工作在脈沖加熱方式以減少功耗。 在本文研制的氣體檢測儀表中,分別將氣體傳感器信號、溫度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成電信號輸出;采用TI公司的16位MSP430F149單片機(jī)測量氣體濃度信號、計算溫濕度,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)混合氣體濃度的量化分析,在氣體濃度超出設(shè)定報警閾值時,給出聲光報警;為防止掉電數(shù)據(jù)丟失,利用閃速存儲器AT45DB161B存儲報警閾值、數(shù)據(jù)采樣原始信號和氣體濃度等重要數(shù)據(jù);在PC機(jī)控制模式下,實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳;外部按鍵完成報警閾值設(shè)定等操作;利用液晶顯示氣體濃度、溫濕度和報警閾值等信息。此外,本文還對功耗進(jìn)行了分析討論,給出了軟硬件設(shè)計方案。
【關(guān)鍵詞】：智能儀表 氣體傳感器陣列 混合氣體分析 脈沖加熱 單片機(jī)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TD712.55
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 煤礦氣體檢測儀表概述9-11
• 1.2 煤礦氣體檢測儀表的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.3 開發(fā)煤礦氣體檢測儀表的現(xiàn)實意義和應(yīng)用前景12-13
• 1.4 本文開展的主要工作13-15
• 2 煤礦氣體檢測儀表的設(shè)計要求及設(shè)計原理15-22
• 2.1 設(shè)計要求15-16
• 2.1.1 技術(shù)指標(biāo)要求15
• 2.1.2 隔爆儀表設(shè)計要求15-16
• 2.1.3 儀表的功能16
• 2.2 設(shè)計原理16-22
• 2.2.1 氣體傳感器的選擇16-17
• 2.2.2 氣體傳感器的氣敏特性17-18
• 2.2.3 氣體傳感器的溫濕度特性18-19
• 2.2.4 儀表敏感探頭19-20
• 2.2.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法20-21
• 2.2.6 單片機(jī)的選擇21-22
• 3 基于氣體傳感器陣列的煤礦氣體檢測儀表22-49
• 3.1 儀表原理框圖22-23
• 3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計23-40
• 3.2.1 系統(tǒng)電源23-24
• 3.2.2 氣體傳感器加熱及其信號采樣24-26
• 3.2.3 傳感器信號檢測回路及A／D轉(zhuǎn)換參考電源26-27
• 3.2.4 氣體傳感器信號調(diào)理27-28
• 3.2.5 溫度測量28-29
• 3.2.6 濕度測量29-31
• 3.2.7 I~2C總線接口31-33
• 3.2.8 SPI總線接口33-36
• 3.2.9 RS-232總線36-38
• 3.2.10 字符液晶顯示器EDM1604A38-40
• 3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計40-47
• 3.3.1 主程序40-42
• 3.3.2 按鍵中斷程序42-43
• 3.3.3 定時器A中斷程序43-44
• 3.3.4 串行中斷程序44-45
• 3.3.5 軟件的低功耗設(shè)計45-47
• 3.4 實驗結(jié)果分析47-49
• 4 基于脈沖加熱的煤礦氣體檢測儀表49-58
• 4.1 儀表原理框圖49-50
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計50-54
• 4.2.1 系統(tǒng)電源50-51
• 4.2.2 氣體傳感器脈沖加熱源51
• 4.2.3 RS-485總線51-53
• 4.2.4 點陣液晶LMG-SSC12E64DLYY53-54
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計54-56
• 4.3.1 數(shù)據(jù)采集時序及其處理程序54-56
• 4.4 實驗結(jié)果分析56-58
• 5 串口通訊軟件58-68
• 5.1 軟件設(shè)計要求及實現(xiàn)的功能58-59
• 5.2 軟件實現(xiàn)方法59-61
• 5.3 串行通訊協(xié)議61-68
• 5.3.1 PC機(jī)命令及儀表響應(yīng)格式63-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 附錄A 儀表Ⅰ系統(tǒng)硬件原理圖70-71
• 附錄B 儀表Ⅱ系統(tǒng)硬件原理圖71-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74
• 大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書74

【引證文獻(xiàn)】

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10 徐瑛瑛;井下便攜式多參數(shù)檢測儀數(shù)據(jù)處理及實現(xiàn)方法研究[D];西安工程大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：煤礦氣體檢測儀表的研究與開發(fā)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：386791