氫氣作為一種無污染的高效清潔能源和重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于航空航天、核電站、核潛艇、汽車和化工領(lǐng)域等。然而氫氣也是一種易燃易爆的氣體,在常溫常壓下,當(dāng)所占空氣體積比例達(dá)到4%以上時(shí)極易發(fā)生爆炸。目前國內(nèi)外的氫氣檢測儀普遍采用的是催化式傳感器,而這類傳感器普遍存在長期穩(wěn)定性差、功耗高、壽命短等問題,無法在惡劣環(huán)境中使用。為保障氫氣在工業(yè)生產(chǎn)過程中安全使用,本文研制出一套高性能的氫氣檢測系統(tǒng),對于國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域甚至國防領(lǐng)域具有重要意義。針對現(xiàn)有氫氣檢測技術(shù)普遍存在的問題,本文提出了一種新型檢測方法――超聲波相位差法。由于氫氣的聲速與其他氣體的聲速具有顯著差別,利用此特性便可準(zhǔn)確地檢測出氣體中的氫氣濃度,并排除其他氣體的干擾。本文采用測量通道和參考通道的雙通道設(shè)計(jì),巧妙地將超聲波速度差轉(zhuǎn)化為相位差,用測得的相位差變化來反映氣體濃度的變化,提高了測量精度,同時(shí)也消除了環(huán)境溫度對零點(diǎn)的影響;采用數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行靈敏度補(bǔ)償,拓展了傳感器的工作溫度范圍,減少了外界環(huán)境對測量精度的干擾。本文進(jìn)行了氫氣檢測儀的測量模塊和主模塊的硬件電路設(shè)計(jì),完成了檢測儀的軟件設(shè)計(jì)。采用完成的檢測儀樣機(jī)進(jìn)行了氫氣濃度實(shí)...

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 課題相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容
第2章 超聲波氫氣檢測儀總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 技術(shù)指標(biāo)要求
    2.2 整體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)
    2.3 測量模塊方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 超聲波檢測原理及傳感器結(jié)構(gòu)
        2.3.2 超聲波傳感器功能分析
    2.4 主模塊方案設(shè)計(jì)
    2.5 單片機(jī)選型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 超聲波檢測理論分析
    3.1 聲速的影響因素
    3.2 超聲波相位差法氫氣檢測原理分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 氫氣檢測儀的硬件電路設(shè)計(jì)
    4.1 測量模塊電路設(shè)計(jì)
        4.1.1 測量模塊單片機(jī)電路
        4.1.2 超聲波傳感器驅(qū)動電路
        4.1.3 超聲波信號放大電路
        4.1.4 檢相電路
        4.1.5 DS18B20測溫電路
    4.2 主模塊電路設(shè)計(jì)
        4.2.1 主模塊單片機(jī)電路
        4.2.2 系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)
        4.2.3 紅外接收電路
        4.2.4 顯示電路
        4.2.5 報(bào)警電路
        4.2.6 標(biāo)準(zhǔn)頻率輸出及連接故障報(bào)警電路
    4.3 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述
    5.2 主程序設(shè)計(jì)
    5.3 紅外解碼程序設(shè)計(jì)
        5.3.1 NEC協(xié)議
        5.3.2 紅外遙控流程圖
    5.4 標(biāo)定程序設(shè)計(jì)
    5.5 數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)
    5.6 測溫程序設(shè)計(jì)
        5.6.1 DS18B20傳感器時(shí)序簡介
        5.6.2 測溫模塊設(shè)計(jì)
    5.7 數(shù)據(jù)存儲程序設(shè)計(jì)
    5.8 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)測試與誤差分析
    6.1 系統(tǒng)調(diào)試
    6.2 系統(tǒng)測試
    6.3 誤差分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3873119