便携式甲烷气体检测仪

【摘要】： 甲烷是煤矿井下主要的有害气体,严重威胁到井下作业人员的安全。如何实时准确地检测矿井中甲烷浓度是成为避免此类事故的关键。当甲烷浓度达到一定限度时,极易造成重大安全事故,甲烷气体浓度检测仪用于探测是否存在甲烷泄漏,从而预防此类安全事故的发生。 本文针对煤矿井下生产中存在的问题,设计了一种便携式甲烷气体检测仪。该仪器以催化燃烧式传感器为检测元件,采用红外遥控技术对仪器进行标定和报警点设置,可以准确地对甲烷浓度进行现场实时测量。当空气中甲烷含量超过预设报警值时,采用声光方式进行报警。本课题主要进行了以下几个方面的研究: 1.甲烷气体检测仪的硬件电路设计。以微控制器MSP430F437为核心搭建了系统的硬件平台,主要设计了恒温控制电路、调零电路、红外遥控电路、液晶显示电路、键盘接口电路和声光报警电路等电路。 2.甲烷气体检测仪的固件编程。根据设计功能要求需求,采用C语言进行了甲烷气体检测仪软件设计,实现了甲烷浓度数据采集、处理、显示及零点漂移和灵敏度补偿等功能。 3.系统调试。进行了甲烷气体检测仪整机调试,对实验数据进行了分析,为以后改进设计提供依据。 甲烷气体检测仪可以实时准确地检查矿井中甲烷浓度,预防重大事故发生,为井下作业人员提供了安全保障,具有较大的推广应用价值。 【关键词】：甲烷 便携式 检测 单片机
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP216
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 本课题研究的意义11
• 1.3 可燃气体检测技术及其发展现状11-14
• 1.3.1 可燃气体检测方法11-13
• 1.3.2 可燃气体检测技术发展及应用现状13-14
• 1.4 课题主要研究内容14-16
• 第2章 甲烷气体检测仪的工作原理及方案设计16-21
• 2.1 传感器结构及工作原理16-18
• 2.1.1 传感器结构16-17
• 2.1.2 传感器工作原理17-18
• 2.2 性能要求及工作原理18-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 便携式甲烷气体检测仪的硬件设计21-32
• 3.1 模拟电路设计21-23
• 3.1.1 恒温控制电路21-22
• 3.1.2 信号放大电路设计22-23
• 3.2 单片机选型23
• 3.3 调零电路和电子开关电路设计23-25
• 3.4 遥控器接收电路设计25-27
• 3.5 声光报警电路设计27
• 3.6 键盘接口电路设计27-28
• 3.7 电源电路设计28-30
• 3.8 液晶显示电路设计30-31
• 3.9 本章小结31-32
• 第4章 便携式甲烷气体检测仪软件设计32-41
• 4.1 MSP430 单片机开发环境介绍32-33
• 4.2 单片机主程序设计33-34
• 4.3 标定程序设计34-35
• 4.4 数据采集程序设计35-36
• 4.5 红外遥控解码程序设计36-38
• 4.6 FLASH 存储器程序设计38-40
• 4.7 本章小结40-41
• 第5章 便携式甲烷气体检测仪性能测试41-46
• 5.1 零点漂移测试42-43
• 5.2 灵敏度测试43-45
• 5.3 本章小结45-46
• 结论46-47
• 参考文献47-51
• 攻读学位期间发表的学术论文51-52
• 致谢52

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