光学数字一体式甲烷检定器研发

【摘要】： 煤矿自然灾害较多,每个矿井都有发生冒顶、瓦斯爆炸的危险,一定数量的矿井还存在有煤与瓦斯突出的威胁。本文介绍了瓦斯的基本性质,瓦斯检测的现实意义,传统瓦斯检测方法介绍,催化瓦斯检测的基本原理,并主要介绍了本新型智能瓦斯检测仪的设计方法。 本文采用光电传感检测技术,高精度分光技术,结合光数一体化检测方案,形成甲烷气体浓度的智能化测量装置,并带有基于串口的检测数据分析管理软件设计,可生产成便携式仪器,亦可作为计算机外围集成器件,实现在线同步监测。系统采用光电互补测量的设计方案,集光—数于一体,LED光源,能读光谱,又能直接数字显示,同时具备数据记忆,超限声光智能报警,内设温度传感器,温度、气压变化软件自动补偿,检测精度高,抗干扰强,稳定性好,在数字电路模块中还增添了多项人性化的仪器设计理念,可扩展,接口方便。弥补了传统光干涉甲烷检测仪只能读光谱,读数不方便,人为误差大的缺陷,实现了光学和电学,软件和硬件的有机结合。整个系统装置结构紧凑、操作灵活,特别适用于现场甲烷浓度检测。 【关键词】：光电传感器 光干涉 甲烷 智能化 可编程
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TD712
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题的提出及研究意义9-11
• 1.1.1 引言9
• 1.1.2 甲烷气体概论9-10
• 1.1.3 甲烷浓度检测简介10-11
• 1.2 光干涉甲烷检测仪和其他类型甲烷检测仪的比较11-13
• 1.2.1 测量范围和精度12
• 1.2.2 外界环境因素的影响12-13
• 1.3 本仪器设计指标及功能13-15
• 1.3.1 传统目测式光干涉甲烷检测器的不足13
• 1.3.2 本仪器主要技术指标13-14
• 1.3.3 主要集成功能和特点创新14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 仪器整体分析与研究16-39
• 2.1 引言16-17
• 2.2 新型智能甲烷检测仪整体分析17-18
• 2.3 光学基础知识18-28
• 2.3.1 电光源基础知识18-21
• 2.3.2 激光光源21-25
• 2.3.3 LED光源25-28
• 2.4 光路改进分析28-33
• 2.4.1 光的透射28
• 2.4.2 光的反射28-29
• 2.4.3 光的干涉29-30
• 2.4.4 分光棱镜的采用30-33
• 2.5 电源改进分析33-38
• 2.5.1 升压电路33-36
• 2.5.2 恒流源电路36-38
• 2.6 本章小结38-39
• 第三章 CCD应用及驱动电路设计39-47
• 3.1 CCD应用技术简介39-43
• 3.1.1 CCD器件的主要特性参数39-41
• 3.1.2 各国CCD发展现状41-42
• 3.1.3 CCD发展趋势42
• 3.1.4 CCD应用42-43
• 3.2 典型CCD光学系统43-44
• 3.2.1 焦点、焦平面43-44
• 3.2.2 主点、主平面44
• 3.2.3 光学系统中光栅的作用44
• 3.3 CCD驱动设计44-46
• 3.3.1 可编程逻辑器件设计方法44-45
• 3.3.2 CCD驱动电路的时序要求45-46
• 3.4 本章小节46-47
• 第四章 单片机智能电路设计47-60
• 4.1 单片机应用综述47-49
• 4.1.1 单片机历史及其应用领域47-48
• 4.1.2 单片机常用芯片选型简介48-49
• 4.2 CCD输出信号前置处理49-51
• 4.2.1 CCD输出信号(OS)前置放大电路49-50
• 4.2.2 CCD输出信号滤波电路50-51
• 4.3 单片机数据采集方法51-55
• 4.4 单片机控制接口电路55-59
• 4.4.1 RS232接口电路55
• 4.4.2 RS485接口电路55-56
• 4.4.3 EEPROM电路56
• 4.4.4 实时时钟电路56-57
• 4.4.5 温度传感器电路57
• 4.4.6 12864液晶接口电路57-58
• 4.4.7 USB接口电路58
• 4.4.8 蜂鸣器电路58-59
• 4.5 本章小节59-60
• 第五章 软件设计与仪器整体集成60-97
• 5.1 CCD驱动时序的VHDL实现60-61
• 5.2 驱动电路时序仿真与实验测试61-63
• 5.3 检测软件功能模块组成63-82
• 5.3.1 检测流程分析63-64
• 5.3.2 检测程序C语言实现64-82
• 5.4 上位机数据管理分析软件实现82-93
• 5.4.1 Visual Basic编程语言82-83
• 5.4.2 通信控件MSComm使用83-84
• 5.4.3 上位机软件实现84-93
• 5.5 仪器整体集成93-96
• 5.6 本章小节96-97
• 第六章 总结与展望97-99
• 6.1 研究成果总结97-98
• 6.2 进一步的展望98-99
• 参考文献99-101
• 攻读学位期间发表的学术论文及参与的科研项目101-102
• 致谢102-103
• 附录103-104

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

面向21世纪的民用光电子技术    杨清宗

利用CCD实测数据恢复弹形的方法    赵庆岚,宋卫东,宋丕极,支建庄,田浩

一种具有激光光源的高灵敏光电传感器的设计    曹生现;杨善让;李永生;万瑞军;陈立军;

升压变换器的几个应用实例    楚子林;王天虹;

LED市场的主要领地:移动通信与TV背光源    林苑晴

CPLD在高速数据采集系统中的应用    代芬 ,张承学 ,刘延华

基于CPLD的线阵CCD数据采集系统的开发    李彩,刘勇,王安

光干涉式甲烷测定器的量值与温度波动    马忠斌

2000年CCD市场与技术动向    何兴仁

探测爆炸物激光传感器    王浩;

基于PLD的代码转换器的逻辑实现    钱萌,董小明

用FLASH设计编码器的工作原理流程    刘学莉

LED光输出特性随管芯封装位置变化    林秀华;江炳熙;

一种自由空间光通信光路的设计与分析    支新军,艾勇

梳状体二值化数据采集方法的研究    王庆有,朱晓华,王飞,齐龙,张致强

TDI-CCD的特性及改进方法分析    李文煜,程湘爱,赵伊君

航空接插件线簧孔视觉检测系统的研制    包立君;浦昭邦;唐文彦;

一种变阈值二值化CCD像元细分技术研究    张南洋生;张波;杨坤涛;

平列式线阵彩色CCD摄像机的色彩偏移与校正    陈文涛;刘永贵;曹晓莉;

基于Web服务器的高性能CCD相机数据采集系统设计    赵凯生;刘爽;龙再川;杜昊;

基于C8051F的便携式双通道振动测试分析仪    何青;杜冬梅;

基于位移传感器的数据采集系统研究    张泽宇;刘长岭;

基于国产TDICCD的成像系统设计与实现    鲍峰;李金;周建勇;王颖;

EMBCCD时序信号电压转换电路的设计    井亚舟;刘广荣;

基于CCD传感器的空间目标探测可重构高速图像处理机设计    马云;王宏义;董文娟;王卫华;陈曾平;

机载激光扫描测高系统的试验    张和生;薛光武;刘鸿福;

激光投线仪610自动检测系统    何平安;胡亚文;陶慧玲;宋燕新;

一种高频信号相位差测量的方法    翟瑞永;萧宝瑾;

小波变换在齿轮边缘检测中的应用    刘双喜;邢济收;魏建亮;

一种基于线阵CCD的光强分布测量电路设计    宋婵;朱鹏;辛勤;

基于单目视觉的散焦测距算法的研究    董杰

金属带式无级变速器控制系统和控制策略研究    杨新桦

基于遥感影像的城市建成区扩张与用地规模研究    李爱民

直线边缘光学精密测量系统研究与开发    雷波

逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究    卢科青

单反数码相机精密位移测量研究    易学锋

节能型自治式多功能海洋环境监测系统的数据采集控制器的研究    刘素花

玉米果穗产量实时监测方法及其应用研究    齐江涛

网络控制系统的故障检测与诊断技术    张捷

隧道支护体结构健康监测技术研究    林强

机载LiDAR数据插值方法研究    马剑

智能CCD垂线坐标仪    徐成功

基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计    刘鲁艳

智能压力变送器的研究    徐国栋

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

轴承滚子外径非接触检测系统及算法的研究    孙冰

数字视频在多光轴动态同步检测中的应用    姜涛

基于路径识别的机器人视觉导航技术的研究    齐晓飞

大型板类零件孔形位尺寸检测系统    曹自然

基于PCI总线的高速、高分辨CCD图像采集系统的研制    李洋

CCD驱动信号的几种产生方法    谷东兵

光电倍增管展望    周荣楣

SID’00国际信息显示年会简介    李青,张旭苹

2000年CCD市场与技术动向    何兴仁

CCD时序信号发生器的设计    魏仲慧

微加工中一种新型刻蚀深度实时检测系统    赵光兴,陈洪,候西云,程上彝,杨国光

肉类保水性对水分快速测定的影响与改善方法    滕召胜,张洪川,金社胜,孙环,于晶荣

微光图像的计算机模拟    武英,王庆宝,喻春雨

基于FPGA的红外焦平面成像电路的研究    曾祥鸿,师汉民,姜宏滨,朱英富,张国良,潘德彬

科学CCD的过去、现状和未来    

基于CCD的高精度线径测量系统研究    苏波

瓦斯集中监视装置(2)    

矿井瓦斯恒温法检测的研究    童敏明 ,吴震春

AZWJ—1型智能化瓦斯检测记录仪    姚鸿熙,黄建敏

再谈数理统计在瓦斯检测中的应用W.A.shewhart控制图法    谢建民

CG系列抗积碳瓦斯检测元件研制成功    苏潭

浅析瓦斯检测仪器在缺氧区域检测数据的误差规律    尹训涛 ,赵延湘 ,张明宝

ADJ-2 型瓦斯警报断电仪的研制    衡智,李烈彪

新型瓦斯传感器关键技术的研究    童敏明,杨胜强,田丰

基于虚拟仪器的红外瓦斯传感系统研究    李文江;杨崔;王涛;

基于AT89C52单片机的智能型瓦斯检测仪的设计    徐长安;

光谱吸收在瓦斯检测中的应用    李雯;陈国民;

智能光干涉瓦斯检测仪器的设计与研究    肖鸣;

矿用智能瓦斯传感器的研制    马宏伟;杨小刚;张旭辉;

全光纤瓦斯传感系统研制及其在煤矿中的应用    魏玉宾;倪家生;李艳芳;王昌;刘统玉;

地震叠前AVO反演预测煤与瓦斯突出区基础研究    胡朝元;彭苏萍;李国法;詹阁;邹冠贵;师素珍;

光电子技术在煤炭安全生产中的应用    武金磊;杨勇;孙亚军;杜文惠;

漳平煤矿瓦斯地质特征与瓦斯灾害防治    庄宝发;

肥城矿区瓦斯涌出来源分析与防治对策研究    王开德;

复杂地质构造条件下的瓦斯分析    林旺;

新型光纤瓦斯监测仪在瓦斯抽采发电上的应用    魏玉宾;刘统玉;王哲;赵艳杰;马晓钟;胡志伦;

“假检就是杀人！”    本报记者 来永臣

我省重点支持新型瓦斯传感器研发    《人民政协报》记者 武珍

江苏煤监局组织校企联手攻关    李强

抢占量子级联激光器市场化制高点    本报记者 张强

责任让我守规章    本报记者 冯淮河 杨晓东

控制特大事故 降低死亡率    本报记者

范维唐“开方”控制特大事故 降低死亡率    本报记者

让高风险在优秀中化解    通讯员 杨广臣 康俊杰

很多事故缘于不老实    秋水寒

一年安全掘进二十三公里    通讯员 邵中奇

基于支持向量机的矿用红外瓦斯检测系统研究    张丽

基于光谱吸收的瓦斯检测技术及实验研究    吴希军

企业风险监控与安全管理预警技术研究    曹庆贵

智能瓦斯检测系统的研制    陈磊

红外吸收式瓦斯检测系统开发    瞿明

Duffing混沌系统理论在煤矿瓦斯检测中的应用研究    张秉涛

基于ZigBee无线传感网络的煤矿瓦斯检测系统的分析与设计    张琛琛

基于嵌入式技术的甲烷检测仪的研制    陈俊英

基于现场总线技术的瓦斯检测及报警系统    郏东耀

智能型光纤瓦斯传感器技术研究    孙红鸽

矿用智能瓦斯传感器及其实验装置研制    杨小刚

MEMS红外瓦斯传感检测系统的研究    谭秋林

特长隧道射流通风与多作业面条件下通风技术    罗占夫