高速多测点甲烷浓度网络监测系统的研制

【摘要】：甲烷(CH4)是一种易燃易爆气体，是煤矿瓦斯的主要成分，它是各种地质开采特别是煤炭开采中事故的隐患之一，甲烷浓度检测成为保障煤矿安全生产的重要手段。论文针对当前甲烷(瓦斯)监测系统存在的无预警能力，网络集成化程度不高，测点较少等共性问题，提出研制新型的甲烷浓度监测系统，该系统传感器功耗低，测点多，适合甲烷浓度的全方位测量。通过多点测量，系统可给出矿井内甲烷浓度分布的全面信息。该系统除具有动态实时监测功能外，还可与历史数据进行比较，得出甲烷浓度的变化趋势，经过与内设的预警阈值进行比较提供预警能力。研制的重点是降低甲烷传感器功耗、提高响应速率、延长数据无误差传输距离，使单个分站能够容纳更多的传感器，从而确切了解甲烷浓度分布的真实情况。 低功耗智能甲烷传感器的研制从硬件和软件两方面进行。在硬件电路方面，研制了高效率的DC-DC转换模块；选用集成高速8位AD／DA转换电路、512字节数据EEPROM、8K程序FLASH、增强型UART的微控制器P89LPC935作为CPU；采用应用成熟的催化燃烧元件作为敏感元件；数据通信采用远距离、低功耗、高可靠性调制解调芯片 【关键词】：甲烷 监测 低功耗 催化 本安特性
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP274.4
【目录】：

• 第一章 绪论10-18
• 1.1 选题的目的与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.3 研制方案16-18
• 第二章 监测系统构成18-21
• 2.1 监测系统主要设备19-20
• 2.2 系统特点20-21
• 第三章 智能甲烷传感器研制21-51
• 3.1 载体催化元件的工作原理21-24
• 3.2 传感器硬件设计24-39
• 3.2.1 硬件系统总体设计24-25
• 3.2.2 DC-DC转换模块设计25-28
• 3.2.3 敏感元件与信号放大28-30
• 3.2.3 控制CPU选择30-32
• 3.2.4 显示与声光报警32-34
• 3.2.5 遥控调校电路34-36
• 3.2.6 输入输出接口36-39
• 3.3 传感器软件设计39-51
• 3.3.1 传感器软件总述39-42
• 3.2.2 任务管理程序42-43
• 3.3.3 集成A/D转换器的使用43-46
• 3.3.4 非线性校正46-47
• 3.3.5 敏感元件保护47-48
• 3.3.6 软件运行状况监测48-51
• 第四章 系统低功耗措施51-54
• 第五章 研制总结54-58
• 参考文献58-60
• 致谢60-61
• 攻读硕士期间发表的学术论文61

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