红外吸收型煤矿甲烷检测仪的研制
红外吸收型煤矿甲烷检测仪的研制【摘要】:利用甲烷气体对红外辐射有选择性吸收且吸收强度是甲烷浓度的函数这一关系,研制了红外吸收型煤矿甲烷检测仪。该检测仪将红外辐射强度转化为电压信号,
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN215
【目录】:
- 独创性说明3-4
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 绪论8-13
- 1.1 课题背景8-9
- 1.2 煤矿甲烷检测技术概述9-11
- 1.3 红外吸收型煤矿甲烷检测仪的国内外研究概况11-12
- 1.4 本文开展的主要工作12-13
- 2 红外吸收型气体传感器的工作原理13-18
- 2.1 Beer-Lambert定律13-14
- 2.2 红外吸收型气体传感器的结构14-16
- 2.2.1 红外光源14-15
- 2.2.2 红外探测器15-16
- 2.2.3 红外滤光片16
- 2.3 红外甲烷气体传感器 IR32BC16-18
- 3 红外吸收型煤矿甲烷检测仪的设计18-50
- 3.1 设计概述18
- 3.2 单片机的选择18-20
- 3.2.1 MSP430系列单片机与 MCS-51系列单片机的比较18-19
- 3.2.2 MSP430F149单片机19-20
- 3.3 系统硬件设计20-35
- 3.3.1 系统电源电路21-23
- 3.3.2 光源调制电路23-24
- 3.3.3 信号调理电路24-25
- 3.3.4 温度测量电路25-26
- 3.3.5 数据存储模块26-29
- 3.3.6 液晶显示模块29-30
- 3.3.7 4~20mA标准输出模块30-33
- 3.3.8 串口模块33-34
- 3.3.9 报警电路34-35
- 3.4 系统软件设计35-43
- 3.4.1 软件整体设计35-36
- 3.4.2 系统初始化36-39
- 3.4.3 定时器 Timer_A中断服务程序39-40
- 3.4.4 串口中断服务程序40-41
- 3.4.5 I~2C总线读、写时序的实现41-43
- 3.5 系统低功耗设计43-44
- 3.5.1 硬件低功耗设计43
- 3.5.2 软件低功耗设计43-44
- 3.6 测试及结果44-50
- 3.6.1 灵敏度标定与浓度测量44-47
- 3.6.2 4~20mA模拟信号输出测试47-50
- 4 红外吸收型甲烷气体传感器的研制50-57
- 4.1 红外光源IR715和红外探测器 LHI81450-51
- 4.2 光源调制频率的确定51-52
- 4.3 气室长度的确定52-54
- 4.4 传感器性能测试54-57
- 5 通信软件57-67
- 5.1 软件启动流程58
- 5.2 串口通信的实现58-60
- 5.3 系统数据库管理60-62
- 5.4 通信协议62-67
- 5.4.1 报文解析62-64
- 5.4.2 CRC校验64-67
- 结论67-68
- 参考文献68-70
- 附录A 红外吸收型煤矿甲烷检测仪电路图70-71
- 攻读硕士学位期间发表学术论文情况71-72
- 致谢72-73
- 大连理工大学学位论文版权使用授权书73
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