矿区有毒气体检测的检测与抽排有哪些答疑

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淘豆网网友近日为您收集整理了关于基于51单片机的有毒气体监测
毕业论文的文档,希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍:探测器电源A/D7109排风图2-1系统框图由图可以看出毒气监测报警器的硬件部分设计是以单片机系统为核心,用于整个设计的数据处理以及控制显示电路、声光报警电路等正常工作。在这里我们选用ATMEL公司生产的8位单片机AT89S51,该种单片机与以往所采用的AT89C51相比新增加了很多功能,性能有了较大提升,片内4K的FLASH存储空间也能满足我们设计的要求,价格较之AT89C51基本不变甚至更低。甲烷传感器采用气敏传感器,用于探测采集毒气的浓度。由于该传感器的输出信号为模拟电压信号,要想将采集到的数据送至单片机系统进行数据处理则需要将模拟信号转换成数字信号,所以在这里我们还要选用ICL7109芯片进行模数转换处理。这里的ICL7109是一种双积分的12位A/D转换器,其性能价格比很高,是一种高精度、低噪声、低漂移A/D转换器。毒气浓度显示部分采用四位的LED数码管显示,在这里我们采用动态扫描方法来显示各种参数。综上所述,我们选择方案二。蜂鸣器、发光二极管(声光报警)73毒气监测系统主要器件的简介3.1气体传感器3.1.1气体传感器的分类气体传感器又叫气敏传感器,主要用来监测气体的特定成分。气体传感器通常以气敏特性来分类,主要可分为:(1)半导式方式包括氧化系、气敏二极管系、气敏MOSFET系。若气体接触到加热的金属,氧化物电阻值就会增大或者减少,其灵敏度高,构造电路简单,但输出与气体浓度不成比例。(2)固体电解质其利用铂等金属材料对氢吸附敏感使功函数改变原理制成,器特点是其他选择性好但不能重复使用。(3)接触燃烧式其原理是化学溶剂与气体反应产生使电导率发生变化。其特点是属于气体浓度成比例,但灵敏度较低。(4)其他类型包括光干涉式、热传导方式、红外线吸收式。气体传感器的类型虽然很多,但对它们有以下几个基本特性:(1)对被测气体要有高的灵敏度,尽量减少外界一如的干扰信号;(2)选择性要好,即对和被测气体共存的其他气体不敏感;(3)能够长期稳定工作,它是关系整个监测系统监测精度的一个重要环节。(4)检测和报警要迅速。(5)响应时间,指从气敏元件到被测气体接触到气敏元件的参数达到新的稳定状态下所需要的时间,表示了气敏元件的反应速度。(6)温度特性。气敏元件的特性随温度的变化而变化为温度特性。消除这种影响的方法是采用温度补偿法。(7)湿度特性。气敏元件的特性随环境会死度的不同而发生变化的特性成为湿8度特性。湿度特性是硬性检测精度的理工一个因素,就绝这一问题的措施之一是采用湿度补偿法。(8)电源电压特性电源电压发生变化时,气敏元件也会发生变化,解决的方法是采用恒压供电。3.1.2气体传感器的选择要进行—个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,而这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题:量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式;信号的引出方法,有线或是非接触测量;传感器的来源,国产还是进口,还是自行研制,价格能否承受。在考虑上述问题之后就能大致确定选用何种类型的传感器,然后再考虑传感器的具体性能指标,其具体性能指标见下。3.1.3气体传感器的主要特性(1)灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比,通常,在传感器的线性范围内,首先要考虑的是选择一种敏感技术,它对目标气体的阀限制(TLV-thresh-oldlimitvalue)或最低爆炸限(LEL-lowerexplosivelimit)的百分比的检测有足够的灵敏度,也就是通常我们说的希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时,与被测量变化对应的输出信号的值才比较大,有利于信号处理。但要注意的是,传感器的灵敏度高,与被测量无关的外界噪声也容易混入,也会被放大系统放大,影响测量精度。因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽量减少从外界引入的干扰信号。(2)稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性,取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时,整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化,表现为传感器9输出信号在工作时间内的降低。理想情况下,一个传感器在连续工作条件下,每年零点漂移小于10%。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外,主要是传感器的使用环境。因此,要使传感器具有良好的稳定性,传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前,应对其使用环境进行调查,并根据具体的使用环境选择合适的传感器,或采取适当的措施,减小环境的影响。传感器的稳定性有定量指标,在超过使用期后,在使用前应重新进行标定,以确定传感器的性能是否发生变化。在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合,所选用的传感器稳定性要求更严格,要能够经受住长时间的考验。(3)精度精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高,其价格越昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。如果测量目的是定性分析的,选用重复精度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度高的;如果是为了定量分析,必须获得精确的测量值,就需选用精度等级能满足要求的传感器。对某些特殊使用场合,无法选到合适的传感器,则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。在这里根据其具体的性能指标,结合此次设计的要求,我们选择使用的气体传感器为MQ-4型气体传感器,它属于电阻式半导体型气体传感器(是半导体金属氧化物陶瓷气体传感器),是一种用金属氧化物薄膜(例如:SnO2,ZnO,Fe2O3,TiO2等)制成的阻抗器件,其电阻随着气体含量的不同而变化。气味分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器传导率的变化。为了消除气味分子还必须发生一次氧化反应,传感器内的加热器有助于氧化反应进程。这种类型的气敏传感器具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。之所以选择MQ-4型气体传感器是因为它对甲烷、天然气有很高的灵敏度,有着很可靠的稳定性,快速的响应恢复特性,非常简单的驱动电路而且其使用寿命很长。是一种可以广泛应用于家庭,工业的甲烷,天然气的探测装置。103.2主控制器AT89S523.2.1MSC-51芯片资源简介89S51是MCS-51系列单片机的典型产品,我们就这一代表性的机型进行系统的讲解。89S51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:图3.4单片机内部结构示意图A.中央处理器中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单2播放器加载中,请稍候...
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文档介绍:
1摘要日常生活中经常发生毒气泄漏或者其他有毒气体危害人们的生命健康的事故。故此,本人联系实际和运用所学的电子技术知识,设计出一套有毒气体的检测电路,并且可以在有毒气体超标时能即时抽排出有害气体,就可以使人们的生命健康有一个保障同时也锻炼了自己的实践动手能力,培养了科学实践的兴趣,提升自己的专业知识面。当检测到有毒气体意外排时,发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示,当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统,排出有毒气体,更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后,系统自动回到实时检测状态。关键字:气体监测,单片机,自动控制2AbstractDailylifeoftenhappengasleakorothertoxicgasesharmpeople'idents.Therefore,actualandlearnedcontacttheelectronictechnologyknowledge,designedasetoftoxicgasdetectioncircuit,andcanbeinexcessofpoisonousgasescaninstantsmokeeductionharmfulgas,canmakepeople'slifeandhealthhaveasecurityalsotemperedtheirpracticalability,trainingscientificpracticeinterest,improvetheirprofessionalknowledge.identrow,sirenssoundandlightalarmsenttheintermittentflashinglightalarmprompt,whentoxicgaseswhenchro...
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