煤礦氣體檢測儀表的研究與開發(fā).pdf

1、煤礦中含有大量的CH<,4>(甲烷)及CO(一氧化碳)等易燃易爆氣體,發(fā)生事故后會造成巨大的經(jīng)濟損失,甚至危及礦工的生命.所以,對礦井中氣體進行快速準確地檢測顯得尤其重要,對易燃易爆混合氣體檢測儀表的研究和開發(fā)也一直是人們關(guān)注的問題.本課題是國家S863項目"易燃易爆氣體檢測微系統(tǒng)(No.2003AA404180)"的一部分,目的是為煤礦井下提供一種低功耗的智能儀表,該儀表能快速檢測混合氣體,保障礦工安全,減少事故發(fā)生.本文應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

2、算法,設(shè)計并制作了用于檢測CH<,4>和CO及其混合氣體的兩種智能儀表.這兩種儀表的主體電路均由氣體傳感器、加熱電源模塊、溫濕度傳感器、時鐘模塊、單片機、顯示器、數(shù)據(jù)存儲器、串口通訊八部分構(gòu)成.其中的氣體檢測儀表所使用的氣體傳感器和溫度傳感器由該S863項目負責單位中國電子科技集團公司第四十九研究所研制的.兩種儀表的區(qū)別在于一種儀表是基于氣體傳感器陣列工作在恒壓加熱方式,而另一種是基于單個氣體傳感器但是工作在脈沖加熱方式以減少功耗.在本

3、文研制的氣體檢測儀表中,分別將氣體傳感器信號、溫度信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成電信號輸出;采用TI公司的16位MSP430F149單片機測量氣體濃度信號、計算溫濕度,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)混合氣體濃度的量化分析,在氣體濃度超出設(shè)定報警閾值時,給出聲光報警;為防止掉電數(shù)據(jù)丟失,利用閃速存儲器AT45DB161B存儲報警閾值、數(shù)據(jù)采樣原始信號和氣體濃度等重要數(shù)據(jù);在PC機控制模式下,實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳;外部按鍵完成報警閾值設(shè)定等操作;利用液晶顯示氣體濃度、溫濕度