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1、華北科技學院畢業(yè)設計(論文)目錄設計總說明IDesignspecificationIV1緒論11.1本課題的研究背景及意義11.2國內外發(fā)展概況和研究方向21.3課題主要研究內容與要求42系統(tǒng)總體設計方案52.1系統(tǒng)設計模塊52.2系統(tǒng)功能描述63硬件設計73.1硬件系統(tǒng)設計73.2信號采集電路73.2.1瓦斯傳感器的種類73.2.2催化燃燒法83.2.3載體催化燃燒式傳感元件結構93.2.4什么是黑白元件103.2.5載體催化元件工作檢測電路103.3本章小結123.4傳感器的選擇123.4.1MJC4/3.0L型傳
2、感器技術指標143.4.2MJC4/3.0L的基本測試電路153.4.3MJC4/3.0L型傳感器的特點163.5A/D轉換電路173.5.1A/D轉換器的種類173.5.2A/D轉換器的主要技術參數(shù)223.5.3ADC0809的內部邏輯結構223.5.4ADC0809引腳結構233.5.5ADC0809應用說明263.6顯示電路26華北科技學院畢業(yè)設計(論文)3.7聲光報警電路273.8單片機最小系統(tǒng)283.9電源5V穩(wěn)壓電路設計314軟件設計324.1概述324.2系統(tǒng)流程圖324.2.1各子函數(shù)的設計344.2.
3、2編程語言的選擇355protues仿真37參考書目42致謝43附錄44華北科技學院畢業(yè)設計(論文)設計總說明本次設計的目的是設計一個便攜式的瓦斯監(jiān)測儀器,用于煤礦工作中測量瓦斯?jié)舛群瓦M行聲光報警。濃度測量范圍為0-4%,并可以通過LED或者LCD直觀的顯示出來。報警濃度為1%,當檢測儀器顯示的濃度為1%或1%以上的話報警燈和蜂鳴器就會啟動。設計用到的工具有;計算機,protues軟件,keil軟件,以及參考文獻若干。Keil軟件是進行編程和輸出仿真可用的程序文件,protus則是用于畫電路圖和進行仿真驗證設備功能是否
4、能夠達到。在設計的過程中,本著與實踐相結合的原則對設計進行優(yōu)化處理,比如運算放大器的實際放大并不是全程線性放大,濃度也不一定是穩(wěn)定值等等方面。結合實際對數(shù)據出來進行了優(yōu)化。而設計的背景及意義則是結合實際情況,方便煤礦安全生產和運行,降低和擺脫瓦斯事故的威脅:煤炭一直是國名經濟的命脈,是社會發(fā)展不可或缺的基礎資源。中國的電力、冶金、建材、化工等行業(yè)都離不開煤炭。保障煤炭供應是我國宏觀調控的重要政策之一,因此提高煤礦產量對我國經濟發(fā)展至關重要。一直以來我國煤礦以“安全第一,預防為主”為主要方針。而瓦斯威脅著安全生產。而就我
5、國的地質現(xiàn)狀,瓦斯礦井分布較多,而且不論大小煤礦瓦斯礦井的數(shù)目不容小視,伴隨著開采深度的增加,瓦斯的涌出量呈現(xiàn)出增長狀態(tài)。在每年的煤礦事故中,瓦斯事故依然占有很大比重。為了做到防范于未然,實時監(jiān)測瓦斯?jié)舛炔⒓皶r做出應對措施顯得極其重要。在實際生產中:礦井總回風巷或一翼回風巷的瓦斯?jié)舛茸罡卟怀^0.75%,否則必須查清楚原因,然后進行解決,并報告工程師。采區(qū)、采媒工作面回風巷中瓦斯?jié)舛炔坏贸^1%時,若濃度超過1%時務必終止工作,工作員工必須離開,然后礦總負責人采取制定解決方案,盡快處理。IX華北科技學院畢業(yè)設計(論文)
6、機械化、水采和煤層厚度小于0.8米的保護層的采煤工作面的風流,在經過優(yōu)化處理后,若工作面回風巷中的瓦斯?jié)舛热蕴幱?%上,其瓦斯的濃度最高為1.5%(需經過最高負責人的允許),在這種情況下,甲烷氣體的濃度不得超過此濃度。采掘工作面的風流瓦斯?jié)舛热绻?%,電鉆得停止工作;要放炮時,如果處于放炮地點附近20米內風流中的瓦斯?jié)舛冗_到1%時,則放棄放炮。采掘工作面和電動機及其開關地點附近20米以內的風流瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時,工作面必須切斷工作電源,處理問題,直到處理完畢;且電動機必須處于關閉狀態(tài),撤出所有閑雜人等進行解決問題
7、,解決完畢再開放工作。采掘工作面半立方米的空間容聚的瓦斯?jié)舛雀哂?%時,不得有人,不能有用電設備,而且盡快處理問題。裝有斷電儀的采煤機械化采掘工作面內,機器周圍環(huán)境的濃度達到1%是發(fā)出警報,超過1.5%時必須斷電停止工作。本設計以單片機為核心,結合煤礦工作面回風巷等工作環(huán)境的實際情況,能夠實現(xiàn)對煤礦不同工作區(qū)域的瓦斯監(jiān)測報警,提醒工作人員時刻處于安全瓦斯?jié)舛拳h(huán)境內工作。而且能直觀透過LED數(shù)碼顯示管顯示瓦斯的濃度,結構簡單合理,便于攜帶。該檢測儀儀AT89C51單片機為中央處理器,能夠通過三位LED數(shù)碼管顯示濃度值,并
8、在1%濃度時發(fā)出報警并改變指示燈的狀態(tài)(綠燈為安全濃度,紅燈為超出安全濃度狀態(tài))。本設計包括信號采集、信號放大、數(shù)模轉換、LED顯示、聲光報警和按鍵調節(jié)六個模塊。信號采集模塊的核心是甲烷傳感器MJC4/3.0,該傳感器輸出電壓呈現(xiàn)線性,有較快響應速度,選擇性、重復性較好,除此外元件運行穩(wěn)定可靠,還能抗硫化氫中毒。催化燃燒法運用的是