煤礦氣體檢測(cè)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(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至危及礦工的生命.所以,對(duì)礦井中氣體進(jìn)行快速準(zhǔn)確地檢測(cè)顯得尤其重要,對(duì)易燃易爆混合氣體檢測(cè)儀表的研究和開發(fā)也一直是人們關(guān)注的問(wèn)題.本課題是國(guó)家S863項(xiàng)目"易燃易爆氣體檢測(cè)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(cè)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(jì)并制作了用于檢測(cè)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(shí)鐘模塊、單片機(jī)、顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、串口通訊八部分構(gòu)成.其中的氣體檢測(cè)儀表所使用的氣體傳感器和溫度傳感器由該S863項(xiàng)目負(fù)責(zé)單位中國(guó)電子科技集團(tuán)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(gè)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(cè)儀表中,分別將氣體傳感器信號(hào)、溫度信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出;采用TI公司的16位MSP430F149單片機(jī)測(cè)量氣體濃度信號(hào)、計(jì)算溫濕度,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)混合氣體濃度的量化分析,在氣體濃度超出設(shè)定報(bào)警閾值時(shí),給出聲光報(bào)警;為防止掉電數(shù)據(jù)丟失,利用閃速存儲(chǔ)器AT45DB161B存儲(chǔ)報(bào)警閾值、數(shù)據(jù)采樣原始信號(hào)和氣體濃度等重要數(shù)據(jù);在PC機(jī)控制模式下,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳;外部按鍵完成報(bào)警閾值設(shè)定等操作;利用液晶顯示氣體濃度、溫濕度