【正文】 本公司生產(chǎn)的 FYF 型遙控器 防爆標(biāo)志： ExibI 14 防爆合格證號 ： 1044440 安全標(biāo)志證號： 20202726 報警方式 :聲光，其中 : 音量 : ≥85dB 光可見度 : ≥20m 工作方式 :擴(kuò)散式 防爆型式 :礦用本安兼隔爆型； 防爆標(biāo)志： ExibdI。%CH4 ～ %CH4 ≤177。 目前 該傳感器 已廣泛應(yīng)用于全國大、中、小型煤礦，在國內(nèi)市場占有率超過 60％，在煤礦預(yù)防瓦斯災(zāi)害方面經(jīng)常發(fā)揮重要作用，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益 。 智 能瓦斯監(jiān)測儀原理框圖 12 3 硬件電路介紹 甲烷傳感器 KG9701 型智能低濃度 瓦斯 傳感器 KG9710 型智能低濃度 瓦斯 傳感器 主要用于監(jiān)測煤礦井下環(huán)境氣體中的瓦斯?jié)舛?，是煤礦預(yù)防瓦斯突出和瓦斯爆炸必不可少的測量儀表。當(dāng)瓦斯體積分?jǐn)?shù)增加時，減少脈沖的寬度 T以減少通過元件的平均電流。方程兩邊在催化傳感元件達(dá)到熱平衡時是相等的。 變流瓦斯檢測方法的原理 變流檢測方法是一種使載體催化傳感元件在檢測瓦斯氣體時保持恒溫狀態(tài)的新型檢測方法。這種方法保證了在任何 CH4 濃度下，測量元件的溫度不變，徹底有效地杜絕了高濃 CH4 的燃燒，大大延長了催化元件的使用壽命，也使儀器的零點(diǎn)穩(wěn)定性、精度穩(wěn)定性得到了的提高。 變流瓦斯檢測方法的原理 變流瓦斯檢測方法的基本思想 為了解決上節(jié)所提到催化傳感器存在的問題，就必須拋開連續(xù)電流供電的傳統(tǒng)方法，以保證測量元件與參比元件溫度永遠(yuǎn)相等，設(shè)計出真正的恒溫檢測橋路。 2)發(fā)光二 極管亮但不閃爍： ① ．測三極管 VT2，若 VT2 擊穿，更換 VT2 故障即可排除； ② ．測 ICl⑥ 、 ⑦ 腳的電平，若為低電平，查 RP1 及連線是否有斷線或虛焊，查 C1 是否擊穿及 ICl② 腳是否懸空。當(dāng) C2上的充電電壓超過 2/3VDD 時， 555 復(fù)位， 3腳輸出低電平， BG2 相應(yīng)截止，可控硅 SCR 斷開。 555 與 R C2 組成一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，調(diào)節(jié)電阻 R6使 ② 腳的電壓略高于 l/3VDD。此時報警器便進(jìn)入報警守候狀態(tài)。 脈沖電壓穩(wěn)幅電路 電路中選用 TL431 芯片對比較器輸出的脈沖電壓進(jìn)行穩(wěn)幅。電 路如圖 10 所示： 圖 10 電壓比較器電路 這里選用的電壓比較器的型號為 AD790，它有同相和反相兩個輸入端，同相端接鋸 7 齒波電壓信號，反相端接瓦斯檢測電路的輸出電壓，也就是脈沖電壓寬度的控制信號。其非線性可控制在 1%以下，且溫度穩(wěn)定性好。在圖 8 中有： 12042 )1( ofo URRU ?? 取204RRf 為 14 左右，則可將瓦斯催化燃燒產(chǎn)生的電壓放大到合適的幅值與鋸齒波電壓進(jìn)行比較。當(dāng)有瓦斯氣體時，在黑元件上發(fā)生催化燃燒，黑元件溫度上升，其阻值也隨之上升，它上面的電壓升高，不難推出： )()(2)(2)()0()()()0(214 iCHiRRRRRiRRiiRRRiUUU白白黑黑黑白黑白白黑????????????? 式中 )0(黑R 、 )0(白R 為無瓦斯時的阻值， )(iR黑 、 )(iR白 為電流流經(jīng)元件時溫度上升產(chǎn)生的阻值， )(4CHR黑為瓦斯氣體在元件上燃燒時溫度上升產(chǎn)生的阻值，前面已經(jīng)提及，所謂的恒溫是指溫度在一個很小的范圍內(nèi)波動近似看成的，因此 )(iR黑 、 )(iR白 、 )(4CHR黑的值都是非常小的，故Δ U 也很小，需要經(jīng)過放大才能與鋸齒波進(jìn)行比較。在一系列鋸齒波作用下，比較器就輸出一矩形脈沖電壓系列； D 部分由高準(zhǔn)確度可控穩(wěn)壓管 TL431 構(gòu)成的脈沖穩(wěn)幅電路，當(dāng)通過 TL431 的電流在 (1～ 100)mA 范圍內(nèi)時，只要分壓電阻的溫度系數(shù)相同，則輸出電壓有很高的穩(wěn)定性，從而保證了在輸入脈沖幅值變化時，輸出脈沖的幅值恒定。監(jiān)測到的信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后發(fā)出指令，如果瓦斯超過規(guī)定值，該系統(tǒng)可以立即發(fā)出聲光報警并自動發(fā)出執(zhí)行指令以降低瓦斯?jié)舛取＿@些系統(tǒng)的運(yùn)用，極大的降 低了煤礦瓦斯事故。特別是由瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)所形成的全省煤礦四級信息網(wǎng)絡(luò)平臺，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及信息技術(shù)用于瓦斯安全治理的一項創(chuàng)舉，極大的促進(jìn)了山西煤炭信息化工作。同時，監(jiān)控軟件還可以對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、處理、分析和存檔，可以作為相關(guān)負(fù)責(zé)人員決策的重要依據(jù)。井下部分 2 主要通過各種檢測設(shè)備（各種傳感器，如風(fēng)量傳感器、負(fù)壓（壓力）傳感器、一氧化碳傳感器和礦用設(shè)備開停傳感器等）來采集井下各種氣體的濃度與含量、井下空氣狀況、設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況等 數(shù)據(jù)，然后通過現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄稀?1983 年以后，國內(nèi)有多種型號礦井監(jiān)控系統(tǒng)通過了技術(shù)鑒定，逐步實(shí)現(xiàn)了對煤礦礦井安全、生產(chǎn)多種參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測、監(jiān)控、數(shù) 據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理。 20 世紀(jì) 60 年代初期，我國開始研制載體催化元件，隨著敏感元件制造水平的提高和電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路、微型計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使監(jiān)控技術(shù)進(jìn)入 了新的發(fā)展時期。利用火焰的高度來檢測瓦斯?jié)舛龋?0 世紀(jì) 30 年代，日本發(fā)明了光干涉瓦斯檢定器，一直沿用至今； 20 世紀(jì) 40 年代，美國研制了檢測瓦斯?jié)舛鹊拿舾性?— 鉑絲催化元件； 1954 年，英國采礦安全所研制了最早的 載體催化元件。有時也單獨(dú)指甲烷。 3 硬件電路介紹 ........................................................... 12 甲烷傳感器 ........................................................ 12 KG9701 型智能低濃度 瓦斯 傳感器 ............................. 12 高濃度瓦斯傳感器 (國產(chǎn) ) 型號 :ZR14GJW4/100 ................... 13 ADC0809 引腳圖與接口電路 ......................................... 14 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 ADC0809 簡介 ................................. 14 . ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ......................................... 16 ．信號引腳 ................................................... 17 MCS51 單片機(jī)與 ADC0809 的接口 ............................... 18 A/D 轉(zhuǎn)換應(yīng)用舉例 ........................................... 22 AT89C51 簡介 ..................................................... 22 AT89C51 概述 ................................................ 22 主要特性 .................................................... 23 管腳說明 .................................................... 24 振蕩器特性 ................................................. 25 芯片擦除 .................................................... 25 8155 簡介 ......................................................... 29 8155 各引腳功能 ............................................. 29 8155 的地址編碼及工作方式 .................................. 30 8155 的定時 /計數(shù)器 ......................................... 30 DAC0832 介紹 .................................................... 31 LED 顯示器 ....................................................... 35 LED 顯示器的結(jié)構(gòu) ............................................ 35 LED 顯示器的工作原理 ........................................ 37 ii 4 PID 控制 .............................................................. 38 PID 控制器介紹 .................................................... 38 PID 控制實(shí)現(xiàn) ...................................................... 43 5 軟件流程圖 ............................................................. 46 總結(jié) ..................................................................... 48 參考文獻(xiàn) ................................................................. 49 致謝 ..................................................................... 50 1 1 緒論 引言 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對煤炭需求量也越來越大，這就使得煤礦的安全生產(chǎn)面臨著一個十分嚴(yán)峻的問題。 關(guān)鍵詞：瓦斯， AT87C551， PID 控制器 II BASED ON THE UNDERGROUND GAS DENSITY SINGLECHIP MICROCOMPUTER INTELLIGENT SENSE ORQAN DESIGN ABSTRACT With the rapid development of China39。 在文章里，我針對瓦斯的特點(diǎn)，設(shè)計出同時監(jiān)測高低濃度的瓦斯系統(tǒng)，全天候不間斷的對井下瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行監(jiān)測。這篇文章就是針對導(dǎo)致礦難頻發(fā)的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行監(jiān)控而設(shè)計的。 該傳感器以 AT87C551 單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)對瓦斯的檢測、報警和控制，安全可靠，經(jīng)久耐用，適合各類煤礦瓦斯的監(jiān)控，可以大大降低煤礦事故的發(fā)生，降低企業(yè)成本，提高煤炭開采率，為我國煤炭事業(yè)做出貢獻(xiàn)。s occurrence greatly, reduces the private costs, raises the coal recovery ratio, makes the contribution for our country coal enterprise. KEYWARDS: gas, AT87C551, PID controller i 目錄 摘要（中文） .............................................................. I 摘要（英文） ............................................................. II 1 緒論 .................................................................... 1 引言 ............................................................... 1 系統(tǒng)簡介 ........................................................... 2 2 系統(tǒng)功能介紹 ............................................................ 3 性能描述 ........................................................... 3 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu) ...................................... 錯誤 !未定義書簽。 煤礦瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的 以甲烷為主的有害氣體的總稱。 1815 年，英國發(fā)明的世界上第一種瓦斯監(jiān)測儀器 —— 瓦斯檢定燈。從新中國成立初期到