【正文】 ，因此檢測(cè)甲烷濃度的儀器，有的叫瓦斯檢定器，有的又叫沼氣檢定器，在這里，甲烷，沼氣和瓦斯是同義詞。 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(cè)儀器 —— 瓦斯檢定燈。從新中國成立初期到 20世紀(jì) 70 年代，煤礦下井人員主要使用光學(xué)瓦斯檢定儀、風(fēng)表等攜帶式儀器檢測(cè)井下環(huán)境參數(shù)。 1983 年至 1985 年，從歐美國家先后引進(jìn)了數(shù)十套監(jiān)控系統(tǒng)及配套的 4 傳感器和便攜式儀器裝備煤礦礦井，并相應(yīng)地引進(jìn)了部分監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器和敏感元件制造技，由此推動(dòng)了我國礦 井安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。 傳統(tǒng)的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)大體可以分為兩大部分：井下部分和井上部分。上面有井下每一個(gè)傳感器的標(biāo)簽，所顯示的數(shù)據(jù)通過上傳數(shù)據(jù)的改變而不斷刷新。以山西省為例，近幾年，特別是 2021 年以來，山西省煤炭系統(tǒng)在黨和各級(jí)政府及安全部門的重視下，全省煤礦信息化工作有了新發(fā)展，取得了新成績。地方煤礦現(xiàn)有 2806座礦井全部安裝了瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，已連網(wǎng)運(yùn)行 2671座。什么是測(cè)量呢 ?測(cè)量是人們對(duì)自然界的客觀事物取得數(shù)量觀念的一種認(rèn)識(shí)過程。它不僅可以連續(xù)監(jiān)測(cè)采煤機(jī)附近風(fēng)流的甲烷濃度，而且在甲烷濃度超限時(shí)還可發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)切斷采煤機(jī)的工作電源以防發(fā)生瓦斯事故 , 確保生產(chǎn)安全。 ：是指在測(cè)量中所測(cè)數(shù)值重復(fù)一致的程度。它用精密度的數(shù)值和觀測(cè)時(shí)間長短一起來表示。對(duì)生產(chǎn)者來講，以重金制造高質(zhì)量的產(chǎn)品是比較容易的。 6 2 礦內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的基本介紹 礦內(nèi)污染物種類繁多，不可能逐一測(cè)量，研 究的思路是用一個(gè)典型的污染物來代表一類污染物，這種污染物稱為評(píng)價(jià)指標(biāo)?！兑?guī)程》容許其最高濃度為 0． 00066％。《規(guī)程》容許其最高濃度為 0． 00025％。 （ 6）氨氣（ NH。《規(guī)程》規(guī)定其最高容許濃度為 0． 5％?，F(xiàn)在執(zhí)行的是國家煤礦安全監(jiān)察局于 2021年 1月 17日以煤安監(jiān)行管 [2021]1號(hào)文件下發(fā)的《煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 化考核評(píng)級(jí)辦法（試行）》版本。光學(xué)零件加工復(fù)雜，成本較高和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)較困難。目前國內(nèi)外檢測(cè)甲烷的儀器廣泛采用這一原理。 紅外線式是利用甲烷分子能吸收特定波長的紅外線來測(cè)定甲烷濃度。這一原理是利用氣敏半導(dǎo)體被加熱到 200℃時(shí)， 其表面能夠吸附甲烷而改變其電阻值來檢測(cè)甲烷濃度。比較這兩種速度就可測(cè)定高濃度甲烷。測(cè)量空氣介質(zhì)和被測(cè)甲烷中的電流大小，便可測(cè)出甲烷濃度。鉑絲螺旋圈完成加熱 。 載體催化燃燒式傳感器一般被制成一個(gè)便于測(cè)量的探頭，探頭可以單獨(dú)設(shè)置，也可以作為一個(gè)獨(dú)立單元裝配在儀器內(nèi)使用。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本項(xiàng)目采用熱催化式工作原理。 使用時(shí)一般將黑白元件串聯(lián)，作為電橋的一臂，用普通電阻構(gòu)成電橋的另一臂，電橋的兩端加上穩(wěn)定的工作電壓 U。其基本原理是根據(jù)甲烷在一定的溫度條件下 氧化燃燒，且在一定的濃度范圍內(nèi)，不同濃度的甲烷在燃燒過程中要釋放出熱量不同的特性，來達(dá)到測(cè)定甲烷濃度的目的。根據(jù)上述幾方面及本課題的實(shí)際情況，單片機(jī)型號(hào)的選擇主要從以下兩點(diǎn)考慮 : 一：是要有較強(qiáng)的抗干擾能力。 AT89C51 單片機(jī)是 AT89C系列單片機(jī)中的一種，圖 32 是一般常用的雙列直插式，它是在現(xiàn)己廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制等各領(lǐng)域。全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘 圖 32 AT89C51芯片 12 (2)管腳說明： VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可 以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被 內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。另外， 該引腳被略微拉高。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 XTAL1： 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在芯片擦操作 中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 在選擇敏感元件時(shí)，主要從以下幾個(gè)方面來衡量 : (1)活性。元件的穩(wěn)定性是指元件在新鮮空氣與一定濃度的甲烷中，在規(guī)定的連續(xù)工作時(shí)間里的活性下降率。實(shí)際使用中，為了便于組成電橋和選定電橋電流，通常是指一對(duì)元件 (即一只黑元件和一只白元件 )的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓或電流值。只有當(dāng)工作電壓或工作電流在某一范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，輸出活性才接近直 線。 10%。當(dāng)甲烷濃度在 %處時(shí)，曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，以后隨著甲烷濃度的增大，電橋輸出信號(hào)不斷下降，出現(xiàn)了高濃度和低濃度輸出信號(hào)相同現(xiàn)象。元件的壽命是指 元件在使用過程中，其活性下降到某一規(guī)定值的時(shí)間。此外，井下電氣設(shè)備用的硅油、硅絕緣材料等揮發(fā)物，也會(huì)使元件中毒。這種現(xiàn)象稱為元件被濃甲烷激活。反應(yīng)速度是工作元件的一個(gè)重要指標(biāo)。本設(shè)計(jì)中選擇的敏感元件型號(hào)為 :FWC2。 本課題采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。 易知：本單片機(jī)最小系統(tǒng)的 振蕩周期 =1/(12MHz)=1/12us，時(shí)鐘周期 =1/6us，機(jī)器周期 =1us。其特點(diǎn)如下： 低偏置電壓最大 50μ V，低溫度漂移最大 V/℃，低輸入偏置電流最大 5nA，高共模抵制 CMR 最小 120DB，輸入保護(hù)至177。電路圖 如圖 42所示： 圖 41 時(shí)鐘電路原理圖 18 氣體傳感器出來的信號(hào)是模擬信號(hào)，而微處理器 AT89C51只能處理數(shù)字信號(hào)，故需要對(duì)模擬信號(hào)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為處理器能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，由于經(jīng)過放大電路出來的模擬電壓變化范圍在 0~5V，故選擇性價(jià)比比較合適的 ADC0809 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。 A、 B、 C 地址輸入線 電路連接： ADC0809 輸出接單片機(jī)的 P0 口，各個(gè)控制引腳及單片機(jī)的 P2 口，參考電壓 REF(+)、 REF()分別接 +5V 電源和地。 表 41 ADC0809 各腳功能 20 看門狗電路 看門狗電路一般有軟件看門狗和硬件看門狗兩種。看門狗定時(shí)器電路對(duì)微控制器提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)，可編程設(shè)置三種周期，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，在預(yù)先設(shè)定的周期之后產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，該周期一旦設(shè)定，即使在電源周期變化之后也不改變。 引腳如圖 45，部分引腳說 明： CS ：片選擇輸入； SO： SO 是一個(gè)推 /拉串行數(shù)據(jù)輸出引腳，在讀周期時(shí)間內(nèi)，數(shù)據(jù)從這個(gè)引腳輸出，串行時(shí)鐘脈沖下降沿時(shí)數(shù)據(jù)輸出； SI：是串行數(shù)據(jù)輸入引腳，所有的操作碼，字節(jié)，地址及數(shù)據(jù)都通過這個(gè)引腳寫入存 儲(chǔ)器，串行時(shí)鐘脈沖上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存； SCK：串行時(shí)鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸出； WP：寫保護(hù)輸入。 8050 是一種常用的小功率開關(guān)三極管，它的最大負(fù)載電流為 700mA, VCEO=20V,飽和壓降為 。 LED 顯示塊具有亮度高、結(jié)構(gòu)簡單、全天候的特點(diǎn)，因此在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)用最廣，本系統(tǒng)的顯示采用的就是四位七段共陽極 LED 數(shù)碼管作為顯示部件 。該儀器能夠?qū)崿F(xiàn)有毒氣體濃度信號(hào)采集與顯示及超標(biāo)聲光報(bào)警等功能。這種方法對(duì)于設(shè)計(jì)復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)很有效。無限循環(huán)中將依次調(diào)用 AD 轉(zhuǎn)換函數(shù)、比較判斷函數(shù)、聲音報(bào)警函數(shù)和顯示報(bào)警函數(shù)。 ，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理事件能力。 編程語言的選擇 在系統(tǒng)硬件電路確定以后，其主要功能的實(shí)現(xiàn)將依賴于軟件來實(shí)現(xiàn)。編制的軟件要求易閱讀，容易發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤，容易修改和補(bǔ)充。保證系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算數(shù)據(jù)的精度。 C 語言主要有以下特點(diǎn)：用 C語言編制的程序效率高，占用存儲(chǔ)空間小，運(yùn)行速度快?；?C語言和匯編語言的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用 C語言編寫方法。完成初始化后，數(shù)碼管顯示參數(shù)為零， 單片機(jī)等待傳感器傳入信號(hào)及 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束，從而完成當(dāng)前監(jiān)測(cè)參數(shù)的正確顯示 。 綜合考慮各方面的因素，本研究采用第一種方法：中斷查詢法。 比較判斷函數(shù) 比較判斷函數(shù)是將 AD 轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù) 與門限值比較，根據(jù)比較結(jié)果設(shè) 置報(bào) 警數(shù)組的對(duì)應(yīng)位。 開始將報(bào)警數(shù)組對(duì)應(yīng)位賦予對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管結(jié)束圖 55 顯示報(bào)警函數(shù)流程圖 圖 56工作流程圖 圖 57聲光報(bào)警流程圖 30 聲光報(bào)警模塊 聲音報(bào)警采用的是蜂鳴器，光報(bào)警是通過 6 個(gè)發(fā)光二極管來顯示， 3 個(gè)綠色和三個(gè)紅色的，當(dāng)毒氣含量沒超標(biāo)時(shí)顯示綠色，超標(biāo)時(shí)顯示紅色 并啟動(dòng)蜂鳴器，報(bào)警子程序執(zhí)行之前，設(shè)定的報(bào)警閾值存放在兩個(gè)變量中，傳感器輸入 AD 轉(zhuǎn)換值后，調(diào)用比較程序，小于閾值則執(zhí)行顯示程序，若大于閾值進(jìn)行聲光報(bào)警。在本章開始給出了主程序結(jié)構(gòu)流程圖，然后分別對(duì)各個(gè)子模塊的軟件流程進(jìn)行介紹。 4．系統(tǒng)功能獨(dú)立，配置合理。讓我們共同分享完成論文的喜悅。謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1]何延山；礦井通風(fēng)與安全 [M]高等教育出版社 張興春；煤礦面臨的困境及應(yīng)對(duì)措施 [J]；煤炭經(jīng)濟(jì)研究； 1998 年 09 期 [2]孫育才；單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 MCS51 系列 [M]；東南大學(xué)出版； 2021 年 6 月； [3]張毅剛 .新編 .MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,~167. [4]錢顯毅 .傳感器原理與應(yīng)用 [M].東南大學(xué)出版社 ,~295. [5]劉少強(qiáng) ,張靖 .傳感器設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例 [M].中國電力出版社 ,~163. [6]張洪潤 .傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì) 300 例 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 ,~149. [7]趙亮，侯國銳 .單片機(jī) C語言編程與 實(shí)例 [M]. 北京：人民郵電出版社， 2021,9 [8]高鵬等， Protel99 入門與提高 [M].人民郵電出版社， 2021， 2 [9]歐陽文 .ATMEL89 系列單片機(jī)的原理與開發(fā)實(shí)踐 [M].北京：中國電力出版社， [10]李建忠，單片機(jī)原理及運(yùn)用 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社 [11]張培仁，基于 C 語言編程 MCS51單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2021. 32 附錄 A 高濃度瓦斯傳感器 (國產(chǎn) ) 型號(hào) :ZR14GJW4/100 基本參數(shù) 工作環(huán)境條件 : 溫度 : 0℃～ 40℃ 相對(duì)濕度 : ≤ 98% 大氣壓力 : 86kPa～ 116kPa 風(fēng)速 : 0m/s～ 8m/s 測(cè)量范圍 : 高濃： 0%CH4～ 100%CH4 溫度： 0℃～ 40℃ 測(cè)量范圍（ %CH4） 高濃： 基本誤差（ %CH4） ≤177。 輸出信號(hào) : 兩路 200Hz～ 1000Hz 頻率輸出。 關(guān)聯(lián)設(shè)備 :本公司生產(chǎn)的 DJ4G2021 固定式甲烷斷電儀 防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型 防爆標(biāo)志： Exd[ib]I，傳感器到斷電儀的距離不大于 2021 米。t agree with the disciplinary action your employer has taken against you ? your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly. For more information about dismissal and unfair dismissal, see Dismissal. You can make a claim to an employment tribunal, even if you haven39。s antiracism taskforce, is in London for the Football Association39。s 21 win. Michel Platini, president of European football39。 May be back in the past, to oneself the paranoid weird belief disillusionment, these days, my mind has been very messy, in my mind constantly. Always feel oneself should go to do something, or write something. Twenty years of life trajectory deeply shallow, suddenly feel something, do it. 一字開頭的年齡已經(jīng)到了尾聲。 The end of our life, and can meet many things really do? 而窮盡我們的一生，又能遇到多少事情是真正地