【正文】 由于高濃度甲烷氣體 中缺氧使燃燒不完全所造成的。這主要是由于硅分子量大，一旦吸附在元件表面，就會(huì)阻止甲烷進(jìn)入而影響元件氧化速率，致使活性下降。特別是當(dāng)元件應(yīng)用到各種運(yùn)動(dòng)機(jī)械 上時(shí)，就更為突出。 在單片機(jī) XTAL1 和 XTAL2 引腳上跨接上一個(gè)晶振和兩個(gè)穩(wěn)頻電容，可以與單片機(jī)片內(nèi)的電路構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 40V，寬電源電壓范圍177。具體工作過程如下： 首先，在程序的控制下，利用單片機(jī)的定時(shí)器 T0 以及中斷服務(wù)程序在 一個(gè)方波信號(hào)，作為 ADC0809 工作的時(shí)鐘信號(hào)。電壓監(jiān)控功能可以保護(hù)系統(tǒng)使之免受低電壓狀況的影響，當(dāng) V0 降到最小轉(zhuǎn)換點(diǎn)以下時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位，直到電壓 升高且穩(wěn)定為止， E2PROM 可存放數(shù)據(jù)，安全可靠，這種組合不僅降低系統(tǒng)成本，減少電路板空間要求，而且與單片機(jī)接口簡單，性能穩(wěn)定。 Q1 和 Q2 分別作為蜂鳴器和發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)器，蜂鳴器的正常工作為 3V，聲音強(qiáng)度為 80dB，發(fā)光二極管的額定電流為 5～ lOmA。本章重點(diǎn)介紹了信號(hào)采集模擬電路和以主控制器為中心的數(shù)字電路的設(shè)計(jì)與工作原理。 開始AD 控制端初始化定時(shí)器初始化無限循環(huán)調(diào)用 AD 轉(zhuǎn)換函數(shù)調(diào)用比較判斷函數(shù)循環(huán)結(jié)束調(diào)用聲音報(bào)警函數(shù)調(diào)用顯示報(bào)警函數(shù)圖 51 主函數(shù)流程圖 26 根據(jù)軟件設(shè)計(jì)的基本要求 ,采取了如下的措施 : 。對(duì)同一硬件電路，配以不同的軟件，它所實(shí)現(xiàn)的功能也就不同，其設(shè)計(jì)軟件基本要求 : 。 目前存在有 4 種編程語言支持單片機(jī)，即匯編語言、 PL/M51 語言、 C 語言和 BASI語言。 主程序模塊 主程序運(yùn)行流程圖如圖 52 所示。所用的芯片為AD0809，根據(jù)所需的要求， AD的工作流程如圖 53 所示，首先 AD 先等待 25秒以使得傳感器完全響應(yīng)完畢，然后 AD 開始工作 ，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后向 單片機(jī) 發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)告訴單片機(jī) 可以讀取數(shù)據(jù)， 單片機(jī) 響應(yīng)中斷，從 PB 口讀取轉(zhuǎn)換完畢后的 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，上電復(fù)位 系統(tǒng)初始化 執(zhí)行主程序 數(shù)碼管顯示參數(shù) 參數(shù)超標(biāo) 聲光報(bào)警 結(jié)束 圖 52 主程序流程圖 28 再進(jìn)一步進(jìn)行處理。圖 57是聲光報(bào)警流程圖。其中單片機(jī)部分既可獨(dú)立運(yùn)行，也可以通過 PC 機(jī)進(jìn)行測試，這為不同的用戶提供了一定的選擇空間。 測量上限的177。 防爆合格證號(hào)： 1042460 安全標(biāo)志證號(hào)： 20212728。 Ui：≤ DC 20V； Ii：≤ 90mA。 最后，祝愿所有的老師和同學(xué)在今后的工作、學(xué)習(xí)和生活中事事順心、心想事成。 3．系統(tǒng) C51 語言編程，程序結(jié)構(gòu)清晰，顯示板界面非常友好，使得操作者在使用該系統(tǒng)時(shí)就像是在操作一臺(tái)實(shí)際的控制儀器一樣。數(shù)碼管與 單片機(jī) 是并口通信，由單片機(jī)的 、 、 引腳來控制數(shù)據(jù)命令功能，單片機(jī) P2 口傳輸數(shù)據(jù)到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 ，設(shè)定一定的時(shí)間讓 單片機(jī) 處于等待狀態(tài)，此時(shí)間足夠 AD完成轉(zhuǎn)換，過了等待時(shí)間 單片機(jī) 再去讀取數(shù)據(jù)。 具有良好的模塊化、容易閱讀、維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，且編寫的模塊程序易于移植。 。 以下就對(duì)一些主要模塊進(jìn)行詳細(xì)的闡述。初始化后開始無限無限循環(huán)，以保證 24 小時(shí)全天候的檢測甲烷的濃度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情并報(bào)警。 本 章首先介紹了瓦斯的硬件結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)功能，該儀器以 8 位單片機(jī) AT89C51作為控制核心，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，完成了有毒氣體濃度信號(hào)的采集放大轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路、聲光報(bào)警電路等的設(shè)計(jì)。由單片機(jī)兩個(gè) I/0 口控制聲報(bào)警方式和光報(bào)警方式，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以通過軟件設(shè)置選擇其中一種報(bào)警方式，也可以兩種都選擇。 可編程看門狗電壓監(jiān) 控電路選用 Xicor 公司的 X25045 集成芯片，它是集看門狗定時(shí)器功能，電壓監(jiān)控功能，快閃 E2PROM 存儲(chǔ)功能為一體的集成芯片，大大簡化了硬件設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對(duì)印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機(jī)外圍芯片。 CLK 時(shí)鐘信號(hào)輸入端（一般為 500KHz）。在本設(shè)計(jì)中選擇集成芯片 INA128 儀用放大器。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種產(chǎn)生方式：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。 (7)反應(yīng)速度。其原因主要是由于這些毒性氣體元件活性下降。在 05%CH4 范圍內(nèi)，電橋輸出信號(hào)與甲烷濃度呈線性關(guān)系。 圖 33 8255A引腳圖 15 當(dāng)元件的工作電壓或工作電流 變動(dòng)時(shí)，在同一甲烷濃度下輸出活性大小是不相同的。 (2)穩(wěn) 定性。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN 有效。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 P3口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。低功耗的閑置和掉電模式 4K 字節(jié)可 編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 AT89C51 單片機(jī)簡介 單片機(jī)選用 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)因具有集成度高、體積小、速度快、價(jià)格低等特點(diǎn)而在許多領(lǐng)域如過程控制、數(shù)據(jù)采集、機(jī)電一體化、智能化儀表、家用電器以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用，從而使這些領(lǐng)域的技術(shù)水平、自動(dòng)化程度大大提高。但由于它處于與黑元件相同的工作環(huán)境中，所以，對(duì)非甲烷濃度變化引起的催化元件阻值變化起補(bǔ)償作用，以提高儀器零點(diǎn)穩(wěn)定性和抗干擾能力。當(dāng)載體催化元件遇到甲烷與空氣的混合氣體時(shí)，在催化劑的作用下，甲烷氣體在元件表面發(fā)生無焰燃燒，產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高。 氣體在放射性元素的輻射作用下發(fā)生電離，在氣體介質(zhì)中的兩個(gè)電極之間便有電流產(chǎn)生。 氣敏半導(dǎo)體的種類較多，如氧化錫、氧化鋅等燒結(jié)型金屬氧化物。其缺點(diǎn)是探測元件的壽命較短，不能測高濃度甲烷，硫化氫及硅蒸汽會(huì)引起元件中毒而失效。于 2021 年 8月 8日，國家安監(jiān)總局、國家煤礦安監(jiān)局對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)再次修訂，聯(lián)合頒布安監(jiān)總煤行〔 2021〕 150 號(hào)《關(guān)于印發(fā) “ 煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)及考核評(píng)級(jí)辦法（試行） ” 的通知》。《規(guī)程》中對(duì)沼氣容許濃度因在井下各點(diǎn)不同。 （ 2）硫化氫（ HzS）：是一種無色、微甜、有臭雞蛋味的氣體，易溶于水，遇火后能燃燒及爆炸；硫化氫極毒，它能使血液中毒，對(duì)眼睛及呼吸系統(tǒng)的粘液膜有強(qiáng)烈的刺激作用。 5. 經(jīng)濟(jì)性 ：任何工業(yè)產(chǎn)品都要講究經(jīng)濟(jì)性。但工作可靠性、經(jīng)濟(jì)性也很重要，這些因素在很大程度上影響儀器的使用。 5 測量儀器的概念 煤礦安全儀器是用來檢查測量礦井安全狀況的物質(zhì)手段。 煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)的意義不言而喻。這些裝備和系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用，豐富了我國煤礦安全監(jiān)控 產(chǎn)品的市場，改善了煤礦安全技術(shù)裝備的面貌，縮小了我國與國外先進(jìn)技術(shù)水平的差距。 我國礦井瓦斯監(jiān)控技術(shù)經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從低水平到高水平的發(fā)展過程。為了防 止瓦斯爆炸事故的發(fā)生，除了加強(qiáng)井下作業(yè)人員的管理，改善井下的作業(yè)環(huán)境外，還必須建立一個(gè)性能可靠的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。 煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)雖在國內(nèi)已有生產(chǎn)和應(yīng)用，但 還沒有一種真正適合于中小型煤礦使用的產(chǎn)品，我國從八十年代初期開始引進(jìn)煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，歷經(jīng)了直接引進(jìn)、消化吸收、仿制配套、自主開發(fā)的過程，但迄今為止的產(chǎn)品大多都是面對(duì)大型礦井設(shè)計(jì)的，而且自身尚有一些有待解決的問題，如 : 造價(jià)高，系統(tǒng)最基本的配置過于龐大，運(yùn)行費(fèi)用大 傳感器測量穩(wěn)定性差，調(diào)校頻繁，壽命短 系統(tǒng)安裝、維護(hù)復(fù)雜，操作不便，人機(jī)界面較差 系統(tǒng)設(shè)備可靠性差 必須依賴專業(yè)的維護(hù)隊(duì)伍，對(duì)人員技術(shù)，素質(zhì)有較高的要求。 第三章是對(duì)瓦斯傳感器的原理及主要元器件單片機(jī)及敏感原件的簡介。 關(guān)鍵字： AT89C51 瓦斯 數(shù)碼管 目 錄 1 緒論 ................................................................... 1 系統(tǒng)簡介 ........................................................... 1 本文的主要研究內(nèi)容 ........................................... 1 本文的結(jié)構(gòu)安排 ............................................... 1 項(xiàng)目提出的背景 ..................................................... 2 國內(nèi)外研究狀況 ..................................................... 3 測量儀器儀器概況 ................................................... 5 測量儀器的概念 ............................................... 5 測量儀器的基本性能 ........................................... 5 2 礦內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的基本介紹 .................................................. 6 礦內(nèi)主要污染物 ..................................................... 6 ...................................................... 6 3 礦內(nèi)空氣傳感器的原理及主要元器件 ........................................ 7 甲烷濃度檢測儀原理分析 ............................................ 7 AT89C51 單片機(jī)簡介 ............................................... 10 單片機(jī)選用 .................................................. 10 AT89C51 單片機(jī)的擴(kuò)展 ........................................ 14 瓦斯傳感器的選用 .................................................. 14 4 礦內(nèi)空氣傳感器的硬件 .................................................. 17 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊 ..................................................... 17 放大電路 .......................................................... 17 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的模塊 ................................................