【文章內(nèi)容簡介】 使用耐久度、裝置的靈敏度、報警明顯度、設備的性價比、還有最大的弊端就是裝置本身容易出現(xiàn)問題是否能及時發(fā)現(xiàn)和處理等等，這些是很值得考慮的。眼前，無論是公司、企業(yè)、或是家庭對裝置的購買使用都會考慮裝置壽命和性價比，所以理想的氣體檢測報警 裝置就首先必須滿足這兩點。 可燃性氣體報警儀國內(nèi)外發(fā)展情 況 無錫格林通安全裝備有限公司是美國通用檢測器國際公司在中國惟一一家合作生產(chǎn)工業(yè)安全設備的公司，它專業(yè)生產(chǎn)的氣體濃度探測傳感器已廣泛使用于石化企業(yè)，其中 S4000C可燃性氣體探測傳感器是代表產(chǎn)品。 S4000C是探測可燃性氣體和蒸氣的智能傳感器，探測器探測到的可燃性氣體濃度經(jīng)線性變換成毫伏信號，通過電東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 有害氣體檢測與報警系統(tǒng)設計 李迪 9 纜傳輸給控制器?？扇細怏w報警器主要用于非礦井作業(yè)環(huán)境空氣中可燃氣體爆炸下限以下簡稱以下濃度的測定和報警，是石油、化工、儲運、消防與人防等工礦企業(yè)防爆場所必備的安全檢測儀器 , 也可作為化工設備、管道接頭及閥門的檢漏工具。某廠氣焊車間安裝了臺日本理研株式會社生產(chǎn)的型固定式可燃氣體檢測報警器 , 曾經(jīng)直接使用氣焊對準報警器的探頭進行檢測 , 使兩個探頭發(fā)嚴重中毒 , 導致報警器報廢。由于使用氣體不當使報警器檢測元件中毒現(xiàn)象普遍存在。尤其是國產(chǎn)檢測元件 , 更易出現(xiàn)靈敏度降低或線性嚴重偏離的現(xiàn)象 , 導致報警器示值誤差增大 , 甚至報警器報廢。 標準氣體是由國家技術(shù)監(jiān)督局批準發(fā)布并由具有相應標準物質(zhì)《制造計量器具許可證》的單位提供的對報警器進行檢測 , 原則上應該采用與 被測氣體相同的標準氣體。對通用報警器可采用異丁烷標準氣體或說明書上規(guī)定的氣體。儀器出廠時多數(shù)采用異丁烷標準氣體作量程標定 , 也有的采用甲烷等標準氣體作量程標定 , 一般在儀器說明書或面板上標明量程標定用氣體的名稱。標準氣體的濃度單位通常以摩爾分數(shù)表示 , 有時用標準狀態(tài)下的體積分數(shù)表示 , 其濃度值應換算成相應的 LEL 的百分數(shù)。不同的可燃氣體 , 在空氣中的爆炸下限是不相同的 , 異丁烷與甲烷在空氣中的爆炸下限分別為 %和 5%。計量檢定機構(gòu)依法對報警器執(zhí)行強制檢定 , 按照JJG69390《可燃氣體檢測報警器檢定 規(guī)程》 , 選用 10% 30% 60% LEL 種濃度的標準氣體 , 如果報警器的用戶每月進行定期檢測維護 , 可以只選用 40%LEL的標準氣體 , 檢查報警器是否報警以及示值誤差的大小。如果儀器能夠報警 , 且示值誤差在正負 10%以內(nèi) , 即可認為報警器完好。 國外的設備具有國際先進的水平，使用簡單，自動化程度高，國內(nèi)有些檢測儀器就是采用了外國的先進技術(shù)，這主要是由于國內(nèi)在這方面起步比較晚，但是在近幾年來已經(jīng)有了很突破的發(fā)展?？偟膩碚f，技術(shù)的的高低可以決定設備使用的方便和安全度。 可燃性報警裝置不僅具有報警限設 定、聲光報警、控制輸出功能，而且具有時鐘、氣體濃度顯示、故障自診斷功能。報警儀應可以在較寬的溫度范圍下工作，這樣就可以被家庭、公司等多方面使用。對于化工廠，特別是 PVC生產(chǎn)部門早期使用的可燃性氣體檢測報警儀存在易中毒失敗、透氣帽腐蝕堵塞，受風、雨、塵、聚合物等眾多問題及其影響。所以對可燃氣體報警儀的設計要求中不但要考慮技術(shù)原理，還要從研制報警儀本身所用材料著手，那樣就會避免很多因為氣體腐蝕性造成報警儀失效的問題。無論是對家庭還是公司企業(yè)來說，最重要的還包括可燃性報警儀的價格，價格合理，對于公司企業(yè)才能談經(jīng)濟 效益，這樣家庭也很容易接受?？傊?，具有先進的的科學技術(shù)、操作簡單顯示清楚、具有長時間的使用能力、能達到廣大使用者的理想價格的檢測報警裝置才是未來報警系統(tǒng)的發(fā)展方向。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 有害氣體檢測與報警系統(tǒng)設計 李迪 10 2 系統(tǒng)的功能模塊與硬件結(jié)構(gòu) 智能化可燃氣體泄漏檢測報警系統(tǒng)由從機與主機構(gòu)成。從機以單片機 A T89C51 為核心 ,可完成對 1個檢測報警點的多路氣體濃度采集、 數(shù)碼顯示、數(shù)據(jù)處理、 聲光報警、控制執(zhí)行結(jié)構(gòu)、與主機通信等功能 ,自身構(gòu)成一個閉環(huán)測控系統(tǒng)。主機由 PC 機實現(xiàn) ,主要負責從機的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理、存儲 、多種模式 (曲線、 棒狀圖等 )顯示、歷史記錄查詢、瀏覽、打印等功能 ,以便操作人員對現(xiàn)場情況進行分析 ,根據(jù)分析結(jié)果采取有效措施 ,以防止可燃氣體的泄漏 ,杜絕事故隱患。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 有害氣體檢測與報警系統(tǒng)設計 李迪 11 系統(tǒng)以工控機為主控機 ,由 AT89C51單片機、 A/ D 轉(zhuǎn)換器及外圍電路組成分機 ,以 CAN總線適配卡連接主機和從機 ,組成可燃氣體泄漏檢測報警系統(tǒng) 。其硬件結(jié)構(gòu)見圖 2。 由傳感器輸出的微弱電信號 ,經(jīng)各自信號調(diào)理電路對信號進行預處理 ,使其轉(zhuǎn)換為 1～ 5 V 范圍內(nèi)變化的直流信號 ,加到 A/ D 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字量 ,然后由各分機 (單片機 )對其進行數(shù)據(jù)分析、處理和顯示。分機根據(jù)主控機發(fā)送的控制命令 ，由通信接口將數(shù)字量化信號輸出 ,主控機接收信號后進行分析、計算及結(jié)果顯示 ,同時判別是否超標 ,若超標 ,則主控機控制報警電路報警 ,同時向分機發(fā)送報警命令 ,控制分機報警電路工作及自動啟動房間緊急通風裝置。 主控機 主控機是整個檢測報警系統(tǒng)的控制核心 ,包括顯示器、 鍵盤、 鼠標等附屬設備。主控機選用研華 IPC2610工業(yè)控制計算機。主控機通過軟件編程實現(xiàn)對各分機的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸 、通風報警等控制 ,同時根據(jù)數(shù)學模型計算出實測值 ,并顯示其檢測位置和氣體濃度。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 有害氣體檢測與報警系統(tǒng)設計 李迪 12 模擬信號的數(shù)據(jù)采集 現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機為信息轉(zhuǎn)換與處理提供了十分完善的手段 , 使檢測與控制技術(shù)發(fā)展到一個嶄新的階段 , 但如果沒有各種精確可靠的傳感器去檢測原始數(shù)據(jù)并提供真實的信息 , 那么 , 計算機也無法發(fā)揮其應有的作用。傳感器能夠把自然界的各種物理量和化學量等精確地變換為電信號 , 再經(jīng)電子電路或計算機進行處理 , 從而對這些量進行監(jiān)測或控制。本報警器即選用了兩類傳感器 —— — 氣體傳感器和溫度傳感器 , 以實現(xiàn)對 被監(jiān)測環(huán)境中與 CO濃度值相關(guān)的模擬量的數(shù)據(jù)采集。 模擬信號的放大處理 對于傳感器輸出的模擬信號 , 一般要用運算放大器對其進行調(diào)理或放大 , 以滿足 A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模擬量幅值及極性的要求。在本報警器電路中 , 同樣要對兩類傳感器的輸出信號進行放大調(diào)理。由于運用簡單的運算放大電路即可實現(xiàn)處理要求 , 所以本文不做過多介紹。 數(shù)據(jù)采集與放大處理電路圖 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 有害氣體檢測與報警系統(tǒng)設計 李迪 13 分機及 A/ D轉(zhuǎn)換電路 由低 功 耗、高 性 能 的 8 位 CMOS 芯 片 A T89C51 單片機及 8 位逐次 逼近型