[信息与通信]甲烷浓度光纤传感

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1、长春工业大学学士论文摘要本文论述了井下有害气体（甲烷）浓度光纤传感在线检测系统。同时对矿井瓦斯爆炸的灾害特点进行了叙述,分析我国现有矿井检测装置特点及不足之处,并对该装置的基本原理进行了详细的论述。系统传感头利用CH4气体在1.331μm处的谐波吸收谱工作。系统采用双波长差分吸收的工作方式,消除了非光吸收的其他散射和微扰等影响。用于检测瓦斯气体浓度的光纤瓦斯气体传感器在采矿、化工、石油等工业中,尤其在恶劣和危险的环境中,具有广阔的应用前景。系统中的下位机采用AT89S52对井下有害气体进行多点巡回检测、数据采集处理、气体浓度信息管理。最后对实验结果进行了讨论

2、。关键词：井下气体光纤传感器单片机在线检测59长春工业大学学士论文TITLE:MineGasSCMFiberSensorControlSystemAbstractThepaperdiscussesakindofpoisongas(CH4)opticfibersensorsystemwhichdetectsthepoisongasconcentrationinlongdistance.Thepaperfirstintroducesthefeaturesofminedisaster,especiallythefiredampexplosion,itanalyse

3、sthecharacteristicsinChinaandbringsforwardstheapplicationaswellastheprincipleofmine-visualizingrescueinstrumentindetail.wavelength-divisionmultiplexertechnology.ByuseoftheCH4,thesensorofthesystemworksintheharmonicabsorptionspectrumat1.331μm.Opticfibermethanegassensorswhichareusedto

4、measuretheconcentrationofmethanehaveawideapplicationprospectinmining,chemical,oilandmanyotherindustries,especiallyinhazardousandhostileenvironments.TheguestcomputerAT89S52isintroducedfordataprocessing,multipointdetectingtour.IPCisresponsibleforpoisongasconcentrationinformationmanag

5、ement.Atlast,itdiscussestheexperimentalresults,putsforwardaplanhowtoimprovethedetectionsensitivityofthesystem.Keywords:CH4OpticfibersensorSCMcontrolsystemOn-linemeasurement59长春工业大学学士论文目录第一章绪论11.1引言11.2瓦斯爆炸原因分析11.3瓦斯事故的预测21.4光纤传感器31.5光纤瓦斯传感器51.6光纤瓦斯传感器发展方向81.7设计的主要工作9第二章系统整体设计102.1系

6、统设计原理102.2传感元件112.3传感光路结构122.4自参考式双光路结构14第三章光纤传感器的系统设计153.1瓦斯光纤传感器系统的组成153.2光发射端机153.3光接收端机20第四章多路巡回检测系统硬件设计214.1AT89S52工作系统硬件214.2A/D转换器芯片ADC0809224.3看门狗电路DS1232244.4报警电路264.5光源调制脉冲274.6键盘/显示接口电路274.7串行通讯电路324.8AT89S52工作系统软件344.9上位机管理系统37结束语39致谢40参考文献41附录:43图1AT89S52工作软件流程图43图2光源驱

7、动子程序流程图44图3A/D转换子程序ADRV流程图45图4数据处理子程序DATE流程图46图5报警子程序ALARM流程图47图6键盘中断子程序KEY48图7液晶显示子程序DISPLAY49图8穿行口中断服务子程序流程图50图9移动平均滤波子程序流程图51程序清单：5259长春工业大学学士论文第一章绪论1.1引言在煤炭开采过程中，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯中毒、窒息、矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大，从每年的事故统计中来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是由于瓦斯爆炸，约占特大事故总数

8、的70%左右，为此，瓦斯称为煤矿灾害之王。因此，分析