家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计

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1、摘要随着经济和科学技术的快速发展,人们对生活质量的提高和生活环境的改善越来越重视,液化气、煤气进入家庭的使用为人们带来了方便,也改善了城市的环境,但同时也给人们带来了潜在的危险,其中一氧化碳是最主要的危险源。一氧化碳是一种无色无味同时这些气体燃料在使用中，若管道和阀门密封不好，它们泄露出去，轻者引起中毒，重者造成火灾，危及人们的生命财产。由于这些原因，对于气体的检测与控制就变得很重要了，研究各种气体的检测方法与气体传感器也随之成为一个重要课题。本论文主要实现管道煤气泄露的测量与报警，系统主要以半导体气体传感器为研究对象，以单片机为核

2、心构成一个具备数据采集、对象控制、结果显示、数据通信等功能的完整系统。通过虚拟仪器LabVIEW进行控制之后，再通过计算机I/O接口输出;输出信号驱动相应的驱动电路，分别控制报警灯、蜂鸣器及切断电路，实现对煤气泄露事故的实时监测及控制;程序实时监测系统状态。关键词：气体传感器，单片机，数据采集，LabVIEW27作者第页共26页目　录第一章绪论11.1论文研究来源、目的和意义11.1.1论文研究来源21.1.2论文研究目的和意义21.2可燃性气体报警器的国内外现状31.3本论文主要任务3第二章煤气泄露自动测试总体设计42.1设计要求

3、52.1.1煤气泄露测试的功能52.1.2煤气泄露测试系统框图52.1.2煤气泄露测试的各个功能模块62.2设计原理72.2.1气体传感器介绍72.2.2气体传感器的选定72.3数据处理82.3.1传感器非线性信号处理92.3.2数字滤波处理9第三章煤气泄露自动测试硬件设计93.1温度补偿电路113.1.1OP07低噪声高精度运算放大器113.1.2温度补偿1227作者第页共26页3.2模/数转换器ADC0809123.2.1ADC0809的介绍123.2.2引脚功能133.2.3主要特性143.3单片机AT89C51的概述153.

4、3.1AT89C51简介153.3.2主要性能参数153.3.3管脚说明163.4声光报警与LED显示193.4.1声光报警单元193.4.2LED显示203.5排气扇控制系统与切断阀213.5.1光电隔离器213.5.2继电器选择223.5.3光电隔离电路23第四章接口总线224.1RS-232接口总线22结　论24谢辞25参考文献2627作者第页共26页家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计第一章绪论1.1论文研究来源、目的和意义1.1.1论文研究来源随着科技的发展，越来越多的可燃性气体作为能源应用于工业生产和人们的日常生活中。但是

5、可燃性气体在给我们带来极大便利的同时，也存在巨大隐患。可燃性气体发生泄漏达到爆炸极限后，一旦有火源作用，便会引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至会危及生命安全。为了减少这类事故的发生，就必须对这些可燃性气体进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中可燃性气体的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。因此，研究可燃性气体的检测方法与研制可燃性气体报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。1.1.2论文研究目的和意义可燃性气体通常指城市煤气、石油液化气、汽油蒸汽

6、、酒精蒸汽、天然气以及煤矿瓦斯等[1]。这些气体主要含有烷类、烃类、烯类、醇类、苯类以及一氧化碳和氢气等成分，易燃、易爆、贮存和使用这些气体的过程中，如违反操作规程和设备密封不好，都有可能发生可燃气体泄漏现象，进而酿成火灾或爆炸事故，给国家和人民的生命财产造成损失。可燃性气体检测报警装置是能够检测环境中的可燃性气体浓度并具有报警功能的仪器。该报警装置是石油化学工业、有可燃性气体泄漏可能的生产工厂及家庭防火防爆必备的仪器。可燃性气体报警器属于《中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录》中第46项，它归类于物理化学计量器具。《建筑设计防

7、火规范》(GBJ16-87)第10.3.2条明确规定:“散发可燃气体、可燃蒸汽的甲类厂房和场所，应设置可燃性气体浓度检测报警装置”。2003年12月，国家执行新的可燃性气体探测器标准(GB15322-2003)《可燃气体探测器》，2004年10月国家颁布《可燃气体检测报警器规程JJG693-2004》，研究新型、性能稳定、准确监测可燃性气体，并合乎国家相关规定的报警器具有极其重要得意义。目前我国已有许多城市铺设了煤气管道，使用人口约达二亿人，煤气发生基地及中转站也达几千家。如果这些家用燃气和煤气基地及中转站的报警率按10%27作者第

8、页共26页家庭厨房煤气泄漏检测监控系统的设计计算，可燃性气体检测报警器的需求量就达2000万台以上。随着全社会对防火防爆及人身安全的重视程度的提高，这个数字会继续增长。近十年来，农村的沼气使用也得到了极大的发展。到2006年底，全国沼