单片机瓦斯浓度报警仪

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1、目录绪论21.项目提出的必要性和国内外研究水平与动向22.煤矿安全仪器概况3第一章总体方案设计51.1系统结构图51.2工作原理6第二章硬件电路设计72.1单片机选择72.1.1单片机简介72.1.2单片机AT89C5182.1.3单片机的I/O口扩展112.2瓦斯浓度检测122.2.1瓦斯浓度检测仪热催化式原理分析122.2.2热催化元件的结构及工作原理132.2.3检测电路设计142.3A/D转换电路172.3.1A/D转换器的选型172.3.3A/D转换部分电路182.4数据显示电路202.4.1显示器的选择222.4.2数据显示电路222.

2、5按键电路232.6电源电路242.7声光报警电路25第三章系统的软件设计263.1主程序273.2子程序设计273.2.1中断子程序283.2.2声光报警子程序28附录30参考文献35绪论1.项目提出的必要性和国内外研究水平与动向从我国煤炭生产的现状及我国能源结构战略规划均可看出，在本世纪中叶以前，煤炭仍是支持我国国民经济发展的主要能源，煤炭生产，作为我国能源工业的支柱，其地位将是长期的，稳定的，但是煤炭工业的安全生产状况却不容乐观，中小型煤矿的情况尤为严重，已经直接威胁到整个煤炭工业的稳定生产，给国家财产和人民生命造成了很大的损失，作为“万恶之

3、首”的瓦斯爆炸事故更是重大事故发生率之首。在去年，又接连发生了多起瓦斯爆炸事故，事故的结果触目惊心，因此通过强化瓦斯管理，提高通风、瓦斯监测监控水平，已经成为中小型煤矿瓦斯监测监控的最迫切的任务之一。煤矿生产安全监控系统，是目前为止实际通风瓦斯管理工作中最重要和最有效的自动化手段，已经装备监控系统的煤矿的瓦斯事故发生率大为下降，实践证明，煤矿生产安全监控系统对保障煤矿安全生产，提高煤矿生产率，提高煤矿自动化程度以及促进煤矿管理现代化水平，都有着举足轻重的作用。煤矿生产安全监控系统虽在国内已有生产和应用，但还没有一种真正适合于中小型煤矿使用的产品，我

4、国从八十年代初期开始引进煤矿生产安全监控系统，历经了直接引进、消化吸收、仿制配套、自主开发的过程，但迄今为止的产品大多都是面对大型矿井设计的，而且自身尚有一些有待解决的问题，如:·造价高，系统最基本的配置过于庞大，运行费用大·传感器测量稳定性差，调校频繁，寿命短·系统安装、维护复杂，操作不便，人机界面较差·系统设备可靠性差·必须依赖专业的维护队伍，对人员技术，素质有较高的要求。国外的监控系统技术理论上讲高于国内发展水平，但应用于国内煤矿尚有一定的局限性，如煤矿管理模式生产方式的不同，价格过高不适于国内煤矿现有条件，除在传感器技术方面可供借鉴外，其它

5、仅具一定的参考价值。综上所述，开发研制适用于中小型煤矿生产安全监控系统的任务迫在眉睫，而根据我国煤矿生产和管理模式，依照我国的有关技术标准，其技术的先进性、产品的可靠性和实用性则是本项目的关键所在。沼气(瓦斯CH4的俗称)矿井在我国煤矿生产矿井中所占比重很大，随着矿井开采强度和深度的增加，沼气涌出量也在不断增加，沼气积聚可能引起沼气事故，及时掌握煤矿井下沼气动态是一件十分重要的工作。瓦斯浓度检测仪器就是用来监视矿井沼气动态的有效工具。鉴于沼气在矿井中存在的普遍性及其可能造成灾害的严重性，瓦斯浓度检测仪器在煤矿是数量最多，使用最普遍的安全检测仪器，而

6、且也是煤炭系统研制种类最多的仪器，需要说明的是，由于我国煤矿习惯把瓦斯叫做瓦斯，因此检测瓦斯浓度的仪器，有的叫瓦斯检定器，有的又叫沼气检定器。在这里，瓦斯，沼气和瓦斯是同义词。2.煤矿安全仪器概况煤矿生产是地下作业，自然条件和生产条件都复杂，在采掘过程中出现的瓦斯涌出、煤尘飞扬、自然发火等都有可能造成严重事故。为了防止事故发生，保障矿工的健康和安全，促进生产发展，提高煤炭企业的经济效益，应对井下的气象进行检测，对可能造成灾害事故的各种有害气体及矿尘进行及时而准确的检测和严格控制，一旦发生灾变，必须及时救护遇难人员和处理事故。所有这些都需要有相应的检

7、测仪器和救护装备。最初，人们为了防止井下空气中混有一氧化碳造成中毒事故，曾使用过金丝雀一类的小动物来进行检测。1815年英国人在煤矿井下开始使用安全火焰灯检测瓦斯。1897年瑞典制成第一台容积压力式瓦斯浓度测量仪。随着矿井开采深度的增大，机械化和综合机械采煤的普遍推广，通风安全方面问题日益突出。与此同时，随着仪表工业及电子技术的发展，矿井通风安全仪器也得到了不断的发展。1927年日本制造成光干涉原理瓦斯检定器，以后又陆续出现热导、热催化原理、气敏半导体等各种不同原理的瓦斯检定器，其测量精度不断提高，检测方式从“间断”、“就地”检测发展到“连续”、“

8、集中自动”遥测。特别是随着电子计算机技术的应用，一套监测系统，除能检测高低浓度瓦斯外，还可测一氧化碳、氧、氢的浓度，气温，