矿用气体传感器和报警仪自动调校系统的研发

发布时间：2017-11-25 10:22

  本文关键词：矿用气体传感器和报警仪自动调校系统的研发

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【摘要】：矿用气体传感器和报警仪是煤矿安全监控系统中关键组成部分,是煤矿安全监控系统的前端检测元件,能够实时对矿井下各种有毒有害气体的浓度进行检测,它们工作的稳定性和可靠性对于整个监控系统判断井下浓度是否超限具有极为重要的意义。 目前国内使用的气体传感器和报警仪多用气敏元件作为核心部件,以热催化原理制成。这类仪器在使用一段时间后会产生零点漂移和量程漂移等现象,如没有进行及时调校,则会出现有毒有害气体浓度超过警戒线,而传感器和报警仪未发出及时报警的情况。因此需要对二者进行定期的参数校正,确保生产一线监测装备的可靠稳定运行。《煤矿安全监控系统及检测仪器使用规范》明确要求建设完善的矿井监测监控系统,对传感器和报警仪等监测器件需要进行定期调试、校正,确保性能完好。《煤矿安全规程》也规定,采用载体催化元件的检测设备,如甲烷传感器及便携式甲烷检测报警仪等,每隔7天必须使用标准气样和空气样调校一次。我国煤矿众多,各类气体传感器和报警仪数量巨大,调校任务极为繁重,矿用气体传感器和报警仪自动调校系统具有提升调校速度,节省人力劳动,降低维修成本等优点,对煤矿安全生产有着重要的现实意义和较高的实用价值。 本文从煤矿安全规程的要求和市场需求的实际出发,阐述了设计自动调校系统的必要性。分析了自动调校系统中的几个重要原理,电路信号采集原理可以实现传感器输出信号的实时采集,图像信号采集原理可以实现报警仪浓度值的实时采集,红外调校原理可以实现传感器的自动闭环调校。 文章以C8051F020单片机为核心,搭建了硬件电路,完成了最小系统设计、电源设计、图像信号采集设计、电路信号采集设计、标气控制设计和气路控制设计等几部分。软件部分介绍了系统的实现流程,编制了上位机各个操作界面,阐述了各子功能的设计思路流程并予以实现。最后进行了实验验证,通过各数据的对比,分析了系统设计的合理性及功能的先进性。 目前,该系统已被应用到实际生产,从各使用单位反馈的情况来看,本系统具有稳定性好、抗干扰强、调校精度高等优点,大幅提高了传感器与报警仪调校的效率,为煤矿的高效生产提供重要保障。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD76

【参考文献】

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本文编号：1225696