基于TMS320LF2812的本安型智能气体爆炸性检测仪的研制

论文摘要

本文以测爆装置的研制为课题背景,将爆炸三角形理论和测爆装置的检测技术相结合,给出了本安型爆炸性分析仪的总体设计要求及软硬件设计思路,详细介绍了采空区瓦斯爆炸的特点和影响瓦斯爆炸界限的因素,依据动态“三角形”法判断爆炸危险性,依据“三角形作图法”确定爆炸三角形的三个顶点,详细分析论述了影响爆炸三角形确定的各种因素。采用DSP技术,及时对各传感器采集到的信号进行分析处理,减少整个装置的响应时间,以实现尽快发现危险。该装置即可由工作人员随身携带,实时判断井下有无爆炸危险,为井下安全作业提供预报信息,也可对发生瓦斯爆炸后的封闭现场进行取样测量,针对测量结果确定应对措施,本装置具有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 智能气体爆炸性检测仪的国内外发展的状况
• 1.3 开发煤矿气体检测仪表的现实意义和应用前景
• 1.4 本文的主要研究内容
• 2 本安型智能气体爆炸性检测仪的设计要求和功能
• 2.1 瓦斯爆炸条件及二次爆炸理论
• 2.1.1 瓦斯爆炸条件
• 2.1.2 二次爆炸理论
• 2.1.3 爆炸界限及其主要影响因素
• 2.1.4 温度对爆炸界限的影响
• 2.1.5 气压对爆炸界限的影响
• 2.1.6 氧浓度对爆炸界限的影响
• 2.1.7 失爆氧浓度与温度的变化关系
• 2.1.8 多种可燃气体共存时爆炸危险性的判定
• 2.2 测爆装置的控制算法选用
• 2.3 测爆装置的总体要求
• 2.4 测爆装置的设计要求
• 3 本安型智能气体爆炸性检测仪的硬件电路设计
• 3.1 系统硬件框图
• 3.2 气体传感器的分类与选型
• 3.2.1 甲烷传感器的选型及工作原理
• 3.2.2 二氧化碳传感器的选型及工作原理
• 3.2.3 氧气和一氧化碳传感器的选型及工作原理
• 3.3 CPU的选择及其外围电路
• 3.3.1 CPU的选择
• 3.3.2 CPU的外围电路
• 3.4 系统电源
• 3.4.1 电压转换电路
• 3.5 传感器加热回路及其放大滤波电路
• 3.5.1 甲烷红外传感器的应用回路及其放大滤波电路
• 3.5.2 二氧化碳传感器的加热回路及其后置放大滤波电路
• 3.5.3 一氧化碳和氧气传感器的后置放大滤波电路
• 3.6 温度测量
• 3.7 液晶显示
• 3.8 声光报警电路
• 3.9 键盘电路
• 3.10 铁电存储器电路
• 3.11 一键开关机电路
• 3.12 抗干扰设计
• 4 本安型智能气体爆炸性检测仪的软件设计
• 4.1 气体爆炸相关算法及软件实现
• 4.1.1 爆炸三角形参数的确定
• 4.1.2 爆炸三角形的确定
• 4.2 主CPU相关软件设计
• 4.2.1 DSP I/O口设置
• 4.2.2 DSP ADC的设计
• 4.3 气体和温度检测软件设计
• 4.3.1 温度传感器相关软件设计
• 4.3.2 甲烷传感器相关软件设计
• 4.4 可爆性分析软件设计
• 5 系统硬软件调试
• 5.1 硬件调试
• 5.2 软件调试
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文