煤矿瓦斯检测系统【参考】.doc

测控技术与仪器专业 综 合 课 程 设 计 设计说明书 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 电气工程学院 2013年 1 月 3 日电气工程学院综合课程设计成绩评定表 设 计 题 目 煤矿瓦斯检测系统设计 姓 名 班级 留着学弟学妹ctrl C,ctrl V了。本来我很认真做这个课设的，TNND学校老师喝酒把答辩误了，拖到了下学期，图是我花了两天画的，虽然做得不是很好，确实很认真做了。后来因为有事，没去答辩,这篇课设留下一届给我补交了。既然老师都这样了，就别更别指望学生了。大学的课程不是同学们不想听，为人师表，老师都没讲好，同学们就别想学到什么东西了 说明书主要内容： 1.基于MCS-8031 的瓦斯检测系统的硬件设计 2.能够实现实时的检测矿井瓦斯气体的浓度，并能通过液晶显示出来。 3.当矿井内瓦斯气体浓度高于标准值（危险值）时，蜂鸣器报警 4.瓦斯检测浓度的数据能通过RS-485 通讯传到远程计算机 评定成绩： 答辩小组组长： 年 月 日 目　　 次 引　　言 1 1 文献综述 2 1.1 发展与现状 2 1.1.1国外研究发展 2 1.1.2我国研究发展 2 1.2弊端与改进 2 2 总体设计方案 5 2.1 系统设计 4 2.2 传感器选择 4 3 具体实施方案 9 3.1 电源电路设计部分 9 3.2 可燃气体检测电路部分 10 3.3 A/D转换电路部分 11 3.4 声光报警电路设计部分 13 3.5 LCD1602电路部分 13 3.6 MAX232串口电路设计部分 15 3.7 RS-485串口通讯部分 15 3.8 看门狗电路设计部分 17 3.9 MCS-8031电路设计部分 19 4参考文献 21 附录 22 引　　言 我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，也是世界上少数几个以煤为核心能源的国家之一。据不完全统计，2003年中国煤炭产量占世界产量的35%，可事故伤亡人数却占到80%。 2004年中国有6009名煤矿工人死于各种矿难。在这些事故中，瓦斯爆炸又占据绝大多数，瓦斯灾害己成为煤矿安全生产头号敌人。 煤矿中的瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,有时单独指甲烷。瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体,当它与空气混合到一定浓度后,遇火能燃烧、爆炸。瓦斯爆炸不仅能造成大量的人员伤亡,而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产。因此,煤矿瓦斯的检测与监测是煤矿安全中的重要一环。我国是一个产煤大国,各种煤矿分布在全国各地,它们所处的地质情况和安全状况并不相同。针对不同的情况,应该研制生产不同的安全检测仪器,以适应不同的检测需求。 1 文献综述 1.1 发展与现状 1.1.1 国外研究发展 本部分主要说明题目的背景与意义，介绍其他研究人员的设计方案。 矿井瓦斯监测监控技术是伴随着煤炭工业发展而逐步发展起来的。1815年，英国发明的世界上第一种瓦斯监测仪器——瓦斯检定灯。利用火焰的高度来检测瓦斯浓度；20世纪30年代，日本发明了光干涉瓦斯检定器，一直沿用至今；20世纪40年代，美国研制了检测瓦斯浓度的敏感元件—铂丝催化元件；1954年，英国采矿安全所研制了最早的载体催化元件。电子技术的进展推动了瓦斯检测控制装置的进一步发展，如20世纪70年代后期法国研制的CTT63/40U矿井监控系统、英国的MINOS系统、美国的SCA—DA系统等。 目前，在瓦斯检测仪总占主导地位的是催化瓦斯检测仪，据最早文献记载，1943年以前美国已制成VCC瓦斯测量仪，日本在铂丝元件上加上涂有催化剂的载体小珠，制成最早的载体催化元件并利用这种原件制成了北辰型瓦斯指示器。1958年法国Cherchar研究所已研制成功利用AI2O3为载体，钯Pd、钍Th为催化剂的载体催化元件，获得了较好的催化性能。1961年英国矿山安全研究所采用新的工艺，改进了载体催化元件的性能。从此，催化瓦斯传感器进入了其发展过程中的全盛时期。1961年以后，英、美、法、日、德、前苏联等国家又对其进行改进研究，并从此作为瓦斯检测的主要工作方向。 1.1.2 我国研究发展 我国矿井瓦斯监控技术经历了从简单到复杂、从低水平到高水平的发展过程。从新中国成立初期到20世纪70年代，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检定仪、风表等携带式仪器检测井下环境参数。20世纪60年代初期，我国开始研制载体催化元件，随着敏感元件制造水平的提高和电子技术的发展，特别是大规模集成电路、微型计算机的广