天然气泄漏报警系统设计(3).docVIP

西安交通大学继续教育学院毕业论文 PAGE 2 成人高等教育毕业论文 题目： 天然气泄漏报警系统设计 指导教师 ： 学生姓名 ： 学号 ： 专业 ： 年级 ： 学历 ： 学习形式 ： 完成时间：2021年04月30日 西安交通大学继续教育学院毕业论文 PAGE 3 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。天然气作为一种清洁型能源进入家庭得到广泛使用，为人们的生活带来了方便，减少了城市的污染，提高了生活质量和效率，但是同时，天然气也是潜在的“危险品”，天然气在使用过程中，若管道和阀门密封不好，一旦泄漏出去极易爆炸，危及人们的生命财产安全。面对燃气泄漏而造成的种种事故威胁，我们需要一个解决办法。然而使用天燃气检测系统成为了一个重要的研究课题。 本毕业设计的题目是基于单片机的天然气泄漏检测系统设计。本设计主要是由一个MQ-4传感器采集气体浓度信号，系统建立浓度与电压关系，进行浓度电压转换，浓度显示，声光报警构成的报警装置。本系统由ADC0832处理数据，MCU采用STC89C52，完成气体浓度信号的采集显示内容的传输、显示等功能。本设计的可燃气体报警器由六个部分组成：传感器、数码管显示器、声光报警器、控制电路、A/D转换和电源模块。软件上采用C语言编程，结构简单运行稳定。该检测系统能够检测天然气浓度，当检测天然气浓度低于设定报警阈值的时候，数码管显示器仅仅显示测得的可燃气体浓度；当检测天然气浓度超出设定报警阈值时给出声光报警，并伴有语音提醒。 关键词：MQ-4传感器；ADCO832；STC89C52；数码管；声光报警 第一章 绪论 1.1研究背景 随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，世界需求干净能源的呼声高涨，各国政府也透过立法程序来传达这种趋势，天然气曾被视为最干净的能源之一，再加上1990年中东的波斯湾危机，加深美国及主要石油国家研发替代能源的决心，因此，在还未发现真正的替代能源前，天然气需求量自然消耗会增加。 天然气是一种高效、清洁、经济、稳定的生活能源。近年来，随着我国燃气的变革及西气东输工程的进行，天然气通过管道走进了千家万户，极大地方便我们的生产生活，同时也带来了不少的安全隐患。 从工农业生产的各个领域到人们家庭生活的各个方面，人们直接或间接接触各种有毒有害气体的机会大大增加，由此而引起的中毒，火灾和爆炸事故屡见不鲜，严重威胁到人们的生命和财产安全，成为一种新的社会公害。因此对环境气体进行检测和分析技术的研究日益受到人们的重视。传统的分析气体组分和浓度的方法是以色谱法为代表的各种化学计量方法，尽管其测量精度很高，但操作手续繁杂，实验周期长，无法对有毒、有害气体进行实时、连续、瞬时检测，而气体传感器则满足这种要求，并且在人们日常生活中对减少气体爆炸、火灾等事故已经发挥着越来越大的作用。 目前世界各大强国都把传感器技术列为国家发展的重点技术，国防现代化、工业生产过程自动化、家庭电器化都与传感器的发展休戚相关，今天的传感器技术已渗透到国民经济的各个领域，日益突出它的重要作用。集成化、多功能化、智能化、加工技术微精细化、指标高精度化和性能高稳定、高可靠化已经成为人们开发和研究传感器的重要方向。 泄漏检测报警系统被广泛的应用于各个领域，如石油化工企业、石油运输管线、城市自来水地下管线、锅炉炉管、发动机箱体、缸盖等各种领域。 泄漏检测技术在管道检测之中的应用得到了很好的发展。对于管道的泄漏检测要满足以下几个要求： （1）准确可靠地判断泄漏的发生，并能够在较短的时间内判断出泄漏点具体的位置。 （2）准确可靠地判断泄漏程度，能对较小量的泄漏做出判断。 （3）检测原理简单，易于操作和维护。 1.2天然气泄漏报警系统现状 天然气泄漏报警系统是燃气安全设备非常重要的一部分，它是由气敏传感器、单片机和报警器组成。它是安全使用城市燃气的最后一道保护设备。天然气泄漏报警系统通过气敏传感器探测周围环境中的天然气浓度，在通过采样电路，将探测到的模拟信号转换成数字信号传递给控制器或控制电路。当检测气体浓度低于设定报警阈值的时候，数码管显示器仅仅显示测得的可燃气体浓度；当检测气体浓度超出设定报警阈值时给出声光报警。气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，这些传感器都是通过对周围环境中的可燃气体的吸附，在传感器表面产生化学反应或电化学反应，造成传感器的电物理特性的改变，经单片机处理后转换成检测气体的响应浓度。其中用的最多的是半导体气敏传感器。 二十多年前，我国的安防报警产品刚刚起步，无论产品技术含量、产品系列完整性、使用性，还是社会影响程度都是相当低的。国外的产品和品牌却占领我们的大部分市场。由于中国的建设正在面临飞速发展，我