瓦斯传感器调校规范

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井下瓦斯浓度智能传感器的设计

摘要

井下瓦斯浓度智能传感器针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。同时采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。设计这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。

该传感器以AT87C552单片机为核心，由甲烷浓度采样器、把220V的交流电转换成5V的直流电源、红外遥控系统、存储器的扩展、LCD显示器和报警装置等组成，实现对瓦斯的检测、报警和控制，安全可靠，经久耐用，适合各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采率，为我国煤炭事业做出贡献。

关键词：瓦斯;AT87C552;PID控制器

II

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目录

摘要（中文）.............................................................. I 1 井下瓦斯浓度智能传感器设计的概述........................................ 1

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井下瓦斯浓度智能传感器的设计

摘要

井下瓦斯浓度智能传感器针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。同时采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。设计这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。

该传感器以AT87C552单片机为核心，由甲烷浓度采样器、把220V的交流电转换成5V的直流电源、红外遥控系统、存储器的扩展、LCD显示器和报警装置等组成，实现对瓦斯的检测、报警和控制，安全可靠，经久耐用，适合各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采率，为我国煤炭事业做出贡献。

关键词：瓦斯;AT87C552;PID控制器

II

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摘要（中文）.............................................................. I 1 井下瓦斯浓度智能传感器设计的概述........................................ 1

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井下瓦斯浓度智能传感器的设计

摘要

井下瓦斯浓度智能传感器针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。同时采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。设计这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。

该传感器以AT87C552单片机为核心，由甲烷浓度采样器、把220V的交流电转换成5V的直流电源、红外遥控系统、存储器的扩展、LCD显示器和报警装置等组成，实现对瓦斯的检测、报警和控制，安全可靠，经久耐用，适合各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采率，为我国煤炭事业做出贡献。

关键词：瓦斯;AT87C552;PID控制器

II

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摘要（中文）.............................................................. I 1 井下瓦斯浓度智能传感器设计的概述........................................ 1

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瓦斯传感器调校操作规程 1 KG9001C型高低浓度甲烷传感器参数 1 气瓶携带要求及注意事项 1 现场调校施工步骤 2 瓦斯传感器更换 4

瓦斯传感器调校操作规程

KG9001C型高低浓度甲烷传感器参数

1.1 主要性能

1.1.1 采用了新型的单片机和高集成的数字化电路，整机电路结构 简单，性能可靠，便于维护、调试。

1.1.2 具有就地显示甲烷浓度值，超限声光报警等功能。

1.1.3 采用了新型的开关电源，整机功耗低，增加了信号的传输距离。

1.1.4 具有故障自检功能，使用、维护方便。

1.1.5 外壳结构采用了高强度的不锈钢材料，增强了传感器的抗冲击能力。

1.2 技术参数

1.2.1 整机工作电压：（9~24.5V）

1.2.2 测量范围：0.00%CH4~40.0%CH4。

1.2.3 传感器高低浓度检测元件自动转换点：

传感器从低浓度转换到高浓度状态，转换点为4.00%CH4； 传感器从高浓度转换到低浓度状态，转换点为2.00%CH4。

1.2.

一氧化碳传感器调校记录

校验人： 校验时间： 仪器型号 出厂编号 气体浓度 指示值 指示误差 校验结果 备注 一氧化碳传感器 GTH500（B） 41244 一氧化碳传感器 GTH500（B） 40210 一氧化碳传感器 GTH500（B） 34930 一氧化碳传感器 GTH500（B） 44180 一氧化碳传感器 GTH500（B） 35030 一氧化碳传感器 GTH500（B） 42327 一氧化碳传感器 GTH500（B） 45576 一氧化碳传感器 GTH500（B） 40156 一氧化碳传感器 GTH500（B） 40001 一氧化碳传感器 GTH500（B） 45584 一氧化碳传感器

基于无线传感器网络的所有设计

仪器仪表用户

信号输入电压范围为0 5V,供电电源电压为单电源5V,数据采集电路如图3所示。

科研设计成果

控制ADC选择输入模拟通道,并将模拟信号进行A/D转换,单片机采集数据后进行保存和数据处理,再通过串口通信送入计算机。

3.2 计算机端软件设计

计算机端软件是软件部分的核心,其功能是多方面的,不仅负责采集数据的接收,还有对接收的数据进行处理和显示等功能。为了便于程序的设计、连接和修改,各功能程序实行模块化。利用NI公司的LabVIEW,经过设计可以得到如图6

[6]

所示的计算机端主界面。

图3 数据采集电路

2.4 通讯电路

计算机与外部的基本通讯方式有两种:并行通讯和串行通讯。串行通讯较并行通讯传送速度慢,但连接简单,而且MCS 51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口,该串行口有4种工作方式,波特率可用软件设置,由片内的定时器、计数器产生,接收发送均可触发中断系统,使用十分方便。对本设计而言,串行通讯速度完全能满足要求,因此本系统选用RS 232串口进行双机通讯。MAX232和计算机接口电路如图4所示。

图6 计算机端主界面

4 结论

图4 通讯电路

3 系统软件设计

软件设计包括单片机端程序和计算机

基于无线传感器网络的所有设计

仪器仪表用户

信号输入电压范围为0 5V,供电电源电压为单电源5V,数据采集电路如图3所示。

科研设计成果

控制ADC选择输入模拟通道,并将模拟信号进行A/D转换,单片机采集数据后进行保存和数据处理,再通过串口通信送入计算机。

3.2 计算机端软件设计

计算机端软件是软件部分的核心,其功能是多方面的,不仅负责采集数据的接收,还有对接收的数据进行处理和显示等功能。为了便于程序的设计、连接和修改,各功能程序实行模块化。利用NI公司的LabVIEW,经过设计可以得到如图6

[6]

所示的计算机端主界面。

图3 数据采集电路

2.4 通讯电路

计算机与外部的基本通讯方式有两种:并行通讯和串行通讯。串行通讯较并行通讯传送速度慢,但连接简单,而且MCS 51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口,该串行口有4种工作方式,波特率可用软件设置,由片内的定时器、计数器产生,接收发送均可触发中断系统,使用十分方便。对本设计而言,串行通讯速度完全能满足要求,因此本系统选用RS 232串口进行双机通讯。MAX232和计算机接口电路如图4所示。

图6 计算机端主界面

4 结论

图4 通讯电路

3 系统软件设计

软件设计包括单片机端程序和计算机

最新传感器列表

遥感波段

? 紫外线：波长范围为0.01～0.38μm，太阳光谱中，只有0.3～0.38μm波长的光到达地面，对油污染敏感，但探测高度在2000 m以下。

? 可见光：波长范围：0.38～0.76μm，人眼对可见光有敏锐的感觉，是遥感技术应用中的重要波段。

? 红外线：波长范围为0.76～1000μm，根据性质分为近红外、中红外、远红外和超远红外。

? 微波：波长范围为1 mm～1 m，穿透性好，不受云雾的影响。 ? 近红外：0.76～3.0 μm，与可见光相似。 ? 中红外：3.0～6.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 远红外：6.0～15.0 μm，地面常温下的辐射波长，有热感，又叫热红外。 ? 超远红外：15.0～1 000 μm，多被大气吸收，遥感探测器一般无法探测。

大气窗口

大气窗口 紫外可见光 近红外 近红外 近-中红外 波段 透射率/% 应用举例 0.3～1.3 μm ＞90 TM1-4、SPOT的HRV 1.5～1.8 μm 2.0～3.5 μm 80 80 ??TM5 TM7 中红外 3.5～5.5 μm ㏒???琰茞??ü NOAA的AVHRR 远红外 微波 8～14 μm 0

《传感器原理及应用》试卷四

适用班级：（电子071 ，072，073，074，075） 题号 得分 一 二 三 四 五 六 总分 核分人 得分 评卷人

一、填空题：（共20空，每空1分，共20分）

1、传感器一般由 、 、 测量电路和辅助电源四个部分组成。

2、气敏电阻传感器是利用半导体对气体的__________作用而使其__________发生变化的现象来检测气体的成分和浓度。气敏电阻传感器通常由 、 和封装体等三部分组成。

3、为减少电容式传感器在使用中存在的______________，可以在结构上加保护电极，但要求保护电极和被保护电极要为______________。

4、变隙式电感式传感器与螺线管式电感式传感器都可以用来测位移， _____________线性范围大，______________测量灵敏度高。

5、霍尔片越厚其霍尔灵敏度系数越__________（大或小），霍尔灵敏度系数的含义是指____________________________________________。 6、热电偶产生的热电势一般由

1、通常希望传感器的输入和输出之间具有一一对应关系，这样的传感器才能如实反映待测的信息。

16 在规定条件下，传感器校准曲线与拟合曲线间最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度。

15、传感器就是通过敏感元件、传感元件和电子线路把非电生物信息转化成电学量的装置

17、电阻应变片式传感器测量电路采用差动电桥时，不仅可以温度补偿，同时还能起到提高测量灵敏度的作用。

2、直流电桥的补偿包括零位补偿、温漂补偿、非线性补偿、灵敏度温漂补偿。

2、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称应变效应；固体受到作用力后电阻率要发生变化，这种现象称压阻效应。直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同，圆弧部分使灵敏度K下降了，这种现象称为横向效应。

16、在传感器测量电路中，应用电桥测量线路把电阻变化转化成电流或电压变化的线路。 20、电阻应变效应是指在一定的范围内，拉伸金属导体，金属导体的电阻变化和应变成正比。

电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（①变面积型②变极距型③变介电常数型）外是线性的。

空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器

3、一般电