瓦斯传感器的作用

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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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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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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

令狐采学创作

汽车传感器的种类和作用

令狐采学

汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。

车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。

空气流量传感器

空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型，后两者为质

令狐采学创作

令狐采学创作

量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

进气压力传感器

进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国

令狐采学创作

汽车传感器的种类和作用

令狐采学

汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。

车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。

空气流量传感器

空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型，后两者为质

令狐采学创作

令狐采学创作

量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

进气压力传感器

进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国

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

传感器在工业中的重要性

摘要:在工业生产过程及工程检测中, 为了对各种工业参数（如压力、温度、流量、物位、位移等）进行检测与控制, 首先要把这些参数转换成便于传送的信息, 这就要用到各种传感器, 把传感器与其它装置组合起来, 组成一个检测系统或调节系统, 完成对工业参数的检测与控制。这就体现出其作用意义及其关系。

关键词:传感器,工业生产,自动化生产，控制

引言:

传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,是现代科技的开路先锋。美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，日本则把传感器技术列为十大技术之首。日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。世界技术发达国家对开发传感器技术部十分重视。美、日、英、法、德等国都把传感器技术列为国家重点开发关键技术之一。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。在工程技术领域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能试验等，都离不开测试技术。特别是近代自动控制技术已越来越多的运用测试技术，测试装置已成为控制系统的重要组成部分。

检测系统

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

传感器作用及其发展方向

传感器是人类通过仪器探知自然界的触角，它的作用与人的感官相类似。电子计算机相当于人的大脑；执行器相当于人的肌体；则传感器就相当于人的五官。人的五官如果出了毛病，大脑就不能得出正确的结论，行为就会陷入盲目性，由此可见传感器的重要性。

传感器是人类通过仪器探知自然界的触角，它的作用与人的感官相类似。电子计算机相当于人的大脑；执行器相当于人的肌体；则传感器就相当于人的五官。人的五官如果出了毛病，大脑就不能得出正确的结论，行为就会陷入盲目性，由此可见传感器的重要性。若将计算机比喻为人的大脑，传感器则可以比喻为人的感觉器官。可以设想，没有功能正常而完美的感觉器官，不能迅速而准确地采集真转换欲获得的外界信息，即便有再好的大脑也无法发挥其应有的作用。科学技术越发达，自动化程度越高，对传感器的依赖性就越大。所以，20世纪80年代以来，世界各国都将传感器技术列为重点发展的高新技术，备受重视。

在科学技术高度发达的现代社会中，人类已进人瞬息万变的信息时代，人们在从事工业生产和科学实验等活动中，主要依靠对信息资源的开发、获取、传输和处理，传感器处子研究对象与测控系统的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗D，它提供系统赖以进行决策和处理所必

基于单片机的井下瓦斯浓度智能传感器的设计

BASED ON THE UNDERGROUND GAS DENSITY SINGLE-CHIP

MICROCOMPUTER INTELLIGENT SENSE ORQAN

DESIGN

学 院： 欢乐谷 专业班级： 幼儿大班 学生姓名： 奥特曼 指导老师： 喜洋洋

2010年 5月 20 日

基于单片机的井下瓦斯浓度智能传感器的设计

摘要

随着我国经济的快速发展，各行各业对煤炭的需求急剧增加，而各种矿难事故的发生，使得煤炭安全生产面临严峻的挑战。这篇文章就是针对导致矿难频发的瓦斯浓度进行监控而设计的。

在文章里，我针对瓦斯的特点，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