气体检测系统中英文对照外文翻译文献

⽓体检测系统中英⽂对照外⽂翻译⽂献
中英⽂对照翻译
研究智能⽓体检测系统
⽂摘根据统计数据，中国近年来，煤⽓泄漏时有发⽣，对⼈⾝安全造成很⼤威胁，因此⽓体检测和监控系统是需要作为⼀个安全装置在家庭应⽤。

在本⽂中，智能⽓体检测系统的设计。

该检测仪采⽤单⽚机AT89S52为控制核⼼，采⽤催化燃烧式⽓体传感器元件
MC112作为⽓体传感器（CH4）检测。

该系统的主要功能如下：浓度的实时监测CH4和显⽰的浓度值；发射声光报警信号，如果CH4浓度值超过报警值通过键盘⾯板输⼊；串⾏通信⼝发送数据地⾯以上主机。

软件调试和硬件仿真上述系统也实现在同⼀时间。

关键词：数据采集，传感器,串⾏通信,单⽚机。

在本⽂中，检测系统采⽤单⽚机作为控制计算机；整个系统的⽰意图如图1所⽰。

选择理由：单⽚机作为控制核⼼，它具有体积⼩尺⼨，⾼可靠性，低价格，使其成为⾏业使⽤⾮常合适智能仪表、实时控制领域。

系统的操作界⾯如图2所⽰。

在右上⾓号码显⽰默认的或⽤户定义的⽓体浓度值，在左上⾓显⽰检测到的⽓体浓度值。

报警灯的设置。

所有的功能通过设置控制⾯板上的按键控制，包括电源键，复位键，数据采集的关键。

其他键包括⼗个数字键，调整值键和回车键来改变阈值。

基本操作程序如下：
⾸先按下电源键，系统初始化机数据采集的关键，LED在右上⾓显⽰的阈值1；⽤户可以定制阈值调整值的按键和数字键，然后按回车键确认更改。

系统开始检测⽓体浓度和上显⽰这些参左叶⾯积，同时实时数据的传输，通过RS-485总线主机地⾯上的。

3⽓体检测系统的硬件系统设计
主要包括主控单元系统的硬件结构，传感器和信号放⼤电路，A/D转换模块，声光报警电路，键盘显⽰模块，串⼝通信模块。

3.1主控单元
具有集成度⾼,体积⼩,价格低，单⽚机已⼴泛应⽤于⼯业过程中⼴泛应⽤包括控制，数据采集，机电⼀体化，智能仪表，家⽤电器和⽹络技术，以及显著提⾼的程度技术和⾃动化。

考虑在芯⽚选择两个因素，⼀是抗⼲扰的能⼒，提⾼单⽚机应⽤系统的⼲扰，
图2. 系统运⾏界⾯图
所以单⽚机必须有较⾼的外界⼲扰；⼆是单⽚机的性能价格⽐。

考虑到上述因素，我们采⽤了Atmel公司的AT89S52作为主控
单元，和主控电路的最终⽅案包括AT89S52单⽚机，定时器和复位电路[ 8,9 ]。

如图3所⽰。

图3. 主控制单元
3.2传感器和信号放⼤电路
3.2.1传感器的选择
在⽓体检测系统设计的⼀个关键问题是如何选择的⽓体传感器。

常见的⽓体传感器的半导体⾦属氧化物如氧化锡，锌coxide，钛氧化物和铝氧化物。

遇到的问题与这些传感器缺乏灵活性，可怜响应时间和在升⾼的温度下操作[ 10 ]。

甲烷检测新⽅法基于红外技术是近年来提出的，但它仍然是在进步和很多⼯作之前应该可以应⽤于解决实际⼯程问题[ 11 ]。

本系统采⽤催化燃烧式⽓敏元件MC112开发海星集团来测量⽓体（CH4）的浓度。

图4显⽰了外⾯观和MC112内部电路，表1列出了主要技术参数MC112。

MC112⽓体检测器利⽤催化燃烧原理的两个臂；桥是由测量与补偿元件对。

当它被暴露可燃⽓体，测量元件电阻增⼤，输出通过测量电桥电压参数，参数的电压成正⽐的⽓体浓
度值。

补偿元件的⼯作温度补偿和参考。

对MC112主要功能包括可重复性好，⼯作稳定，可靠，线性输出电压，和快速的反应。

煤矿安全规程表⽰，如果甲烷⽓体浓度超过1%，安全系统应警报，如果⽡斯浓度超过2%，所有的⼈都必须⽴刻疏散。

⾃检测低浓度甲烷
MC112范围为0% - 2%。

图4. 外观
3.2.2信号放⼤电路
要放⼤微弱电信号的检测采⽤MC112（1%⽓体浓度波动将导致16MV电压变化）。

采⽤扭矩传感器系统⼴告公司开发的⾼性能的仪表放⼤器。

它有优点：（1）单电源和12V输出（2）易于修改信号增益虽然外部电阻器，它将作为⽆外部单位增益电阻和信号增益可达1000与⼀个外部电阻；（3）低功耗消耗，⼤规模的操作电压，线性度好，热稳定性好，⾼可靠性。

信号放⼤
器电路原理图如图5所⽰。

图5. 信号放⼤电路
3.3的A / D转换器模块
如图6所⽰，该模块由多路CD4051，采样保持器lf389，A / D 转换器AD574A [ 12 ]和并⾏I/O芯⽚8255A作为核⼼的⼀部
分，AD574A是⼀个12位的逐次逼近A/D转换器芯⽚三的状态缓冲区，其转换时间约为25µS. AD574A能够直接连接到单⽚没有额外的接⼝逻辑电路，内置⾼精度的参考功率电源和时钟电路，⽆需外部时钟源AD574A能够正常运⾏参考电源。

图6. A/D转换器模块
3.4其他模块
3.4.1数字显⽰模块
传统的液晶显⽰模块是不适合在这个系统中由于⼯作环境主要是在⿊暗的矿井隧道深。

LED软灯应选择。

它是在煤矿的特点为不利的情况下适⽤防潮，卓越的温度特性和长距离的视觉效果。

在本系统，采⽤6位LED动态显⽰CH4⽓体浓度值，与段端⼝和位端⼝与PA⼝和PB端⼝连接8155（1）分别。

3.4.2键盘输⼊模块
在键盘输⼊模块，我们安排了13个键，包括10个数字键和“数据收集”键，“进⼊”键，“复位”键。

采⽤相反的⽅向连接的⽅
法，PB ⼝和8155 PC端⼝（2）连接到键盘的⾏和列电路电路分别。

3.4.3串⾏通信和声光报警单元
串⾏通信模块，信号控制器发送到主机计算机上通过RS-485，和MAX485是⽤于转换电压。

RS-485是多点双向半双⼯通信基于单
平衡线电路具有⾼噪声抑制链接，传输速率⾼，传输距离长、宽共模范围，其最⼤传输率达到10Mbps，电缆的最⼤距离达到1200
[ 13,14 ]。

P21和P10 AT89S52将声光报警单元控制时甲烷⽓体浓度的检测值超过设定值。

4控制系统软件设计
软件控制系统包括系统初始化的主要功能，阈值设定，甲烷⽓体浓度数据采集和显⽰，串⾏通信等。

为了实现上述功能，我们开发了串⾏程序采⽤51系列单⽚机汇编程序语⾔包括主程序，键盘扫描程序，A/D转换程序，报警程序，串⼝通讯程序，数据显⽰程序，系统报警诊断程序，双字节乘法程序，三字节⼆进制程序看狗程序。

该系统是由许多模块，由于有限的空间，我们介绍主程序。

主程序初始化单⽚机寄存器，I / O端⼝，然后扫描键盘看数据采集键被按下，如果没有，继续扫描键盘按键直到数据收集。

当收集键被按下，默认的阈值1显⽰⾯板上，如果⽤户想复位阈值价值，只是按调整值设置⼀个新值，然后按回车键完成这⼀步。

当按下Enter键，系统开始数据采集的运⾏和A / D转换，然后将转换后的数据为⼆进制格式调⽤⼀个⼦程序的双字节乘法。

我们需要三个存储单元存储这些数据是因为他们24位⼆进制数据格式。

接下来，系统会将这些⼆进制格式的数据转换成⼆进制编码的⼗进制格式，通过调⽤⼀个⼦程序三字节的⼆进制编码的⼗进制。

在最后⼀步中，值与预先设定的⽐较决定是否应发出报警信号的阈值。

在这期间，这些数据将被发送到上位机通过RS-485串⾏地通信单元。

然⽽，系统会发送⼀个正脉冲复位看
门狗定时器每1.6秒。

本系统采⽤单⽚机的晶振频率为12MHz，与定时器/计数器，模式1的⼯作（16位定时器/计数器），其最⼤时间间隔约为66ms，所以系统会发送⼀个信号到喂狗看门狗电路各
66ms。

5个结论
在这项研究中，⼀个智能⽓体检测系统。

它可以⽤于实时甲烷⽓体浓度监测。

测量从零到百分之2本系统的范围内，传感器的灵敏度达到百分之0.01。

它具有速度快、⾼性能的12位A / D转换器，⼯作环境温度范围从20℃～+ 70℃。

这仍然系统具有可靠性⾼，操作⽅便，性能价格⽐⾼。

在本⽂中，总规划软件和⽓体检测系统的硬件设计提出了利⽤Proteus，测试硬件电路，采⽤KEIL测试组装语⾔源程序，仿真试验结果表明该系统具有较⾼的精度，快速响应是可⾏的。

⼯具书类
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外⽂原⽂
Resea rch of Intelligent Gas Detecting System
Abstract. According to statistic data of China in recent years,Gas leakage occurs, Pose a great threat to the personal safety. So the gas detection And monitoring system is required as a safety device applied in the family. In this paper, an intelligent gas detecting system is designed. This detection instrument adopts SCM AT89S52 as its control hardcore and uses catalytic combustion type gas sensor element MC112 as the sensor。