瓦斯传感器信号采集及处理电路的设计与制作

瓦斯传感器信号采集及处理电路设计与制作［摘要］在2050年之前，煤炭生产，作为我国能源工业支柱，其地位将是长期的、稳定的。可是煤炭工业的安全生产状况却不容乐观，频发的甲烷爆炸事故已经直接威胁到整个煤炭工业的稳定生产。进行瓦斯浓度监控，预防瓦斯事故势在必行。本次设计一种基于STC12C5A60S2/AD/PWM单片机的瓦传感器，用于实时监测瓦斯浓度。采用催化燃烧式传感头作为敏感元件，设计电路将敏感元件的电阻变化通过电桥转换成毫伏信号，再通过放大电路将之转换成A/D转换器可以接受的0-5v 信号。然后由单片机完成数据的采集、处理。最后通过数码管可以显示瓦斯浓度以及实时监控报警。本次尝试从经济，简便等方面对瓦斯浓度监控进行了探索，对煤矿企业采购设备进行瓦斯监控具有很大的参考借鉴作用。

［关键词］瓦斯传感器；信号采集；放大处理；浓度监控

The Developed Trend and Innovation of Human Resources

Management

Measurement and Control Technology and Instruments Xu Yan-qing

Abstract: By 2050 from coal production, as our country, the energy industry, its position

will be the backbone of long-term, stable. But the coal industry safety situation is not optimistic, frequent methane explosion accident has a direct threat to the stability of the coal industry production. For gas concentration monitoring, prevent gas accident is imperative.. This design USES catalytic combustion type sensor head as sensitive components, circuit design will sensitive components resistance change through the bridge convert millivolt signal, again through amplifying circuit will convert A/D converter acceptable 0-5v signal. Then by

single-chip commputer completes data acquisition, processing. Finally through digital tube can display the gas concentration and real-time monitoring alarm. This attempt from aspects of economic, convenient gas concentration monitoring carried on the exploration of the coal mine enterprises purchase equipment, has very big on gas monitoring reference.

Key words:Gas sensor acquisition of signal Amplification processing Concentration monitoring

目录

1概述 (1)

1.1 瓦斯浓度监测的必要性 (1)

1.2国家关于煤矿安全浓度的规定 (1)

1.3国内外研究水平和动向........................................................... 错误！未定义书签。

1.4本论文的结构安排................................................................... 错误！未定义书签。2设计原则与总体方案........................................................................... 错误！未定义书签。

2.1设计原则.................................................................................... 错误！未定义书签。

2.2设计总体思路........................................................................... 错误！未定义书签。3硬件设计............................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1敏感元件.................................................................................. 错误！未定义书签。

3.1.1敏感元件分类................................................................ 错误！未定义书签。

3.1.2热催化元件的结构......................................................... 错误！未定义书签。

3.1.3热催化元件工作原理..................................................... 错误！未定义书签。

3.1.4 MC113型催化元件........................................................ 错误！未定义书签。

3.2信号放大设计............................................................................ 错误！未定义书签。

3.2.1放大器的选择................................................................ 错误！未定义书签。

3.2.2放大电路......................................................................... 错误！未定义书签。

3.3微控制器CPU............................................................................ 错误！未定义书签。

3.4晶振电路.................................................................................... 错误！未定义书签。

3.4.1晶振................................................................................. 错误！未定义书签。

3.4.2晶振电路......................................................................... 错误！未定义书签。

3.5复位电路................................................................................... 错误！未定义书签。

3.5.1外部RST引脚复位......................................................... 错误！未定义书签。

3.5.2复位电路......................................................................... 错误！未定义书签。

3.6电源部分.................................................................................... 错误！未定义书签。结束语...................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。致谢.......................................................................................................... 错误！未定义书签。

1概述

1.1 瓦斯浓度监测的必要性