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1、唐山科技职业技术学院 煤炭深加工与利用 赵岩 18I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,液化气、煤气进入家庭的使用为人们带来了方便,也改善了城市的环境,但同时也给人们带来了潜在的危险,其中一氧化碳是最主要的危险源。本设计利用 GS 系列传感器，将置于测试环境中待测气体的浓度转换为模拟电压，再通过 ADC0809 将模拟电压转换为数字信号，送入单片机 AT89C51中进行处理。为了用户对气体浓度进行实时了解，将 AT89C51 外接 3 片74LS164 作为 3 位 LED 显示器的静态显示接口，把单片机的 RXD 作为数据输出线，TXD 作为移位
2、时钟脉冲。74LS164 为 TTL 单向 8 位移位寄存器，通过 8 位移位寄存器 74LS164 可进行静态显示。通过设置气体浓度报警值，用单片机控制发光二极管和声控同时报警。利用单片机控制技术，制作了程控一氧化碳报警器。该仪器对一氧化碳（CO）进行实时监控，当一氧化碳的浓度超过允许值时，控制电路进行报警，并通过外接排风扇与电磁阀对其进行程控，以防事故的发生。另外为了防止程序陷入死循环，还利用 x25045 芯片组成的看门狗电路在程序陷入死循环时让单片机复位，而不用整个系统断电，从而保护了硬件电路。由于所设计的数字气体报警器采用单片机 AT89C51，其价格便宜，性能稳定，易于产品化。以
3、GS 气体传感器和 AT89C51 单片机为核心， 设计气体泄漏报警器，该报警器设计方法简单易行，使用效果良好，下面给出了气体泄漏报警器的总体设计原理，关键的硬件电路和所有的软件程序设计。关键字：单片机 传感器 智能化 一氧化碳目录III目录第 1 章 绪 论 .11.1 课题设计背景与意义 .11.2 煤气检测在国内状况 .21.3 本系统设计的主要内容 .3第 2 章 方案论证.52.1 总体系统方案 .52.2 单片机比较 .52.3 传感器选择 .92.4 整体方案确定 .12第 3 章 硬件设计.143.1 89C51 简介 .143.2 89C51 振荡电路 .163.3 89C5
4、1 复位电路 .173.4 89C51 译码及外部扩展 .183.5 电源电路 .203.6 显示电路 .223.7 报警电路 .23第 4 章 软件设计.254.1 软件部分的设计 .254.2 软件程序的调试 .33结论.35致谢.36参考文献.37第一章绪论1第 1 章 绪 论1.1 课题设计背景与意义随着煤气、液化石油气的用户越来越多，因使用不当而造成的事故时有发生。譬如煤气炉在烧水或做饭期间，往往因为开水及稀饭外逸继而导致火灾、爆炸事故。因此，在现有灶具上安装煤气意外报警电路是十分必要的。又由于石油、化工生产过程具有易爆、易燃的性质，生产装置时常可能泄漏可燃性气体或蒸汽，当这些气体或
5、蒸汽在空气中的浓度达到一定数值时，随时都可能发生爆炸火灾事故，威胁着人身与设备的安全。为了保证安全生产，严密监测可燃性气体在空气中的浓度，是否能安全生产的必要条件。在生产现场容易泄漏可燃性气体的地方安装可燃性气体报警器，当空气中的可燃性气体或蒸汽的浓度达到或超过报警设定点时，可燃性气体检测报警器便发出闪光和声响报警信号，以便及早采取必要的应急措施，避免爆炸火灾事故的发生，达到安全生产的目的。随着科学技术的发展，工业生产规模的扩大，在生产中使用的气体原料和生产过程中产生的气体种类和数量也在增加。这些气体物质中有些是易燃易爆的，有些是引起人们窒息，中毒的。煤气作为一种气体能源，在人们生产和生活中已
6、得到越来越广泛的应用。煤气（主要成分 CO）的泄漏将严重地污染环境并可能诱发爆炸及使人中毒等事故的发生。为了保证生产和生活的安全，防患于未然，就需要对其进行有效的监控。近年来随着人民生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已深入到寻常百姓家。但由于使用不当或者设备老化等原因导致的煤气泄漏经常发生。煤气泄漏事件发生时，将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力和内部浓度梯度的作用下，气体会沿地表面扩散， 在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域。而且，气体报警器的研发对于防止煤矿事故也是至关重要的，据权威部门统计，仅去年煤矿
7、事故死亡人数就高达 3786 人，同时也造成了巨大的经济损失，我国特大煤矿事故也是非常严重的。由此可见报警器无论是在人们的日常生活中，还是在煤矿等工业生产中都发挥着至关重要的作用，所以实时2准确测量周围环境中的可燃性气体，有毒有害气体泄露，对保护人民的身体健康和财产安全有重要意义。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 煤气检测在国内状况目前市场上销售的煤气泄漏报警器在功能及线路
8、结构方面不同程度上的存在一些问题，因此煤气泄漏装置的功能和可靠性的加强成了迫切需要解决的问题。本系统线路简单，价格便宜，易于操作和维修，是一种比较理想的报警装置。在将来的社会中，随着使用煤气的普及，煤气泄漏报警器会有更大的发展，使用量会有更大的提高，前景比较光明。随着我国燃气事业的高速发展，燃气安全技术越来越受到重视，传统的安全检测已经不能满足人们对燃气安全生产运行的要求。以计算机为基础的信息时代，燃气管网也进入了数字化的进程中，城市燃气安全运行管理有了更为先进准确的手段。本文主要对基于城市燃气管网的特点，目前城市燃气故障（泄漏）检测系统中的存在的问题进行分析，讨论目前存在的问题。希望能够在一
9、定程度上对检漏系统的设计和改造过程中有一定的帮助。城镇燃气设计规范和城镇燃气管网抢修和维护技术规程为主的国家标准构成了城市燃气安全体系的核心。国家标准中规定了各种燃气设施的安全设计、运行与维护所要达到的要求，这些标准特别是强制性条文使得城市用气安全有了保障。在规范和规程中的检漏体系，主要是规定了人工巡检的机制，对燃气管网系统的管道及其附件，设备的安全检查。人工巡检实质上就是间断性的检测，随着检测特点的不同可分为固定式和便携式。固定式是指将检测设备固定在某点如用户厨房，检测井，阀门井第一章绪论3中，对某一空间进行的监测，一旦发生泄漏并达到一定浓度时，便发出报警信号。便携式是指巡检人员携带检测设备可对燃气管道的各个点进行检测，就有高度的灵活性和灵敏度。
