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1、.XXXX学院专科毕业设计（论文）题 目煤矿瓦斯监测报警器 学生姓名 XXXXXXXX专业班级 电气自动化一班 学 号 100000000所 在 系 电子工程系 指导教师 XXXXXXXX完成时间 2010年12月10日 煤矿瓦斯监测报警器摘 要能源工业是一个国家经济发展的命脉。近年来，随着石油的紧张，石油价格的飙升，煤炭行业的重要地位和不可替代性也日益显现。然而，中国煤炭行业的安全形势却不容乐观，尤其是重、特大上网那个事故屡见报端。在这些事故中，瓦斯爆炸有占绝大多数。这其中，固然有很多诱发因素，但个煤矿生产企业安全监测设备不完备、管理手段落后是造成事故的重要因素之一。论文设计的内容是煤矿监测
2、报警器，论文的内容从题目上看就可知道要分两部分来解决：一是煤矿瓦斯的监测，二是系统的报警。论文首先阐述了CH4监测系统同的发展及状况。在本文中，我们设计介绍了一种基于甲烷传感器MQ-4和单片机AT89S51的煤矿瓦斯监测报警器。我们给出了其硬件组成及软件的设计方案，使其能达到进行瓦斯监测的预期目标。本设计的硬件电路包括浓度检测，A/D转换，单片机系统，键盘电路，数据显示电路及各控制电路；软件设计包括浓度采集，数据转换及处理，键盘扫描，动态显示及浓度控制等。通过软硬件的设计可实现对瓦斯浓度的监测并且当其浓度超过预警值时可进行声光报警并排风以降低瓦斯浓度。 在论文中，我们简单论述了报警器的控制方案
3、及工作原理，给出了主程序及主要子程序的框图。此次设计的瓦斯监测报警器具有操作简便，运行稳定，检测比较准确的特点。关键字 瓦斯监测 传感器 单片机 声光报警 A/D转换电路THE DESIGN OF THE MONITORING DETECTORS FOR THE COAL MINE GASAbstractEnergyindustryis thevitals of our countrys economy development. In recent years, in company with petroleum resources shortage, petroleum prices gro
4、w rapidly. The importanceandunsubstitutabilityof coal industry increase everyday. But Chinese coal industry safety in production refuse optimism, as serious casualty repeatedly appeared in the newspaper. Gas explosion occupy the most part of those accident. It is sure that many factors caused that,
5、but each colliery enterprises lack of safety monitoring equipment, ladder of management lag are the one of substantial reasons.The dissertation design content is the mine pit coal gas examination, the alarm system design. The paper content from the topic looked may know must divide two parts to solv
6、e. One is the mine pit coal gasexamination, and another is the alarm system design. First of all, the dissertation expounds the development and actuality of CH4 instrumentaion. In this paper, we introduced a design of the monitoring detectors for the coal mine gas which based on a gas sensor MQ-4 an
7、d single enlargement AT89S51 system. We gave the hardware and software of the design ofprogrammers to achieve the desired objectivesforgas monitoring. Thehardware including the design of the concentration testing, electric circuit A/D conversion, AT89S51system, keyboard circuit, electric circuit mon
8、olithic integrated circuit acousto-optics reports to the police, the data show circuit and control circuit. The software design including concentrations collection, data conversion and handling, keyboard scanning, dynamic scanning , and the control of the concentration and so on. Software and hardwa
9、re design can realize the monitoring of the gas concentrations and if the concentrations exceed the value of early warning can sound and light warning and open the platoon fans to reduce gas concentrations. In the paper, we briefly discussed detectors programmers and operating principles of the cont
10、rol, and given the main flowchart the diagram ofthe procedures. This design is easy to operate and the designs operation is stability, and the detection is more accurate.The key words:gas monitoring, sensors, single enlargement, electric circuit monolithic integrated circuit acousto-optics reports t
11、o the police, electric circuit A/D conversion目录中文摘要英文摘要绪论11.1背景课题11.2瓦斯监测的现状21.3瓦斯监测的发展方向2第二章 系统概述1.1系统框图31.2 工作原理4第二章 单片机的选用2.1单片机简介及发展趋势42.2 单片机AT89S5152.2.1AT89S51的引脚说明52.3 单片机的I/O口扩展14第三章 浓度测试电路 3.1瓦斯监测气体的介绍133.2气体传感器13 3.2.1 气体传感器的分类 3.2.2 气体传感器的选项3.3 MQ-43.3.1MQ-4标准工作条件143.3.2MQ-4的环境条件15绪 论煤矿中
12、含有大量的甲烷（CH4）等易燃易爆气体，发生事故后会造成巨大的经济损失，危及矿工的生命。随着煤矿开采技术手段的不断改进和开采规模的扩大及开采深度的不断延伸，安全隐患越来越多，瓦斯事故特别是中、特大瓦斯事故在煤矿事故中所占的比例也越来越高。如果不把瓦斯事故控制住，就不能实现煤矿安全生产状况的稳定，也就无法保障煤炭工业的持续健康发展。所以，对煤矿井下瓦斯气体进行快速准确的监测显得尤为重要，对易燃易爆混合气体监测的研究和开发也成为人们一直关注的问题。1.1 课题背景我国是煤炭生产大国，随着煤矿机械化程度的提高，矿井生产能力和生产效率普遍加大，煤炭年产量居世界首位，产煤量占世界总产煤量的20%。但同时
13、我国也是煤矿安全形势最为严峻的国家之一。近年来，瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等灾害，严重威胁着煤矿的安全生产和数百万名煤矿工的生命安全，瓦斯灾害已成为制约我国煤矿安全生产和煤炭工业发展的重要因素，可以说瓦斯爆炸已经成为矿难的第一大祸首。国有地方和乡镇煤矿中，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井占15%左右。在许多发达国家中为了减少事故的发生，一般不会开采高瓦斯灾害隐患严重的矿井。但中国是一个能源饥渴大国，煤炭是我国的主要能源，占一次性能源构成的75%,所以不论是低瓦斯还是高瓦斯，都在积极创造条件，照采不误。多年来的实践证明，瓦斯浓度的监测监控器在监测煤矿井下安全状况，防范安全隐患方面起着重要作用，充分发挥其
14、作用，是我国煤矿安全形势实现好转的关键。近年来，国有重点煤矿瓦斯爆炸事故较少的原因之一，就是绝大多数煤矿的高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井安装了瓦斯浓度监测监控器。综上所述，瓦斯浓度监测监控器所要实现的功能包括根据所选的瓦斯传感器来设定瓦斯浓度预警值，采集瓦斯浓度并进行浓度显示及处理。当实际浓度超限时进行声光报警并同时控制排风扇进行排风以降低浓度含量。所以开发设计出一种操作简单的瓦斯监测监控器，对有效的预防和减少瓦斯爆炸具有非常现实的意义。1.2瓦斯监测的现状国内对瓦斯的检测以CH4检测为主,毒气的检测以CO检测为主;而国外用可燃性气体的检测代替单一CH4气体的测量,毒气包括H2S的测量。单从我国技术发展上来说，我国在瓦斯监测监控系统的应用上起步较晚，上世纪80年代初才从国外引进了这一系统，而且仅用于部分国有重点煤矿，所以就瓦斯监测监控系统而言，目前也存在着不够完善的地方：第一，我国煤矿的瓦斯灾害防治技术虽已处于世界先进水平，但防灾抗灾的安全仪表和装备的技术水平与国外相比差距较大。第二，受技术条件限制，许多煤矿的瓦斯监测数据无法传输给集团公司或上级主管部门，仍未建立全集团或整个地区的瓦斯监测监控网络。第三，已安装的瓦斯监测监控系统型号各异，信号传输方式不尽相同，
