毕业设计（论文）--一氧化碳浓度检测，报警及自排系统的设计.docVIP

一氧化碳浓度检测、报警及自排系统的设计 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。一氧化碳是一种无色无味同时这些气体燃料在使用中，若管道和阀门密封不好，它们泄露出去，轻者引起中毒，重者造成火灾，危及人们的生命财产。由于这些原因，对于气体的检测与控制就变得很重要了，研究各种气体的检测方法与气体传感器也随之成为一个重要课题。 本论文主要实现对煤气泄露浓度的测量、报警及自排，系统主要以半导体气体传感器为研究对象，以单片机为主控芯片结合一氧化碳浓度检测传感器及外围电路组成信号报警器。通过写入单片机的程序控制使报警器在检测到CO浓度超过预先设置值时自动报警并启动一氧化碳自排系统进行抽排从而避免煤气中毒事件的发生。 关键词：气体传感器，单片机，浓度检测，报警器. 目　录 前　言 1 第1章 绪论 2 1.1论文研究来源、目的和意义 2 1.1.1 论文研究来源 2 1.1.2 论文研究目的和意义 2 1.2可燃性气体报警器的国内外现状 3 1.3本论文主要任务 4 第2章煤气泄露自动测试总体设计 5 2.1设计要求 5 2.1.1煤气泄露测试的功能 5 2.1.2煤气泄露测试系统框图 5 2.1.2煤气泄露测试的各个功能模块 6 2.2设计原理 7 2.2.1气体传感器介绍 7 2.2.2气体传感器的选定 7 2.3数据处理 9 2.3.1传感器非线性信号处理 9 2.3.2数字滤波处理 9 第3章煤气泄露自动测试硬件设计 11 3.1温度补偿电路 11 3.1.1 OP07低噪声高精度运算放大器 11 3.1.2温度补偿 12 3.2模/数转换器ADC0809 12 3.2.1 ADC0809的介绍 12 3.2.2引脚功能 13 3.2.3主要特性 14 3.3单片机AT89C51的概述 15 3.3.1 AT89C51简介 15 3.3.2主要性能参数 15 3.3.3管脚说明 16 3.4 声光报警与LED显示 19 3.4.1声光报警单元 19 3.4.2 LED显示 20 3.5排气扇控制系统与切断阀 21 3.5.1光电隔离器 21 3.5.2继电器选择 22 3.5.3光电隔离电路 23 第4章接口总线 25 4.1 RS-232接口总线 25 第5章 部分软件程序 28 5.1 部分单片机程序 28 5.1.1主程序 28 5.1.2数据采集程序 29 5.1.3 A/D转换程序 30 结　论 31 谢 辞 32 参考文献 33 附　录 34 外文资料翻译 35 前　言 随着科学技术的进步和社会经济的发展，从工农业生产的各个领域到人们家庭生活的各个方面，人们直接或间接接触各种有毒有害气体的机会大大增加，由此而引起的中毒，火灾和爆炸事故屡见不鲜，严重威胁到人们的生命和财产安全，成为一种新的社会公害。尤其是一氧化碳这种在人民大众家里普及的燃气，同时也是影响煤炭行业安全的重要因素，因此一氧化碳直接关系着广大群众的切身利益和生命安全。一氧化碳是无色、无臭、无味、有毒的气体,熔点﹣199℃,沸点191.5℃。标准状况下气体密度为l.25g/L，和空气密度（标准状况下1.293g/L）相差很小,这也是容易发生煤气中毒的因素之一。 一氧化碳分子中碳元素的化合价是＋2价，能进一步被氧比成＋4价，从而使一氧化碳具有可燃性和还原性，一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧，生成二氧化碳。 一氧化碳中毒（carbon monoxide poisoning），亦称煤气中毒。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。常见于家庭居室通风差的情况下，煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。 中毒原理：一氧化碳会与肺部的血红蛋白结合，造成机体缺氧。 一是轻度中毒。患者可出现头痛、头晕、失眠、视物模糊、耳鸣、恶心、呕吐、全身乏力、心动过速、短暂昏厥。血中碳氧血红蛋白含量达10%20%。二是中度中毒。除上述症状加重外，口唇、指甲、皮肤粘膜出现樱桃红色，多汗，血压先升高后降低，心率加速，心律失常，烦躁，一时性感觉和运动分离（即尚有思维，但不能行动）。症状继续加重，可出现嗜睡、昏迷。血中碳氧血红蛋白约在30%-40%。经及时抢救，可较快清醒，一般无并发症和后遗症。三是重度中毒。患者迅速进入昏迷状态。初期四肢肌张力增加，或有阵发性强直性痉挛；晚期肌张力显著降低，患者面色苍白或青紫，血压下降，瞳孔散大，最后因呼吸麻痹而死亡。经抢救存活者可有严重合并症及后遗症。 MGS1100一氧化碳传感器作为敏感元件，对响应的选择性好，并具有灵敏度高，稳定性好