一氧化碳报警系统论文.doc

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1、摘要由于煤气泄漏具有巨大的危害性，需要对煤气泄漏进行实时的精确监控。本设计介绍了一种智能型煤气监控系统，该系统利用单片机控制技术，采用巡回检测的方法，对一氧化碳（CO）进行实时监控，具有报警设定、声光报警、现场浓度动态显示、误差自动校正功能，而且具有自动关闭煤气管道阀门、向上位机报警、自动按键开启阀门等功能，并通过外接排风扇和电磁阀对其进行程控，以防事故的发生。AbstractBecause of the gigantic harmfulness of gas leakage. It is important to measure the gas leakage accurately. The

2、 intelligent gas monitoring and controller system is designed with single-chip computer technology and cycle check method. It can monitor CO intense real-time. When CO concentration is higher than allowed value, it can not only provide with the function of setting up alarm limit, sound and light ala

3、rm, dynamic display of the connection error, checking and adjustment automatically.关键词：一氧化碳，报警系统，制作Keywords: COgas; alarmsysterm ;manufacture目 录1一氧化碳报警系统设计概述11.1 概述11.2报警系统的主要功能12 一氧化碳报警系统组成22.1报警系统的组成22.2报警系统的工作原理22.3报警系统的结构23一氧化碳报警系统工作原理33.1报警系统硬件33.2单片机系统硬件结构组成框图33.3报警系统单片机应用44一氧化碳报警系统应用及推广54.1 报

4、警系统应用及推广54.2报警系统创新点5致 谢6参考文献7一氧化碳报警系统 51一氧化碳报警系统设计概述1.1 概述随着经济的发展，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的气体，由于它与人体内的血红蛋白有高度的亲和力，所以当它被人体吸收后，会争夺体内血液中的氧形成一氧化碳血红蛋白，使动脉壁缺氧、水肿，阻碍血流通畅，使人发生疲倦、气短、恶心、和头晕眼花等不良症状，体内吸入过多一氧化碳时甚至会导致人因缺氧而死亡。另据科技日报报道，经医学验证，当

5、空气中一氧化碳浓度超过35ppm时就会对儿童智商赵成损害。同时，一氧化碳也是一种易燃易爆的危险气体，其在空气中的阀限值（指在空气中允许存在的最低浓度）为50*10-6，爆炸极限为12.5%74%。因此，及时准确的对室内进行一氧化碳浓度监测和报警成为保障生命安全和国家财产安全的一项必不可少的工作。1.2报警系统的主要功能 对生活，工作环境中的一氧化碳体积分数实施准确而有效的检测与报警是一个与人类生态和工作环境相关的重要问题。为此，我们设计了一套应用于室内一氧化碳浓度监测的智能型监控系统。一氧化碳报警系统是用来检测一氧化碳气体的电子装置，它由一氧化碳传感器、控制系统、信号电缆、排气扇、报警系统等组

6、成。它可以在空气中检测一氧化碳的浓度。一氧化碳报警系统主要是通过一氧化碳传感器，该传感器对一氧化碳非常敏感 ，当一氧化碳浓度高时，传感器使吸附在报警系统里的敏感元件上的一氧化碳的量加大, 当一氧化碳浓度超标时输出相关的报警信号和控制信号，防止有毒气体泄漏后发生事故。本产品采用专用一氧化碳气体传感器，具有灵敏度高、稳定性强、寿命长、功耗低等优点，系统操作简单，安装方便。系统的主要功能如下: (1) 实现对煤气泄漏的实时监测； (2) 实时跟踪显示现场煤气浓度； (3) 具有超限声光报警功能； (4) 具有自动拨号报警功能； (5) 根据报警状况自动关闭煤气管道电磁阀并开启排气装置；2 一氧化碳报

7、警系统组成2.1报警系统的组成实现对煤气泄漏的实时监控；实时跟踪显示现场煤气浓度；具有电话自动报警功能；根据报警状况自动关闭煤气管道电磁阀并开启排气装置；故障排除后，可控制煤气管道电磁阀的自动开启。2.2报警系统的工作原理系统的监控原理是气敏传感器将煤气浓度变换为模拟电压信号，此毫伏级电信号经低通滤波滤掉干扰信号，放大器把信号放大为05V 后，送到A/D转换器，变换成数字量送至CPU。CPU接收到信号后，进行数据分析，当空气中煤气的浓度达到设定值时，将输出数字量，经变送器驱动电磁阀，将煤气管道关闭并打开排气装置，再输出数字信号驱动光电报警和向上位机输出所处位置及报警值，以让监控人员进行处理。故

8、障排除后，可操纵控制面板按键，打开阀门使其恢复供气。2.3报警系统的结构集群监控系统以多机方式与前端机通讯。故本机采用主从工作模式。单片机系统作为从机与本地通信主机（上位机）联系。第一级：中央控制操作站（上位PC机） PC机以Windows为操作平台，利用监视及管理系统，完成现场煤气浓度数据显示、现场位置确定、数据库建立、数据查询、数据分析、统计等操作。第二级：单片机控制系统由于系统对实时性、精确性和可靠性要求非常高，系统采用单片机作为现场控制器，完成对煤气浓度信号采集、运算、控制和向PC机传送浓度数据。3一氧化碳报警系统工作原理3.1报警系统硬件单片机系统硬件结构组成框图 整个报警系统由三个

9、部分组成：浓度检测及显示模块、主控模块和报警及事故处理模块。主控模块采用AT89C51单片机进行控制，实时监控系统的运作。3.2单片机系统硬件结构组成框图一氧化碳报警系统采用一氧化碳传感器，该传感器应用电化学技术将空气中一氧化碳气体的浓度信号转换成微弱的电流或电压信号，再经过一级或两级信号放大，传送给单片机进行信号比较与处理，当环境中探测气体的浓度达到或超过预定的阈值单片机就发出声光报警信号，驱动LED灯，喇叭或蜂鸣器，以提醒用户采取安全措施。系统在报警的同时，通过信号处理电路控制房间的排气扇自动打开，并将管道中的电磁阀自动关闭，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产，确保人身财产的安

10、全。整个报警系统由三个部分组成：浓度检测及显示模块、主控模块和报警及事故处理模块。主控模块采用AT89C51单片机进行控制，实时监控系统的运作。系统的组成框图如图2.1所示。3.3报警系统单片机应用考虑系统的程序空间和数据的运算空间较宽，CPU选用了ATMEL公司的AT89C51单片机控制系统为核心，用其作EPROM系统程序的存储。采用RS-232接口与上位PC机进行远距离串行通信。3.3.1 前向通道前向通道主要由传感器、变送器、低通滤波器、ADC0809及电压隔离器组成。电压隔离器可以将数字地与模拟地隔开，以消除共模干扰。系统中，气体传感器采用GS-A1型气体传感器，它具有高精度和高分辨率

11、，稳定性和抗湿性良好，加活性碳罩后，可防止乙醇等有机气体的干扰。检测结果经高精度运放器OP07 放大后，送入ADC0809模/数转换芯片进行模数转换。 3.3.2 执行电路执行电路分为电磁阀启闭和排气两部分电路。电磁阀启闭由电磁阀、变送器等组成。鉴于电磁阀工作环境的特殊性，故采用了的系列二位二通节能型燃气电磁阀，特点是：低电压，小功耗。3.3.3 报警部分报警系统我们分声光报警和电话自动拨号报警两部分考虑，声光报警部分由振荡器、门电路4069、驱动器MC275、音乐芯片及报警指示灯等组成。自动拨号报警系统是利用公共通信网作传输媒体的面向普通居民的电话录音和自动报警系统。当检测到电话线路发来的振

12、铃（铃流），经一段时间无人接听便进行模拟摘机，摘机后将主人留言发送给对方，最后录入对方语音，直到检测到对方挂机为止完成录音电话的功能。当有预先设定的警情发生时，能自动拨打已存储好的三组电话号码或手机、寻呼机号码，对方摘机后自动播放已录制好的语音报警信息。报警触发接口采用断路触发方式，可将防盗、烟感、有害气体等多个探头串联使用便于扩充功能。4一氧化碳报警系统应用及推广4.1 报警系统应用及推广一氧化碳报警系统适用于厨房、宾馆、浴室、密闭车库、通风不良的地下街,也可适用于毒气体生产运输储存灌充等一氧化碳使用或存在的地方。一氧化碳报警系统可推广用于天然气、液化石油气、化工、消防、冶金等挥发性气体的监

13、测和控制。能有效的避免因可燃气体泄漏而引起的火灾、爆炸、中毒等人身伤亡事故和财产损失。4.2报警系统创新点市面上的燃气报警器通常只用于检测天然气、液化石油气或煤制气等具有刺鼻性气味的爆炸性烷类气体，不能用于检测一氧化碳气体。在煤炉取暖、家庭用火、洗浴等场所安装燃气报警器是没有任何用处的，人中毒了，燃气报警器也不会响的，这是相当危险的。 该一氧化碳报警系统用于检测空气中一氧化碳的浓度，可自动适应环境的变化，修正传感器，保持恒定的报警灵敏度，具备识别传感器故障及提供高浓度气体超限保护能力，确保在第一现场，第一时间发出声光报警信号，及时消除隐患，还可以接入其它二次仪表或DCS系统。一氧化碳报警系统使

14、用寿命长，可长期检测易燃易爆有毒的气体，对现场实施检测和控制。一氧化碳报警系统整机按照国家标准设计，结构简洁，布局合理，功能丰富参考文献1姚丰,刘念聪;单片机技术在智能煤气监控系统中的应用J;河南科技大学学报(自然科学版);2004年04期2卜宪敏;宋洪军;基于单片机的有害气体检测装置J;菏泽学院学报;2009年05期3郑佩;煤气管道病害检测及应对措施J;山西建筑;2010年01期4张云伟;煤气管道壁厚检测传感器J;传感器技术;2004年12期5杨绍文;嵌入式有害气体检测仪的研制J;今日科苑;2010年02期6王化祥 一种新型可燃性气体检测仪J;自动化仪表;2001年03期7张伟;基于AT89S52的SO_2浓度检测仪J;自动化应用;2010年01期8潘小青;黎定国;刘红兵;刘庆成;简易可燃气体浓度测试仪设计J;东华理工学院学报;2007年03期9刘念聪,李宏穆,曾兵;一种智能型煤气监控系统的设计J;计算机测量与控制;2003年04期10周捷;有毒可燃气体报警器原理及设计J;科技信息(科学教研);2008年05期11中国机床工具工业协会 行业发展部.CIMT2001巡礼J.世界制造技术与装备市场，2001(3)