毕业设计开题报告PPT课件

毕业设计开题报告,气体浓度智能传感报警系统的设计,答辩人：顾瞾明,指导教师：王建华,1,.,选题的目的,随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾一旦发生，很容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因素，最终导致重大生命财产损失。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。在现代城市家庭里，许多人因不懂家庭安全常识引起火灾事故，使好端端的幸福家庭眼间毁于一旦,有的导致家破人亡,而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当、报警迟缓,是造成人员伤亡的重要因素。所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因，还有预防火灾的发生。这就是我们研究燃气泄露报警器的目的。,2,.,选题的意义,随着科技的发展，越来越多的巨大的隐患由于工业生产和人们的日常生活而产生。为了早期发现和通报火灾，防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。为了减少这类事故的发生，就必须对燃气进行现场实时检测，采用先进可靠的安全检测仪表，严密监测环境中燃气的浓度，及早发现事故隐患，采取有效措施，避免事故发生，才能确保工业安全和家庭生活安全。因此，研究燃气泄露的检测方法与研制燃气泄露报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。,3,.,国内外研究现状,无锡格林通安全装备有限公司是美国通用检测器国际公司1在中国惟一一家合作生产工业安全设备的公司2，它专业生产的气体浓度探测传感器已广泛使用于石化企业，其中S4000C可燃性气体探测传感器3是代表产品。S4000C是探测可燃性气体和蒸气的智能传感器，探测器探测到的可燃性气体浓度经线性变换成毫伏信号4，通过电缆传输给控制器。可燃气体报警器主要用于非矿井作业环境空气中可燃气体爆炸下限以下简称以下浓度的测定和报警5，是石油、化工、储运、消防与人防等工矿企业防爆场所必备的安全检测仪器6,也可作为化工设备、管道接头及阀门的检漏工具。某厂气焊车间安装了台日本理研株式会社生产的型固定式可燃气体检测报警器7,曾经直接使用气焊对准报警器的探头进行检测,使两个探头发严重中毒,导致报警器报废。由于使用气体不当使报警器8检测元件中毒现象普遍存在。尤其是国产检测元件,更易出现灵敏度降低或线性严重偏离的现象,导致报警器示值误差9增大,甚至报警器报废。,4,.,标准气体是由国家技术监督局批准发布并由具有相应标准物质制造计量器具许可证的单位提供的对报警器进行检测10,原则上应该采用与被测气体相同的标准气体。对通用报警器可采用异丁烷标准气体或说明书上规定的气体。仪器出厂时多数采用异丁烷标准气体作量程标定,也有的采用甲烷等标准气体作量程标定,一般在仪器说明书或面板上标明量程标定用气体的名称11。标准气体的浓度单位通常以摩尔分数表示,有时用标准状态下的体积分数表示,其浓度值应换算成相应的LEL的百分数12。不同的可燃气体,在空气中的爆炸下限是不相同的,异丁烷与甲烷在空气中的爆炸下限分别为1.8%和5%。计量检定机构依法对报警器执行强制检定,按照JJG693-90可燃气体检测报警器检定规程13,选用10%30%60%LEL3、种浓度的标准气体,如果报警器的用户每月进行定期检测维护,可以只选用40%LEL的标准气体,检查报警器是否报警以及示值误差的大小。如果仪器能够报警,且示值误差在正负10%以内14,即可认为报警器完好。,5,.,国外的设备具有国际先进的水平，使用简单，自动化程度高，国内有些检测仪器就是采用了外国的先进技术，这主要是由于国内在这方面起步比较晚，但是在近几年来已经有了很突破的发展。总的来说，技术的的高低可以决定设备使用的方便和安全度15。可燃性报警装置不仅具有报警限设定、声光报警、控制输出功能，而且具有时钟、气体浓度显示、故障自诊断功能。报警仪应可以在较宽的温度范围下工作，这样就可以被家庭、公司等多方面使用。对于化工厂，特别是PVC16生产部门早期使用的可燃性气体检测报警仪存在易中毒失败、透气帽腐蚀堵塞，受风、雨、尘、聚合物等众多问题及其影响。所以对可燃气体报警仪的设计要求中不但要考虑技术原理，还要从研制报警仪本身所用材料着手，那样就会避免很多因为气体腐蚀性造成报警仪失效的问题。无论是对家庭还是公司企业来说，最重要的还包括可燃性报警仪的价格17，价格合理，对于公司企业才能谈经济效益，这样家庭也很容易接受。总之，具有先进的的科学技术、操作简单显示清楚、具有长时间的使用能力、能达到广大使用者的理想价格的检测报警装置才是未来报警系统的发展方向。,6,.,研究方法和手段,本设计中利用甲烷气体变送器、一氧化碳气体变送器输出的标准工业电流信号4-20mA经过单片机进行采集并处理来实现检测居室内环境的甲烷气体、一氧化碳气体浓度，一氧化碳气体和甲烷气体变送器输出的4-20mA电流信号经过精密电阻变成电压信号，经过阻容滤波的电压信号传给芯片。然而为了保证测量的精确度和现实分辨率，由精密基准电压源提供5V和1V的两个电压基准，分别接至芯片的正基准电压参考值和副基准电压参考值。（1）可燃性气体监测系统：利用MQ-4和MQ-7型气敏元件监测室内空气中的可燃气体浓度,并将收集到的数据传输到单片机中，处理后在LCD上显示具体数据，实现可燃性气体监测功能。（2）控制系统：利用51单片机，实现核心逻辑控制。（3）显示系统：利用LCD显示，更加直观和方便读取数据。,7,.,根据该设计要实现的基本功能，设计大致应该分为信号采集放大，信号处理控制，系统设置报警三个部分。信号采集部分即通过气体传感器检测室内气体浓度，将这种变化量转化成电压模拟量的变化，然后通过运放进行必要的放大。信号处理部分是将采集到的模拟信号转换成数字信号，送入控制器进行处理，并将处理过的信号送存储器保存和送显示器显示。系统设置报警部分是通过预定控制方式并利用蜂鸣器报警实现系统的准确操作。,8,.,重点研究的问题及解决问题思路,问题1：气体浓度检测不精确以及气体浓度变化检测不精解决思路：信号采集部分为了能准确采集到气体浓度的变化应选用半导体气体传感器，为使其有效的检测室内气体浓度，采用电阻型半导体气体传感器；而放大部分使用运放进行比例和反相两级放大。问题2：对信号处理不精确解决思路：信号处理部分为了实现精确控制，采用单片机较为合适。将模拟信号送A/D模块进行模数转换，经过处理后送存储器保存和送显示器显示。,9,.,工作方案,（1）查阅相关文献资料，了解气体检测和报警的原理，分析气体产生的原因；（2）根据气体检测和报警的原理，选定气体检测和报警的方案，选择气体检测和报警所需电子元器件；（3）分析气体检测和报警所需各个功能模块的原理，提出各个功能模块的运行流程及参数要求；（4）根据气体检测和报警方案，搭建气体检测和报警硬件系统，对微控制器和各个功能模块进行电路参数分析；（5）编写各个功能模块控制程序，整合软件系统程序；（6）分析测试环境情况，确定气体检测和报警环境；（7）让成品多次在测试环境中运行进行调试，评估成品是否达到预期目标。（8）实现目标。,10,.,进度计划,2015年12月15日：开题答辩2015年12月15日至2016年1月15日：第一稿，初步进行论文书写2016年1月