可燃气体自动控制与报警系统的设计(附件)【字数：9808】
摘 要近年来工业领域中的易燃、易爆气体使用情况日趋增多，而这也伴随着在使用过程中会因此面临的各种安全隐患，所以可燃性气体的安全保护问题显得尤其重要，我们可以使用先进的技术手段，通过使用既安全又可靠的检测设备来完成预防工作。此次设计是关于可燃气体自动控制与报警系统的研究，采用检测器和单片机控制电路相结合的设计方法。综合考虑各方面的因素，决定采用MQ-2气体传感器来检测可燃气体的浓度值，并将此传输到STC89C52单片机上做出浓度显示、数据处理，报警等一系列的操作。之所以选择STC89C52作为本次设计的微处理器，是它的功能足够强大的同时，性价比也是很高。软件方面选用的是C语言来进行程序的编写设计，是因为其代码的执行速度和效率相对较高。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义及来源 1
1.1.1 课题研究的目的和意义 1
1.1.2 课题的来源 1
1.2 课题的国内外现状 2
1.3 本课题主要完成的任务 3
第二章 气体传感器的选择 4
2.1 气体传感器的种类 4
2.2 MQ2传感器的简介 5
2.3 本章小结 6
第三章 可燃气体自动控制与报警系统的硬件设计 7
3.1 系统总体设计框图 7
3.2 可燃气体报警控制器的电路设计 8
3.2.1 STC89C52单片机主控电路 8
3.2.2 A/D转换电路 9
3.2.3 报警电路 10
3.2.4 显示电路 11
3.3 本章小结 12
第四章 可燃气体自动控制与报警系统的软件设计 13
4.1 系统流程图 13
4.1.1 主程序设计 13
4.1.2 子程序设计 14
4.2 本章小结 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录 24
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义及来源
1.1.1 课题研究的目的和意义
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
随着化学工业的发展，易燃、易爆气体的品种和应用范围都有大幅增加的趋势。煤气、天然气和液化石油气等此类气体中含有苯类、烃类、烷类和醇类等成分，属于易燃、易爆且有毒有害的气体。它们在空气中易流动、易燃烧，在运输、使用和储存这类气体时，出现安全措施不到位或设备封闭不好，可燃气体随时都会发生泄漏的情况。当其在空气中混合到一定程度时会演变为爆炸性混合物，遇火会发生强烈的化合反应，产生大量的热，继而会引起大火，更有可能会出现火灾和爆炸之类的灾难性事故，给人们的生活带来了极大的恐慌和损失。新闻上经常会有很多关于此方面的报道，它给我们带来的教训是相当惨痛的。因此为了杜绝此类事故的发生，我们可以运用先进而安全可靠的监测仪表，对可燃气体的浓度进行全方位的严密检测，以此来提前发现安全隐患，并对此采取有效措施，争取将事故扼杀在萌芽之际，来保证生产工作的安全和居民的人身财产。
目前国内使用的可燃气体的自动控制与报警系统[13]，很多都是寿命太长，产品严重老化，很多指标都达不到技术标准，其性能稳定性也不足。有些是因为保养不到位，比如电池生锈腐蚀仪器，或者蓄电池破损致使报警系统无法工作；有些是因为工作人员操作不当而造成故障，因此不能进行准确、安全的报警和控制。在国家标准中指出，不符规定的可燃气体自动控制与报警系统将被禁止使用。因此研制一种新型的、性能稳定的而能够准确检测可燃气体,且符合国家规定的可燃气体自动控制与报警系统是迫在眉睫的。
1.1.2 课题的来源
传统式的可燃性气体自动控制与报警系统，用匹配补偿传感器的硬件调整方式来对气体传感器进行特性补偿和修正[4]，这样的方式虽然在现场操作方便，但是补偿涉及的范围很窄，以及选择匹配传感器的部件相对较难，故而往往无法得到较好的补偿和修正效果。因此，设计采用检测器和单片机控制电路[5]相结合的设计思路。
此次设计拟以STC89C52芯片作为核心处理器[67]，采用半导体陶瓷式气体传感器MQ2以检测气体浓度值[8]，并连合硬件电路以实现对可燃气体进行控制报警的装置。STC89C52芯片不仅有强大的功能，且性价比很高，同时其适用于产品大规模生产。这样设计出的可燃性气体自动控制与报警系统具有成本低廉，操作简单，实用性强且安全性高等优点，因而非常适合家庭贮气仓库的使用，具有很高的实用价值。
由于人们逐渐意识到可燃性气体自动控制与报警系统对于安全生产的重要性，许多厂家开始研制生产这类产品。该设计是从运用所掌握知识及实际的意义出发，本着对以烷类气体为主的多种可燃性气体进行检测控制的目的，设计的一种可行性高的可燃气体的自动控制与报警系统。
1.2 课题的国内外现状
可燃性气体自动控制与报警系统目前在国外己经发展为一种比较成熟的产品。日本是世界上最先发明燃气报警器的国家，已经有50多年的历史经验。无论是在气体检测器的研究上，还是在气体报警系统的性能上，都处于国际领先的水平。日本政府和生产企业对于报警系统的使用进行了大力的宣传和推广，使得可燃气体泄漏及爆炸的事故率远低于欧美的那些发达国家。其中FIGARO是专门研制和生产可燃气体报警系统的厂家，其生产的产品因气敏传感器[9]的反应速度迅速、性能安全可靠和使用寿命长而被人所熟知。
我国在70年代初期开始研制生产可燃气体报警系统，生产型号类别很多且品种丰富多样，应用的范围也从最初的炼油系统扩展到更多危险而恶劣的工作环境中，新研制发布的产品种类也在大幅度地增加。但是目前主要的产品开发方式还是通过引进其他国家先进的传感器研发技术和生产技术工艺，后在此基础上进行一系列的研究和开发，形成自己独特的技术。近年来，我国产品在气体的选择性和产品的稳定性上也取得了长足的进步。
工业方面的可燃气体报警控制器[10]一般可以分为可燃气体检漏仪、可燃气体检测器、可燃气体报警控制器三大系列产品。
可燃气体检漏仪的体积小，可以手持或随身携带，采用碱性电池或蓄电池供电，通常能够连续工作约12个小时。可燃气体检漏仪主体应用于燃气管道的查漏。一旦出现可燃气体泄漏的情况，该检漏仪会显示实时的气体浓度值，并在一瞬间发出声音和灯光报警信号，以便快速响应并采取措施保证安全，防止爆炸等安全事故的发生。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义及来源 1
1.1.1 课题研究的目的和意义 1
1.1.2 课题的来源 1
1.2 课题的国内外现状 2
1.3 本课题主要完成的任务 3
第二章 气体传感器的选择 4
2.1 气体传感器的种类 4
2.2 MQ2传感器的简介 5
2.3 本章小结 6
第三章 可燃气体自动控制与报警系统的硬件设计 7
3.1 系统总体设计框图 7
3.2 可燃气体报警控制器的电路设计 8
3.2.1 STC89C52单片机主控电路 8
3.2.2 A/D转换电路 9
3.2.3 报警电路 10
3.2.4 显示电路 11
3.3 本章小结 12
第四章 可燃气体自动控制与报警系统的软件设计 13
4.1 系统流程图 13
4.1.1 主程序设计 13
4.1.2 子程序设计 14
4.2 本章小结 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录 24
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义及来源
1.1.1 课题研究的目的和意义
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
随着化学工业的发展，易燃、易爆气体的品种和应用范围都有大幅增加的趋势。煤气、天然气和液化石油气等此类气体中含有苯类、烃类、烷类和醇类等成分，属于易燃、易爆且有毒有害的气体。它们在空气中易流动、易燃烧，在运输、使用和储存这类气体时，出现安全措施不到位或设备封闭不好，可燃气体随时都会发生泄漏的情况。当其在空气中混合到一定程度时会演变为爆炸性混合物，遇火会发生强烈的化合反应，产生大量的热，继而会引起大火，更有可能会出现火灾和爆炸之类的灾难性事故，给人们的生活带来了极大的恐慌和损失。新闻上经常会有很多关于此方面的报道，它给我们带来的教训是相当惨痛的。因此为了杜绝此类事故的发生，我们可以运用先进而安全可靠的监测仪表，对可燃气体的浓度进行全方位的严密检测，以此来提前发现安全隐患，并对此采取有效措施，争取将事故扼杀在萌芽之际，来保证生产工作的安全和居民的人身财产。
目前国内使用的可燃气体的自动控制与报警系统[13]，很多都是寿命太长，产品严重老化，很多指标都达不到技术标准，其性能稳定性也不足。有些是因为保养不到位，比如电池生锈腐蚀仪器，或者蓄电池破损致使报警系统无法工作；有些是因为工作人员操作不当而造成故障，因此不能进行准确、安全的报警和控制。在国家标准中指出，不符规定的可燃气体自动控制与报警系统将被禁止使用。因此研制一种新型的、性能稳定的而能够准确检测可燃气体,且符合国家规定的可燃气体自动控制与报警系统是迫在眉睫的。
1.1.2 课题的来源
传统式的可燃性气体自动控制与报警系统，用匹配补偿传感器的硬件调整方式来对气体传感器进行特性补偿和修正[4]，这样的方式虽然在现场操作方便，但是补偿涉及的范围很窄，以及选择匹配传感器的部件相对较难，故而往往无法得到较好的补偿和修正效果。因此，设计采用检测器和单片机控制电路[5]相结合的设计思路。
此次设计拟以STC89C52芯片作为核心处理器[67]，采用半导体陶瓷式气体传感器MQ2以检测气体浓度值[8]，并连合硬件电路以实现对可燃气体进行控制报警的装置。STC89C52芯片不仅有强大的功能，且性价比很高，同时其适用于产品大规模生产。这样设计出的可燃性气体自动控制与报警系统具有成本低廉，操作简单，实用性强且安全性高等优点，因而非常适合家庭贮气仓库的使用，具有很高的实用价值。
由于人们逐渐意识到可燃性气体自动控制与报警系统对于安全生产的重要性，许多厂家开始研制生产这类产品。该设计是从运用所掌握知识及实际的意义出发，本着对以烷类气体为主的多种可燃性气体进行检测控制的目的，设计的一种可行性高的可燃气体的自动控制与报警系统。
1.2 课题的国内外现状
可燃性气体自动控制与报警系统目前在国外己经发展为一种比较成熟的产品。日本是世界上最先发明燃气报警器的国家，已经有50多年的历史经验。无论是在气体检测器的研究上，还是在气体报警系统的性能上，都处于国际领先的水平。日本政府和生产企业对于报警系统的使用进行了大力的宣传和推广，使得可燃气体泄漏及爆炸的事故率远低于欧美的那些发达国家。其中FIGARO是专门研制和生产可燃气体报警系统的厂家，其生产的产品因气敏传感器[9]的反应速度迅速、性能安全可靠和使用寿命长而被人所熟知。
我国在70年代初期开始研制生产可燃气体报警系统，生产型号类别很多且品种丰富多样，应用的范围也从最初的炼油系统扩展到更多危险而恶劣的工作环境中，新研制发布的产品种类也在大幅度地增加。但是目前主要的产品开发方式还是通过引进其他国家先进的传感器研发技术和生产技术工艺，后在此基础上进行一系列的研究和开发，形成自己独特的技术。近年来，我国产品在气体的选择性和产品的稳定性上也取得了长足的进步。
工业方面的可燃气体报警控制器[10]一般可以分为可燃气体检漏仪、可燃气体检测器、可燃气体报警控制器三大系列产品。
可燃气体检漏仪的体积小，可以手持或随身携带，采用碱性电池或蓄电池供电，通常能够连续工作约12个小时。可燃气体检漏仪主体应用于燃气管道的查漏。一旦出现可燃气体泄漏的情况，该检漏仪会显示实时的气体浓度值，并在一瞬间发出声音和灯光报警信号，以便快速响应并采取措施保证安全，防止爆炸等安全事故的发生。
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