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          礦用氣體傳感器的無人值守調校系統

          隨著社會的發展以及安全生產意識的提高,國家和政府對煤礦安全生產的關注和投入比重越來越大,尤其將有毒有害易燃易爆氣體的監控放在首要位置.在煤礦安全生產監控系統中,礦用氣體傳感器直接關系到整套監控系統的靈敏度和可靠性,在監控系統中起著舉足輕重的作用.因此國家安全生產監督管理總局針對礦用氣體傳感器出臺了一系完善的周期性校驗規定.利用礦用氣體傳感器調校系統完成對礦用氣體傳感器的檢定和校正工作,能夠自動對礦用氣體傳感器的顯示值穩定性,響應時間,檢測誤差和報警功能進行全面的測評,并校正檢測誤差使煤礦安全監控系統有效地發揮監控作用,保障煤礦生產安全. 本設計結合礦用氣體傳感器檢定原理和紅外信號控制原理,針對實際應用的需要,設計一種基于C8051F單片機的無人值守調校系統,該系統由一片C8051F020單片機作為控制核心,加以氣路控制模塊,紅外控制模塊,流量控制模塊組成主體控制系統;由另一片C8051F020單片機作為數據采集核心,完成礦用氣體傳感器輸出頻率信號的采集,輸出模擬量的采集,斷電信號的讀取.其中紅外控制模塊為整個無人值守調校系統的控制核心,為此重點研究紅外控制原理及紅外信號傳輸協議,開發一種逆向破解現有遙控器的紅外信號傳輸協議,再由單片機根據該紅外信號傳輸協議發送紅外控制信號,達到校正礦用氣體傳感器的方法.流量控制模塊采用帶積分退飽和的PI控制器來實現氣體流量控制器控制偏差的自動校正.頻率測量模塊采用以加大測量周期為改進的測周期測頻原理,達到礦用氣體傳感器頻率輸出范圍內的等精度測量的目的.為了實現監控系統與調校系統之間的數據通信,采用標準Modbus-rtu通信協議,開發了串口通訊軟件. 本系統的研制進程已經到達完成實驗調試并進入帶標準氣試運行階段,運行結果表明:該系統控制準確率高,數據實時度高,檢測精度高,抗干擾能力強,穩定性好,有效的解決了有毒有害氣體傳感器的校正檢定問題,為傳感器的使用者和檢定人員提供了完整可靠的傳感器性能參數,實現了礦用氣體傳感器的無人值守調校.收。

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