抽取式一氧化碳浓度检测系统的研究

【摘要】磨煤机中发生非正常的煤粉累积时,会产生大量的一氧化碳气体,并促使温度升高。若温度持续上升,会引发煤粉的自燃甚至是爆炸。因此,为保证磨煤机安全稳定运行,预防电厂发生自燃、爆炸,CO浓度实时检测是非常必要的。目前,国内对于这方面的研究和应用还比较薄弱,因此本课题根据电厂需要,通过研究CO浓度的检测方法,设计了抽取式CO浓度检测系统。本系统根据气体吸收光谱理论、朗伯比尔定律和双波长差分检测理论建立数学模型。该系统完成了一氧化碳的精确实时检测,自定标,反吹扫,温度、压力、氧气检测,232、485通信,4～20mA电流输出,LCD多级菜单显示以及按键控制,继电器、LED报警输出等功能。该系统测量范围为0-10000ppm,精度为4%,分辨率为lppm,防水防震防雷,符合国内外领先标准。本论文共有七章。第一章介绍课题研究意义以及国内外研究现状,并提出本课题的系统要求。第二章介绍了系统所依据的原理,并阐述了适合本系统的数学模型。第三章介绍了系统总体的设计方案,详细介绍了系统光源、探测器的选型以及光学设计方案。第四章介绍了系统的硬件设计,其中对于五个电路模块(发射模块、接收与控制模块、系统间通信模块、显示模块、电源模块)中的重点电路做了详细的分析,如模数转换电路、滤波放大电路、光源驱动电路、步进电机驱动电路、串口通信电路、4～20mA输出电路等。第五章介绍了本系统的采样、滤波、温度非线性补偿算法,以及下位机和上位机的软件设计,如IIC通信、SPI通信、UART通信、多级菜单编译、外设控制等编程工作。第六章介绍了系统数据处理与测试工作,并作出系统误差分析。第七章总结系统优缺点,并提出改进方向。
【作者】蔡明杰；
【导师】姚军；
【作者基本信息】浙江大学，光学工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】CO浓度；朗伯比尔定律；AVR单片机；非线性补偿；

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