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危险化学气体泄漏报警系统的研究

孙凌宇  
【摘要】:在石油化工等企业,一旦发生有毒有害气体的泄漏而未采取有效的措施,将会对人员及财产产生极大的影响,甚至会产生毁灭性的灾难。对气体泄漏及早的做出判断,在泄漏事故未扩大之前及早的采取措施,可以避免安全事故的发生。本课题以石家庄化纤厂烟酸储罐和合成氨反应器为背景,在国家863计划“危险化学反映器泄漏检测与修补移动机械手系统”(2003AA421040)支持下,对危险气体的泄漏报警系统展开研究。 本文对气体泄漏报警检测方法进行了概括总结,并根据课题所依靠的研究背景确定了报警系统所采用的方式,即采用固定式检测、无线数据传输的方式。针对本课题的实际应用背景,对用于检测NH_3的半导体气体传感器TGS824以及用于检测SO_2的电化学气体传感器SO_2-BF及其各自的变送器进行了介绍,并且制作了TGS824传感器的变送器。本文所研究的报警系统采用MSP430F149单片机作为中央处理器。利用该单片机可以完成对数据的A/D转换、数据的比较、数据的存储、数据的编码以及数据的传输。报警信号的传输采用无线数据传输的方式,在本文中提出了三层单元的模式进行数据的无线传输,还通过对无线模块资料的分析总结,选用了两种无线模块,并对这两种模块的性能及使用方法进行了说明。为了保障系统的可靠性并结合工作过程中实际要求,采用了由上到下定时自检的方式,一旦发现自检失败,则产生自检失败报警信息。对于泄漏报警信息的传递,采用了由下到上的方式多次报警,直到应答信号接到后停止报警。针对从顶层所传来的信息的不同,设计了泄漏报警和自检失败报警两种不同的报警形式,通过采用窗口对话框的形式来完成报警信息的传递。


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