最新便携式瓦斯检测仪设计
便携式矿用瓦斯检测系统设计
便携式矿用瓦斯检测系统设计
陈庆陆;柳增运
【期刊名称】《山西电子技术》
【年(卷),期】2011(000)001
【摘要】矿井中瓦斯等可燃危险气体的浓度检测一直是保证煤矿安全生产的重要前提.鉴于此,利用单片机智能控制技术并集成了瓦斯传感器等功能电路设计了一种便携式矿用瓦斯检测系统.该系统小巧、轻便,可自动检测矿井中瓦斯浓度并报警.重点介绍了系统的硬件设计和软件设计.经多次测试,系统性能稳定,效果良好.
【总页数】2页(P25-26)
【作者】陈庆陆;柳增运
【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西,太原,030051;北京化工大学信息科学与技术学院,北京,100029
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
【相关文献】
1.基于K60和MQ-4传感器的矿用便携式瓦斯检测仪 [J], 赵田明
2.便携式矿用红外瓦斯检测仪的设计 [J], 叶予光;黄宏春
3.基于LoRa无线通信的矿用瓦斯检测传感器设计 [J], 姜源;李虎;朱洪睿;苑令华
4.矿用高频低功耗便携式无线振动传感系统设计 [J], 黄韶杰
5.基于嵌入式GUI的矿用瓦斯检测仪的研究 [J], 申海生;和卫红;赵春洲;周文铮;刘雨竹
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便携式矿用红外瓦斯检测仪的设计
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界0前言中国煤炭产量占世界的35%,矿难死亡人数却占世界的80%,而这些事故中80%的事故时由瓦斯爆炸引起的。
做好对瓦斯浓度的检测是预防瓦斯事故在煤矿安全预防中的重要环节,为此国家对煤炭安全生产提出了“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针。
为保证煤炭企业能够进行安全稳定生产,做好煤矿井中瓦斯气体的实时、快速、精确的浓度检测是十分必要的[1-2]。
目前矿井中瓦斯的监测采用定点监测的方式,放置瓦斯检测仪会随着采掘面的变化而放置的,但对于前期作业的人员来说,这些定点的瓦斯检测仪起不到保护的作用。
为保证人员安全,需要给工人设计出便携的瓦斯检测仪,让工人随身携带,随时监测瓦斯浓度,实现前期预警。
常用的瓦斯检测仪,按检测原理可分为:载体催化型、热导型、气敏半导体型和红外型。
载体催化型精度高、稳定性好,但选择性差、寿命短;热导型的结构简单,但对低浓度瓦斯反应不准确,易受水蒸汽和氧气的影响;气敏半导体型具有灵敏度高、能耗少、寿命长等的优点,但选择性差,测量范围窄;红外型的精度和灵敏度高、选择性好,但缺点是光路和电路复杂,价格昂贵。
在煤矿复杂的环境条件下,由于红外传型的光路复杂,且易受环境干扰,很少在便携式瓦斯检测仪用红外检测技术,造成现有便携式瓦斯检测仪或选择性差、或精度低、或寿命短等缺点。
本设计采用特殊的设计方法设计出了便携式矿用红外瓦斯检测仪,克服了红外技术在矿井下面使用的缺点,提高了便携式矿用红外瓦斯检测仪的性能。
1系统设计1.1总体设计系统以单片机为核心,通过红外瓦斯传感器将瓦斯浓度传递给单片机,单片机将接收到的数据进行显示、判读报警,同时可以将数据通过UART通信端口传递。
其硬件框图如图1所示。
图1系统的硬件框图红外传感器采用用双探测器、双光源的传感器,由于其自带串行口输出,整个系统不需要A/D。
便携式瓦斯检测仪设计Word
摘要在我国，煤炭业绝大多数是井下开采，瓦斯爆炸是煤矿重大灾害事故之一，为了确保矿井的生产安全，国内已开发出很多种类型的瓦斯检测仪，但传统的瓦斯检测仪都普遍存在着体积较大、安装复杂的缺点。
因此开发研制便携式智能瓦斯检测仪对促进煤炭行业的安全生产具有重要的意义。
本文主要论述了一种便携式瓦斯检测仪的工作原理，并给出了系统硬件原理电路设计与软件系统流程。
该系统主要由电源模块、催化燃烧式气体传感器模块、单片机控制模块、键盘、LED显示器和声光报警模块等部分构成。
该装置将单片机的适时控制及数据处理功能与传感技术相结合，不仅可精确检测井下空气中的瓦斯浓度，还能根据瓦斯浓度的大小及时发出声光报警信号，而且可通过LED显示装置显示出瓦斯的浓度。
关键词：瓦斯检测；MJC4/3.0L气体传感器；AT89C51单片机AbstractIn China, the vast majority of underground coal mining industry, coal mine gas explosion is one of major disasters, in order to ensure mine safety, the domestic has developed many types of gas detector, but all the traditional common a larger, installation of complex defects. Therefore developed a portable gas detector intelligent coal industry to promote safety is of great significance.This paper discusses a portable gas detector works, and gives the principle of circuit design hardware and software system processes. The system mainly consists of power supply module, catalytic combustion gas sensor module, microprocessor control module, keyboard, LED display and sound and light alarm module parts. The device will be single chip control and timely data processing combined with sensor technology can not only accurately detect the concentration of gas underground in the air, but also according to the size of the gas concentration in time audible and visual alarm signals, and can be displayed through the LED display device the gas concentration.Key words: Gas detection;MJC4/3.0L gas sensor; AT89C51 microcontroller目录第1章概述 (1)1.1 课题研究的目的和意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 课题研究的主要内容 (2)第2章瓦斯的性质和爆炸条件及其检测方法 (3)2.1 瓦斯的性质 (3)2.2 瓦斯爆炸及其条件 (3)2.3 瓦斯的检测方法 (4)第3章硬件电路设计 (9)3.1 系统硬件设计原理框图 (9)3.2 传感器的选择 (10)3.3 信号放大模块设计 (11)3.4 A/D转换模块设计 (13)3.5 单片机的选择 (16)3.6单片机的复位电路及看门狗电路设计 (18)3.7 LED显示电路设计 (21)3.8 键盘与接口技术 (24)3.9 报警电路设计 (25)3.10 电源设计 (26)第4章系统软件设计 (28)4.1 系统主程序流程图 (28)4.2 A/D转换程序流程图 (29)4.3 LED显示子程序流程图 (29)4.4 键盘扫描子程序流程图 (30)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录1 (35)附录2 (36)第1章概述1.1 课题的研究目的和意义煤矿中含有大量的易燃易爆气体，发生事故后会造成巨大的经济损失，甚至危及矿工的生命。
基于ARM嵌入式处理器的便携式瓦斯检测仪的设计
文章编号:100320794(2006)0520749204基于ARM嵌入式处理器的便携式瓦斯检测仪的设计李小伟,张开如,房 靖(山东科技大学信息与电气工程学院,山东青岛266510)摘要:介绍了一种基于ARM微处理器的瓦斯检测仪,并根据实现功能的要求详细介绍了这种智能手持仪器的原理及设计方法,介绍了嵌入式系统uCΠOS-II的相关知识及其在瓦斯检测仪中的应用,确定了以ARM微处理器芯片LPC2210为核心的瓦斯检测仪的结构及其特点,并对关键电路进行了分析并给出了关键单元的软硬件设计。
关键词:瓦斯;嵌入式系统;ARM;uCΠOS-II中图号:T D712文献标识码:ADesign of Portable G as Detector B ased on ARM Embedded ProcessorLI Xiao-w ei,ZH ANG K ai-ru,FANG Jing(C ollege of In formation&E lectrical Engineering of Shandong Univesity of Science and T echnology,Qingdao266510,China) Abstract:Introduced a kind of gas instrumentation that based on the ARM microprocess or,and according to realized the function request in detail to introduce this kind of intelligence grasped the instrument the principle and the design method,introduced inserted type system uCΠOS-II related knowledge and in the gas instru2 mentation application,had determined take ARM microprocess or chip LPC2210as the core gas instrumentation structure and its characteristic.And carried on to the essential electric circuit has analyzed and has produced the essential unit s oftware and hardware design.K ey w ords:gas;embedded system;ARM;uCΠOS-II0 引言近年来,随着微电子技术、自动控制技术、电力电子技术、通信技术和智能化技术的迅速发展,瓦斯检测技术得到大力研究和开发。
具有红外通信功能的便携式瓦斯检测仪的设计的开题报告
具有红外通信功能的便携式瓦斯检测仪的设计的开题报告题目：具有红外通信功能的便携式瓦斯检测仪的设计一、研究背景瓦斯是一种具有爆炸性的气体，广泛应用于生产、生活等领域。
但随着煤矿、石化等行业的不断发展，瓦斯泄漏和爆炸事故也时有发生。
为了防止这种事故的发生，瓦斯检测仪成为了必不可少的安全设备之一。
传统的瓦斯检测仪通常使用化学吸附法、红外吸收法和电化学法等技术，但这些技术存在一些局限性，如测量精度低、响应速度慢、温度和湿度等因素对测试结果的影响等。
因此，设计一种具有高精度、高灵敏度、响应速度快、易携带等优点的瓦斯检测仪具有重要的研究价值和应用前景。
二、研究内容本文旨在设计一种具有红外通信功能的便携式瓦斯检测仪，主要研究内容如下：1. 分析瓦斯检测原理及常见技术，确定本文所采用的检测技术和理论基础。
2. 设计并制造具有高精度、高灵敏度的瓦斯传感器。
3. 设计并制造瓦斯检测仪的硬件系统，包括信号采集、信号处理、显示监测、电源控制等模块。
4. 开发瓦斯检测仪的软件系统，实现数据采集、存储、处理、显示等功能。
5. 添加红外通信功能，实现与其他设备的数据传输和数据共享。
三、研究意义本文的研究成果具有以下几个方面的意义：1. 设计一种具有高精度、高灵敏度、响应速度快、易携带等优点的瓦斯检测仪，可以提高瓦斯泄漏监测的准确性和效率，降低瓦斯泄漏事故的发生率。
2. 通过添加红外通信功能，可以实现与其他设备的数据交换和数据共享，提高设备的智能化程度和管理水平。
3. 本文的研究内容可以为相关行业的安全生产提供技术支持和安全保障。
四、研究方法本文的研究方法主要包括以下几个方面：1. 研究文献调查，分析当前瓦斯检测技术的发展方向和瓦斯检测仪的主要组成部分。
2. 采用仿真方法，建立瓦斯检测系统的数学模型，进一步分析系统的结构和性能。
3. 采用硬件仿真和软件仿真相结合的方法，分别对瓦斯传感器和检测仪中的电路、线路、算法等进行模拟和优化。
便携式瓦斯抽放多参数测定仪
便携式瓦斯抽放多参数测定仪ZH5167产品简介:便携式瓦斯抽放多参数测定仪是根据MT/T642—1996管道瓦斯抽放综合参数测定仪技术条件及GB3836-2000的相关规定设计制造的。
便携式瓦斯抽放多参数测定仪利用甲烷传感器，压力传感器及自带涡街流量传感器分别测量出瓦斯浓度，压力及工矿流量数据，并根据标准状况混合量计算公式和瓦斯纯量计算公式分别计算出混合量及瓦斯纯量，显示后自动存储。
是用于管径D≤100mm的瓦斯抽放管道参数测定的智能化测量仪表，特别适用于钻场单个钻孔封孔前、封孔后的钻孔参数测定，是一种便携式矿用本质安全型仪器，防爆标志为Exib I，可测定的参数包括气体流量、瓦斯浓度和管道负压，同时可测定抽放管道的瓦斯混合流量和纯甲烷流量。
测定的所有数据都可存储、显示和打印。
仪器具有掉电自动保护功能以及电源欠压指示功能。
仪器数据存储量大，可存储综合测定数据100组、单参数测定数据300组。
主要特点：⑴仪器本身自带涡街流量传感器，自成一体，无需另外配备孔板、均速管或皮托管，流量系数直接固化在软件中，用户无法改变，这可避免因输错系数而造成测定数据不准确的问题。
⑵使用方便。
用户只需用软管与仪器连接好即可进行测量工作。
⑶阻力损失小，对气体流场影响小。
⑷稳定可靠，测量精度高。
主要技术参数1、仪器测量范围及误差：参数名称测量范围误差气体流量0.35~7.00m3/min±2.5%瓦斯浓度0~100%±2.5%管道负压0~100Kpa±2.0%2、工作电源：电池组由六节Ni-H2/2.7Ah镍氢电池与4只0.51Ω/10W水泥电阻串联组成；电池组用环氧树脂灌封后置于IP54防护外壳中。
3、工作参数：整机最大工作电流：150mA，最大工作电压：8.1V UO：8.1V IO：3.4A4、连续工作时间：≥8h5、防爆形式：矿用本质安全型，防爆标志：Exib I6、外型尺寸：300mm×150mm×270mm7、质量：<5Kg8、环境条件：温度0~40℃湿度≤95%大气压：86~110Kpa。
便携瓦斯浓度检测仪技术参数介绍
01 便携瓦斯浓度检测仪产品介绍 02 便携瓦斯浓度检测仪适用范围 03 便携瓦斯浓度检测仪技术参数
PART 01 便携瓦斯浓度检测仪介绍
便携瓦斯浓度检测仪是一种可连续检测作业环境中瓦斯气体浓度的本质安全型仪器，中煤外壳采用高强度工 程材料、复合弹性橡胶材料精制而成，强度高、手感好，并且防水、防尘、防爆，是一种可连续检测作业环 境中有毒有害、易燃易爆气体浓度的本质安全型仪器。
便携瓦斯浓度检测仪产品介绍zmjt059便携瓦斯浓度检测仪是一种可连续检测作业环境中瓦斯气体浓度的本质安全型仪器外壳采用高强度工程材料复合弹性橡胶材料精制而成强度高手感好并且防水防尘防爆是一种可连续检测作业环境中有毒有害易燃易爆气体浓度的本质安全型仪器
便携瓦斯浓度检测仪
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便携瓦斯浓度检测 仪适用范围
便携瓦斯浓度检测仪广泛适用于燃气、石油、 化工、消防、冶金、宾馆、矿井等可燃气体 使用的场所。
便携瓦斯浓度检测仪技术参数
1、检测原理：催化燃烧式 2、采样方式：扩散式
3、检测气体：瓦斯气体 4、测量范围：0-100%LEL
5、精度：±5%FS
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6、报警方式：数字显示 声音提醒 7、报警声音：≥80Db 8、预热时间：20S 9、响应时间：≤30s 10、恢复时间：≤60s 11 、 分 辨 率 ： 1 L E L / 1 P P M 12、安全级别：ExdⅡCt3
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13、防爆方式：本质安全型 14、工作温度：-20—60℃ 15、工作湿度：≤95%RH 无凝结 16、充电电压：3.6V 17、充电时间：约105mA 18、持续工作时间：≥8h 19、外型：120mm*38mm*68mm 20、电池容量：1800mAH 21、重量：3.6V锂电池约重120克。
基于89C52的瓦斯检测仪设计
摘要瓦斯是煤矿生产中的有害气体,它严重地威胁着矿工生命和国家财产的安全,为了防止瓦斯爆炸事故,人们使用了多种监测方法和监测仪器,随着国家对瓦斯治理的重视,煤矿安全方面的投入在不断加大,更迫切需要一种能连续,自动检测瓦斯的仪器。
鉴于传统的模拟式瓦斯报警仪精度不高且不能数字显示，本设计介绍了AT89C52单片机的性能及特点，以及以其为核心的一种低成本、高精度、微型化、数字显示的瓦斯检测仪。
该瓦斯检测仪利用传统的黑白元件来实现对瓦斯的检测,将空气中的瓦斯浓度转换为电信号,再经AD转换器,将模拟信号转为数字信号,用单片机处理后根据瓦斯浓度的大小及时发出声光报警信号，或切断井下工作面的电源并向备用风机发出启动控制命令，而且可通过数字显示装置显示出瓦斯浓度，并且显示数值稳定，亮度适中。
关键词：单片机瓦斯检测仪AbstractGas is harmful in the mining activities. People use monitors to prevent gas accidents. We need auto gas monitors which could provide continuous protection. In view of the fact that tradition simulation type gas warning meter precision are low and cannot the digit demonstrate.This paper introduced AT89C52 monolithic integrated circuit's performance and the characteristic, as well as take it as core one kind of low cost, high accuracy, microminiaturized, digital demonstration gas instrumentation.This gas instrumentation realizes using the traditional black and white part to the gas examination, change the concentration of the gas into electric signals, and then through the AD converter the analog signals convert to the digital signals. After the dealing with the digital signals by the single chip can send out the acousto-optics alarm promptly according to the gas density size, or the cut-off mine shaft working surface's power source and issues the start control command to the standby fan, moreover may demonstrate the gas density through the read out, and the demonstration value is stable, brightness is moderate.Key words: Monolithic integrated circuit Gas Instrumentation目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论 (1)第一节概述 (1)一、瓦斯检测仪的概述 (1)二、国内外研究现状 (3)第二节井下瓦斯检测仪的功能 (5)第二章系统电路的总体设计 (6)一、系统总体设计框图及概述 (6)二、系统工作过程 (7)第三章系统硬件的设计 (8)第一节瓦斯检测仪传感电路的设计 (8)一、载体催化元件 (8)二、测量电路 (11)三、运算放大器的设计 (13)第二节模数转换电路设计 (15)一、引脚结构 (15)二、分频器 (17)三、ADC0809与单片机的接口电路 (18)第三节控制系统的设计 (19)一、AT89C52单片机的概述 (19)二、AT89C52引脚图、各引脚功能及管脚说明 (20)三、时钟接口电路的设计 (25)四、复位电路的设计 (27)第四节显示电路的设计 (29)一、串行口的介绍 (29)二、显示电路 (31)三、显示接口电路 (34)第五节报警电路的设计 (36)一、声光报警电路设计 (36)二、备用电机的启动设计 (38)第六节电源电路设计 (39)第四章调试及性能分析 (41)第一节硬件调试 (41)第二节软件调试 (42)结束语 (43)参考文献 (44)附录一：硬件接线图 (45)附录二：系统程序 (46)英文文献 (56)中文翻译 (61)致谢 (65)第一章绪论第一节概述一、瓦斯检测仪的概述随着科技的发展，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。
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便携式瓦斯检测仪设计摘要在我国，煤炭业绝大多数是井下开采，瓦斯爆炸是煤矿重大灾害事故之一，为了确保矿井的生产安全，国内已开发出很多种类型的瓦斯检测仪，但传统的瓦斯检测仪都普遍存在着体积较大、安装复杂的缺点。
因此开发研制便携式智能瓦斯检测仪对促进煤炭行业的安全生产具有重要的意义。
本文主要论述了一种便携式瓦斯检测仪的工作原理，并给出了系统硬件原理电路设计与软件系统流程。
该系统主要由电源模块、催化燃烧式气体传感器模块、单片机控制模块、键盘、LED显示器和声光报警模块等部分构成。
该装置将单片机的适时控制及数据处理功能与传感技术相结合，不仅可精确检测井下空气中的瓦斯浓度，还能根据瓦斯浓度的大小及时发出声光报警信号，而且可通过LED显示装置显示出瓦斯的浓度。
关键词：瓦斯检测；MJC4/3.0L气体传感器；AT89C51单片机AbstractIn China, the vast majority of underground coal mining industry, coal mine gas explosion is one of major disasters, in order to ensure mine safety, the domestic has developed many types of gas detector, but all the traditional common a larger, installation of complex defects. Therefore developed a portable gas detector intelligent coal industry to promote safety is of great significance.This paper discusses a portable gas detector works, and gives the principle of circuit design hardware and software system processes. The system mainly consists of power supply module, catalytic combustion gas sensor module, microprocessor control module, keyboard, LED display and sound and light alarm module parts. The device will be single chip control and timely data processing combined with sensor technology can not only accurately detect the concentration of gas underground in the air, but also according to the size of the gas concentration in time audible and visual alarm signals, and can be displayed through the LED display device the gas concentration.Key words: Gas detection; MJC4/3.0L gas sensor; AT89C51 microcontroller目录第1章概述 (1)1.1 课题的研究目的和意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 课题研究的主要内容 (2)第2章瓦斯的性质和爆炸条件及其检测方法 (3)2.1 瓦斯的性质 (3)1mol的沼气完全氧化后，放出的热量和理论值为882.6kj。
正是由于瓦斯的性质特殊，所以它也具有两面性，例如矿井瓦斯作为城市煤气供应、矿井瓦斯发电等；但矿井瓦斯在井下的生产中却给我们带来了很大的麻烦，被我们列为有害气体[2]。
(3)2.2 瓦斯爆炸及其条件 (3)2.3 瓦斯的检测方法 (4)此法是在六十年代初期研制成功的。
它是利用某些金属氧化物在加热条件下其薄膜电阻随接触的可燃性气体浓度的增加而下降的特性来实现对可燃气体的检测。
半导体气敏器件灵敏度高，当混合气体中待测气体的含量不到千分之一时，器件的阻值就会发生足够大的变化，并且它具有结构简单、使用方便、价格便宜等优点，因而在检漏、报警、分析测量等方面获得广泛应用。
但半导体气敏器件在低浓度下灵敏度高，而在高浓度下器件的电阻变化较小，所以，它只适合检测低浓度微量气体。
(5)光学瓦斯检测仪是采用光干涉原理，测定沼气和二氧化碳等多种气体的一种便携式检测仪器。
如图2-1所示。
表示两个相干波列，相干波列会在相遇的区域内产生干涉现象，这种现象又称波的干涉。
(5)两个相干波在相遇的干涉区域内，某些点的振动始终加强，而另一些的振动始终减弱，在加强处产生亮条纹，而在减弱处产生暗条纹。
(5)此法是利用甲烷和空气对光在气室中的光程差的变化来测定甲烷浓度。
光干涉式瓦斯检测仪具有结构简单，安全性好，测量精度高，寿命长，使用可靠，适用气种广泛，故障少等优点，客观存在的主要缺点是测量时受环境气压和温度的影响；测量时受背景气体影响，目前，一些国内外研究者致力于用线阵CCD摄像器件实现光电转换，将干涉条纹的位移量转换成电信号输出。
但所有与大气折射率不同的气体与瓦斯一样，也均会产生干涉条纹，造成误检测，这是无法克服的缺点。
(5) (5)第3章硬件电路设计 (9)3.1 系统硬件设计原理框图 (9)3.2 传感器的选择 (10)3.3 信号放大模块设计 (11)3.4 A/D转换模块设计 (13)3.5 单片机的选择 (16)3.6单片机的复位电路及看门狗电路设计 (18)这节内容是详细说明一下，单片机的复位电路以及看门狗电路的设计。
(18)3.7 LED显示电路设计 (21)3.8 键盘与接口技术 (24)3.9 报警电路设计 (25)3.10 电源设计 (26)第4章系统软件设计 (28)本章主要介绍了系统主程序流程图、A/D转换程序流程图、LED显示子程序流程图和键盘扫描子程序流程图。
源程序见附录2。
(28)4.1 系统主程序流程图 (28)系统所要实现的功能是将从传感器输出的微弱电信号通过信号放大器后的电压信号送入ADC0809进行A/D转换，并把转换后的数字量进行一定处理，转化为瓦斯浓度数值，通过单片机送LED显示器。
系统主程序流程图如图4-1所示。
(28)4.2 A/D 转换程序流程图 (29)4.3 LED 显示子程序流程图 (29)4.4 键盘扫描子程序流程图 ................................................................................................... 30 结论 .. (32)参考文献 (33)致 谢 (34)附录1 (35)附录2 (36)Y第1章概述1.1 课题的研究目的和意义煤矿中含有大量的易燃易爆气体，发生事故后会造成巨大的经济损失，甚至危及矿工的生命。
随着煤矿开采技术手段的不断改进和开采规模的扩大及开采深度的不断延伸，安全上的隐患也越来越多。
瓦斯事故在煤矿事故中所占的比例越来越高。
因此不把瓦斯事故控制住，就不能实现煤矿安全生产状况的稳定好转，也就无法保障煤炭工业的持续健康发展。
所以，对煤矿中的瓦斯气体进行快速准确的检测显得尤其重要，对瓦斯气体检测仪表的研究和开发也一直是人们关注的问题。
为了确保矿井的生产安全，防止瓦斯爆炸，国内外煤矿研究所在此领域进行了很长时间的研究，开发出很多种类型的瓦斯检测仪，但目前已有的瓦斯检测仪器都普遍存在着体积较大、安装复杂、操作不便、智能化程度低等缺点。
因此开发研制便于携带、多功能、精度高的智能型瓦斯检测仪对促进煤炭行业的安全生产具有重要的现实意义。
1.2 国内外发展状况瓦斯检测技术是随着煤炭工业发展而逐步发展起来的。
1815年，英国发明了世界上第一种瓦斯检测仪器——瓦斯检定灯。
利用火焰的高度来检测瓦斯浓度；20世纪30年代，日本发明了光干涉瓦斯检定器，一直沿用至今；20世纪40年代，美国研制了检测瓦斯浓度的敏感原件——铂丝催化元件；1954年，英国采矿安全所研制了最早的载体催化元件。
电子技术的进展推动了瓦斯检测控制装置的进一步发展。
我国矿井瓦斯检测技术经历了从简单到复杂，从低水平到高水平的发展过程。
从新中国成立初期到20世纪70年代，煤矿下井人员主要使用光学瓦斯检测仪，风表等携带式仪器检测井下参数。
20世纪60年代初期，我国开始研制载体催化元件，随着敏感原件制造水平的提高，使检测技术进入了新的发展时期。
20世纪70年代瓦斯断电仪问世，装备在采掘工作面，回风港道等井下固定地点，实现了对瓦斯的自动连续检测及超限自动切断被控制设备的电源的功能。
随后，我国陆续对研制便携式瓦斯提出了许多检测方法，如热传导法、半导体气敏传感器法、光干涉法、催化燃烧法等。
以这些方法为基本原理研制出的各种检测仪器曾在不同的时期，不同的应用场合发挥过重要作用。
通过了解国内外瓦斯浓度检测系统的发展历史和发展现状，根据各种方法相对存在的缺点进行些许完善，从而要研究一套低成本、便于携带及高性价比的便携式瓦斯检测仪器，采用模块化设计方法完成控制系统软硬件设计来提高系统可靠性及稳定性的方法。
1.3 课题研究的主要内容本文主要研究的是便携式瓦斯检测仪设计的硬件电路及软件程序设计，其主要内容如下：第一章为概述，主要说明了本设计的主要研究目的和意义，还介绍了在瓦斯检测系统中所涉及到的各种技术和发展情况。
第二章介绍了瓦斯的性质和瓦斯爆炸及其条件，还介绍了传统的瓦斯检测方法及其原理概述。
第三章为硬件设计，对该瓦斯检测单元模块的各部分电路作了详细的介绍和讲解，分析了电路的构成和基本工作原理并进行说明。
第四章为软件设计部分，首先介绍了系统总的设计流程，然后分为各个模块，并对部分模块进行程序编写。
本文的重点是第三章和第四章，主要对瓦斯检测单元部分进行软硬件的设计，并实现既定的功能。
第2章 瓦斯的性质和爆炸条件及其检测方法这章我们要了解两个内容。
首先要了解的是瓦斯的性质和瓦斯的爆炸及其条件。
其次是瓦斯的传统检测方法，如热传导法、半导体气敏传感器法、光干涉法，并主要说明了本设计采用的催化燃烧法。
2.1 瓦斯的性质瓦斯的主要成分是沼气，一般煤矿瓦斯多指沼气（甲烷）。
沼气是无色、无味、无臭的气体；常温常压时呈气态；相对于空气的比重是0.554；难溶于水；扩散性较空气高1.6倍；无毒， 但浓度很高时，因氧含量减少会引起人窒息死亡；不助燃，在空气中达到一定浓度时（5%-16%CH 4）遇高温能引起爆炸，引爆温度一般大于650℃，在空气中沼气浓度大于16%CH 4时，遇火燃烧。