煤矿瓦斯在线监测与报警系统设计
基于无线网络的矿井燃爆监测及预警系统模型研究
大大提 高监测的全面性、 报警的实时性和到位率， 最大限度地避免爆炸事故的发生。
关键词 ： 瓦斯 浓度 监 测 、 测 范 围、 随 式报 警 、 监 伴 无线 网络 、 径 规 划 路
索 通 讯 范 围 内 的蓝 牙 节 点 ，建 立 无 线 链 接 接 入
收报 警 ，而 不 便 实时 主 动地 了解 周 围环境 的安 全
性 ， 受人员流动 、 警点位置等因素的限制 ， 会 报 难
ＷＳ ， Ｎ 该链接可随预警终端移动 而更新 ， 保证预警
以保证所有工作人员都在第一时间收到警报和采
１ 监 测及 预 警 系统硬 件 结 构
１１ 无线 网络结构 模型 ．
本 文构建 的安全 监测模 型 ，采用 蓝牙无 线组 网
技术 ， 瓦斯监测点能随掘进及时增加 ， 不仅可远程在
线 监测 ， 报警终 端 由现场人 员随身 携带 ， 自动 与 且 可 就 近节点 动态组 网、 时获取 报警信 息 ， 及 为现 场人员 提 供更全 面 的安 全保 障 。 系统原 理见 图 １由井 内的 ； 在 线监测模 块 、远程监 测终端 、便携 式预警 终端组
珊圜圜
一
山 西煤 炭 ＳＨ Ｘ ＡＮ ｌ ＣＯＡＬ
第３ 卷 ０
第６ 期
文 章 编 号 ：６ ２ ５ ５ （０ ０ ０ — ０ ８ ０ １７ — ０ ０ ２ １ ）６ ０３ — ３
基于无线网络的矿井燃爆监测 及预 警系统模型研 究
庾韬颖 ， 黄 劫， 杨
矿井掘进机在线监测监控系统的设计与应用
机 械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&AUTOMATION No1 Feb第1期(总第224期)2021年2月文章编号=672-6413(2021)01-0172-02矿井掘进机在线监测监控系统的设计与应用郭鑫彤(西山煤电股份有限公司西铭矿，山西太原030052)摘要：矿井掘进机作业大多采用人工手动控制的方式，掘进效率低，故障难以发现，而且现场工作时刻威胁着工人的生命安全。
为此，设计了一套基于PLC和CAN总线通信的矿井掘进机在线监测监控系统。
根据设计的系统总体架构，分别对其硬件和软件进行了设计和开发。
实际应用效果表明：该监测监控系统达到了预期目标，可实时掌握掘进机的运行状态，大大提高了掘进机掘进的安全性、可靠性和工作效率。
关键词：矿井掘进机；在线监测；监控系统中图分类号：TP273：TD421.5文献标识码：A0引言掘进机是矿井巷道掘进的重要设备，目前，随着煤矿生产规模的不断扩大以及综采面掘进速度的不断加快,从而对掘进机的掘进效率和安全保障提出了更高的要求。
煤矿井下生产环境复杂恶劣，作为核心的采掘设备，掘进机在采掘过程中会存在以下隐患：①采掘过程易受矿井环境干扰，加上掘进机运行时自身受强烈振动，极易损坏而造成事故；②目前，综采面大部分仍然采用人工手动的控制方式控制掘进机推进，工作人员必须常驻现场，其生命安全遭受诸多因素的威胁,如粉尘浓度过高、工作面瓦斯泄漏或者掘进机自身原因等［12。
因此，对掘进机进行全方位在线监测监控非常有必要，不仅可以保障井下工作人员的生命安全,还将会提高矿井生产自动化水平和生产效率。
本文针对悬臂式掘进机设计了一套基于PLC和CAN总线通信的在线监测监控系统，通过地面监控平台和井下上位机可对掘进机的工作过程进行全方位、全生命周期的动态监测监控，为工作人员掌握现场情况和实现远程遥控提供了数据参考。
1掘进机在线监测监控系统架构图1为矿井掘进机在线监测监控系统的整体架构。
煤层瓦斯压力在线监测技术
煤层 瓦斯 压 力 的高低 决 定 了煤层 是 否为 突 出煤
层 。 出煤 层要 采取 区域 防突措 施 ， 突 进行 瓦斯 预 抽 和 预抽 效果 检验 ， 因此要 对原 始 煤层 瓦斯 压 力 、 抽后 预 残 余 瓦斯 压力 进行 测 量 。
业 于 河 南 理 工 大 学 自动 化 专 业 ， 南 新义 煤 矿 助 理 工 程 师。 河
（ 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ０ 收 ２ １— ５ ３ ）
正 常运行 状 态 中 ， 行参 数采 集 和 比对 ， 进 当发生
如 电压过 低等 情 况时 ， 时进 行故 障报 警 。 作 人员 实 操 确认 后 ， 照操 作 规程 迅 速 向上级 领导 报告 ， 时系 依 同
地 面数据 服务 器 。
数 据服 务 器 ： 现数 据 的接 收 、 储 ， 实 存 生成 连 续
曲线 ， 提供 数据 、 曲线 查询 、 打印等 。
集煤 矿利用 现有 的监控 系统平 台 ， 运用 压力 传感 器 ，
变人 工测量 为 自动 测量 ， 实现 瓦斯压 力在线 监测 。
３ 结
语
使 用 Ｐ Ｃ控 制 柜 进 行远 程 控制 以后 ， 以将 控 Ｌ 可
制与监测相结合 ， 代替现有监控分离的模式 ， 实现远 程 控制 与 就地控 制 相结 合 的控制 模式 ，这对 于 煤矿 主要 通 风设 备 的安 全操作 和 运行 是 十分 必要 的 。考
虑 到 通 风 机 在 矿 井 安 全 生 产 中具 有 非 常 重 要 的影
的变化 情 况 。
１ 传 统 煤 层 瓦斯 压 力测 量存 在 的 不足
煤业集团瓦斯监测监控管理规定
煤业集团瓦斯监测监控管理规定第一章总则第一条为贯彻国家煤矿瓦斯治理"通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位"十六字方针，落实集团公司"规范、准确、及时、有效"监测管理目标和理念，充分发挥监测监控系统在瓦斯管理工作中的重要作用，特制定本管理规定。
第二条本规定适用于集团公司各类煤矿生产企业，包括基建矿井、改扩建矿井和联营兼并矿井。
第三条矿井瓦斯监测监控系统（以下简称"监控系统"）是煤矿安全生产的的重要保障。
各矿（公司）的矿长、总经理对监控系统正常运行、维护、测试等管理工作负全面责任。
各矿（公司）的总工程师对监控系统的安装、运行、维护、测试等技术管理负责。
第四条凡监控系统未建立、系统不完善或监控系统不能正常运行的矿井或工作地点不得生产。
第二章系统建设与安装第五条集团公司所有生产矿井、新建矿井、回收矿井、改（扩）建矿井、基建矿井必须装备永久可靠的监控系统。
各矿地面瓦斯抽放泵站必须建立瓦斯抽放监测系统。
监测监控系统建设必须符合《AQ6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ1029-2007》。
监测监控系统首选采用井下以太光纤宽带环网结构，监控主机和备用机采用双机在线热备技术，相互可自动切换。
第六条新建生产矿井新装备监控系统，生产矿井、回收矿井、改（扩）建矿井需更新或扩容监控系统必须提出设计方案，设计方案必须经集团公司审批。
第七条所有矿井监控系统、瓦斯抽放监测系统必须与集团公司瓦斯监测网络实现联网。
第八条入井的所有监控设备必须取得"安全仪表检验合格证"、"产品（计量器具）合格证、产品（计量器具）生产许可证"、"防爆合格证"和"MA标志"。
所有监控设备必须工作稳定、性能可靠。
各矿必须按监控设备矿用产品安全标志证书规定的型号选择监控系统的传感器、断电控制器、开停传感器、馈电传感器等关联设备，严禁使用未连检的设备。
科技成果——煤矿四维灾害模拟与预警系统
科技成果——煤矿四维灾害模拟与预警系统技术开发单位山东蓝光软件有限公司适用范围本系统适用于各类矿山灾害模拟与预警。
可在矿山灾害发生机理研究的基础上，综合各类空间数据、生产数据和实时监测数据，对矿山灾害进行超前预报，对危险性较大的区域进行重点监控和实时预警，从而有效的避免发生重大事故；对可能发生灾变的地点，按照灾害类型进行事故模拟和仿真，制定相应的应急预案，可根据该预案开展应急演练，模拟灾害事故发生后快速启动应急预案，生成科学合理的救灾方案，协同调度应急救援物资，实现对应急预案可行性的校验，指导应急预案的编制。
当真正发生灾变时，通过该预案可以有效避险、高效救援，从而有效的保证矿山的本质安全和高效生产，具有广泛的推广应用价值。
成果简介本系统以井上下地质模型和危险源模型为基础，借助先进的数字化和信息化手段，综合各种灾害的发生机理，利用模态识别技术对危险源进行判识，实现对矿山顶板、冲击地压、煤与瓦斯突出、火灾、水灾等各种灾害的超前预测和安全预警；对可能发生灾变的地点，按照灾害类型进行事故模拟和仿真，制定相应的应急预案；对矿山应急资源和预案进行数字化管理,充分利用四维地理信息系统的空间分析和网络分析功能，实现矿山应急演练过程的可视化和数字化，为矿山的安全生产提供保障。
关键技术关键技术一：煤矿四维地理信息平台。
基于现代图形学、地质学、采矿技术、计算机、多媒体和互联网技术，实现三维CAD和三维GIS 的无缝集成、各种属性数据库管理和真三维空间分析、采矿各种专业的协同应用和动态联动。
关键技术二：煤矿时空灾害预警技术。
基于对矿山的模型、岩性、冲击倾向性、突出危险性、自燃倾向性、应力分布、瓦斯压力、水文、开挖破坏范围等各种静态分析，结合微震、应力、瓦斯、束管、水文等各种动态监测数据，研发有效的数学力学模型和实用的预警技术，实现重大灾害的预测预报。
关键技术三：事故仿真技术。
实现煤与瓦斯突出、水灾、火灾等地质灾害事故以及跑车事故、机电事故等生产事故的模拟仿真，可视化展示事故灾害演变过程、灾害影响区域、蔓延方向及速度，为灾害防治、应急预案编制、安全教育、应急培训和应急指挥提供技术支持。
采煤机油液在线监测系统研究与设计
于加快煤矿智能化发展的指导意见»等相关国家政
煤机保驾护航,对保障设备的安全稳定运行,提高
策的发布,企业设备管理进行智能化升级已成为必
生产效率具有重要意义.
然趋势, 而 智 能 化 的 基 础 则 是 数 字 化、 工 业 互 联
１ 油液在线监控系统应用的重要性
动结构复杂等特点,设计并应用采煤机油液在线监测系统,对保障设备的安全稳定运行,提
高生产效率具有 重 要 意 义. 以 JOY７LS６C 型 采 煤 机 为 例, 从 其 结 构 出 发, 并 结 合 现 场 需
求,对采煤机油液在线监测系统设计中存在的传感器尺寸、元器件布局、油液吸空、油泵体
积及设备防护等多方面问题进行了针对性地优化,对控制原理、结构原理、性能参数等进行
ao
f
eng,XIAO Huami
ng,LIXi
aowe
i
(
Bue
r
t
a
iCoa
lMi
ne,Ch
i
naEne
r
lGr
oupCo
,Lt
d
,
gyShendongCoa
,
,
)
Or
dos I
nne
rMongo
l
i
a０１７２００ Ch
i
na
Ab
s
t
r
a
c
t Asoneo
ft
hekeyc
o
r
ee
i
to
fc
oa
lmi
n
i
ng,She
a
r
e
rha
基于人工智能的煤矿安全监测与预警系统研究
基于人工智能的煤矿安全监测与预警系统研究摘要：现阶段，煤炭资源依旧属于保障我国民生的主要资源之一，煤矿中的开采工作具有较高的不稳定性，主要原因在于由于煤矿中具有一定的有害气体，容易引发安全事故。
当前，传统的监测监控系统已经无法满足现代化煤矿开采的实际需求，在该监测系统中使用现代网络技术可以有效解决传统监控系统中存在的问题，保证煤矿开采的安全性，提高开采质量。
关键词：人工智能；煤矿安全监测；预警系统研究引言矿产资源的开发为国民经济的发展作出了重要的贡献，目前中国国内矿井建设的总占地面积为188.7万hm2，煤矿的安全生产主要以监测监控系统作为保障，及时预警、准确传输信息和安全善后是其在煤矿生产中必须达到的基本工作能力，煤矿生产不仅是经济发展的重要支撑，也是关乎从业人员人身安全的要事。
因此，能保证煤矿安全生产的监测监控系统就越来越被重视。
1煤矿行业的现状煤矿行业是我国的重要行业之一，目前煤炭仍然是我国能源结构的主要组成部分。
截至2021年，我国煤炭产能已经达到了37.5×104t，煤炭储量位居世界第一。
煤炭产业链完整，从煤炭开采、煤炭加工到煤电、煤化工等领域都涉及了大量企业和从业人员。
煤炭行业也是我国的重要出口行业之一，2019年出口额达到了138.2亿美元。
然而，煤矿行业也面临着一系列困难和挑战，其中安全问题尤为突出。
煤矿是一个高危场景，事故频发，一旦发生事故，不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会对整个行业产生不良影响。
除了安全问题，煤矿行业还面临着资源减少和采掘成本增加的挑战。
由于煤层深度加深、品位下降、采掘难度增加等，煤矿行业的资源供给逐渐减少，采掘成本逐渐增加。
当前煤矿行业信息化程度较低，信息化技术应用水平有待提高，这也制约了煤矿行业的现代化发展。
为了应对这些挑战，我国煤炭行业正在积极推进产业转型升级，加快煤炭深加工和高端利用，推动煤炭产业朝绿色、低碳、环保方向转型。
煤炭企业和研究院也在加强煤矿领域的技术创新，推进数字化、智能化转型，提高生产效率和质量，降低成本。
2024年煤矿年度瓦斯防治安全措施计划
2024年煤矿年度瓦斯防治安全措施计划煤矿是我国能源工业的重要组成部分，煤矿瓦斯防治安全工作对于保障矿工的生命安全和煤矿生产的持续可靠至关重要。
为了进一步提高煤矿瓦斯防治安全工作水平，有效遏制煤矿瓦斯事故的发生，制定了以下2024年煤矿年度瓦斯防治安全措施计划：一、加强瓦斯抽放措施1. 提高瓦斯抽放设备的安全性能和抽放效率，逐步引进自动化控制系统，实现对瓦斯抽放过程的智能化管理和监控。
2. 配置足够数量的瓦斯抽放井和抽放管线，确保瓦斯抽放能力满足矿井产生瓦斯的需求，及时有效地将瓦斯抽放到安全区域。
3. 定期检查和维护瓦斯抽放设备，确保其正常运行，并加强对瓦斯抽放井的检查和维护工作，防止瓦斯泄漏和井下积存。
二、完善瓦斯测量和监测系统1. 更新瓦斯测量仪器设备，提高检测精度和稳定性，确保能准确测量井下瓦斯浓度和流量。
2. 建立健全瓦斯实时监测系统，通过井下传感器、数据库和远程监控系统的集成，实现对瓦斯浓度、温度、压力等参数的在线监测和数据分析，及时预警瓦斯超标和异常情况。
3. 提高瓦斯监测人员的专业素质，加强对瓦斯监测仪器的操作培训，确保监测数据的准确性和实时性。
三、加强通风系统建设和管理1. 完善通风系统设计，针对不同矿井的瓦斯涌出特点和巷道结构，采取有效的通风方式和设备，确保通风系统的正常工作和瓦斯排放。
2. 定期检查和维护通风设备，清理巷道积尘和堆积物，保持通风道路畅通，减少通风阻力，提高通风效果。
3. 提高通风监测和调控能力，加强对通风系统的实时监测和调整，及时发现和解决通风系统故障和异常情况，确保通风系统的安全稳定运行。
四、加强瓦斯防治宣传教育和培训1. 组织开展瓦斯防治知识宣传活动，向矿工普及瓦斯防治安全知识和技能，提高矿工的瓦斯防治意识和自我保护能力。
2. 加强瓦斯防治安全培训，定期组织矿工进行瓦斯防治安全培训和考核，提高矿工的瓦斯防治技能和紧急逃生能力。
3. 建立健全瓦斯防治安全管理制度，加强对瓦斯防治措施的执行和监督，严禁违规操作和违章行为，确保瓦斯防治安全工作的有效落实。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
河南理工大学本科毕业设计课题：煤矿瓦斯在线监测与报警系统摘要能源工业是一个国家经济发展的命脉。
近年来，随着石油的紧张，石油价格的飙升，煤炭行业的重要地位和不可替代性也日益显现。
煤矿生产是地下作业，自然条件和生产条件都复杂，在采掘过程中出现的瓦斯涌出、煤尘飞扬、自然发火等都有可能造成严重事故。
为了防止事故发生，保障矿工的健康和安全，促进生产发展，提高煤炭企业的经济效益，应对井下的气象进行检测，对可能造成灾害事故的各种有的害气体及矿尘进行及时而准确的检测和严格控制，一旦发生灾变，必须及时救护遇难人员和处理事故。
然而，中国煤炭行业的安全形势却不容乐观，尤其是重、特大上网那个事故屡见报端。
在这些事故中，瓦斯爆炸有占绝大多数。
这其中，固然有很多诱发因素，但个煤矿生产企业安全监测设备不完备、管理手段落后是造成事故的重要因素之一。
煤矿生产安全监控系统，是目前为止实际通风甲烷管理工作中最重要和最有效的自动化手段，已经装备监控系统的煤矿的甲烷事故发生率大为下降，实践证明，煤矿生产安全监控系统对保障煤矿安全生产，提高煤矿生产率，提高煤矿自动化程度以及促进煤矿管理现代化水平，都有着举足轻重的作用在文章里，我针对瓦斯的特点，设计出同时监测高低浓度的瓦斯系统，全天候不间断的对井下瓦斯浓度进行监测。
同时采用声光报警系统，一旦瓦斯超标，系统立即提醒正在井下作业的工人紧急撤离，避免人员伤亡，并且还运用红外遥控系统来进行远程监控。
设计这种智能传感器采用闭环控制来确保采样的平稳。
该传感器以AT87C552单片机为核心，实现对瓦斯的检测、报警和控制，安全可靠，经久耐用，适合各类煤矿瓦斯的监控，可以大大降低煤矿事故的发生，降低企业成本，提高煤炭开采率，为我国煤炭事业做出贡献。
关键字瓦斯监测传感器单片机声光报警A/D转换电路组态控制1.1 本课题的研究背景和意义从我国煤炭生产的现状及我国能源结构规划均可看出，在本世纪中叶以前，煤炭仍是支持我国国民经济发展的主要能源，煤炭生产，作为我国能源工业的支柱，其地位将是长期的、稳定的，但是煤炭工业的安全生产状况却不容乐观，中小型煤矿的情况尤为严重，已经直接威胁到整个煤炭工业的稳定生产，给国家财产和人民生命造成了很大的损失，作为“万恶之首”的甲烷爆炸事故更是重大事故发生率之首。
在去年又接连发生了多起甲烷爆炸事故，事故的结果触目惊心，因此通过强化甲烷管理，提高通风、甲烷检测监控水平，已成为中小型煤矿甲烷检测监控的最迫切的任务之一。
煤矿生产安全监控系统，是目前为止实际通风甲烷管理工作中最重要和最有效的自动化手段，已经装备监控系统的煤矿的甲烷事故发生率大为下降，实践证明，煤矿生产安全监控系统对保障煤矿安全生产，提高煤矿生产率，提高煤矿自动化程度以及促进煤矿管理现代化水平，都有着举足轻重的作用。
煤矿生产安全监控系统虽在国内已有生产和应用，但还没有一种真正适合于中小型煤矿使用的产品，我国从八十年代初期开始引进煤矿生产安全监控系统，历经了直接引进、消化吸收、仿制配套、自主开发的过程，但迄今为止的产品大多都是面对大型矿井设计的，而且自身尚有一些有待解决的问题，如:造价高，系统最基本的配置过于庞大，运行费用大传感器测量稳定性差，调校频繁，寿命短系统安装、维护复杂，操作不便，人机界面较差系统设备可靠性差必须依赖专业的维护队伍，对人员技术，素质有较高的要求。
国外的监控系统技术理论上讲高于国内发展水平，但应用于国内煤矿尚有一定的局限性，如煤矿管理模式生产方式的不同，价格过高不适于国内煤矿现有条件，除在传感器技术方面可供借鉴外，其它仅具一定参考价值。
煤矿瓦斯监控系统系统的意义不言而喻。
以山西省为例，近几年，特别是2006年以来，山西省煤炭系统在党和各级政府及安全部门的重视下，全省煤矿信息化工作有了新发展，取得了新成绩。
特别是由瓦斯监测监控系统建设所形成的全省煤矿四级信息网络平台，是计算机网络及信息技术用于瓦斯安全治理的一项创举，极大的促进了山西煤炭信息化工作。
山西省煤炭系统2005年底累计安装使用瓦斯监控系统3868套。
目前，该省国有重点煤矿121座矿井全部安装了瓦斯监测监控系统，并全部联网运行，在线运行率达100%。
地方煤矿现有2806座矿井全部安装了瓦斯监测监控系统，已连网运行2671座。
这些系统的运用，极大的降低了煤矿瓦斯事故。
综上所述，开发研制适用于中小型煤矿生产安全监控系统的任务迫在眉睫，而根据我国煤矿生产和管理模式，依照我国的有关技术标准，其技术的先进性、产品的可靠性和实用性则是本项目的关键所在。
沼气(甲烷CH4的俗称)矿井在我国煤矿生产矿井中所占比重很大，随着矿井开采强度和深度的增加，沼气涌出量也在不断增加，沼气积聚可能引起沼气事故，及时掌握煤矿井下沼气动态是一件十分重要的工作。
1.2 国内外发展概况及研究方向仪器不断更新。
其类型根据监测对象可分为可燃性气体监测仪，毒性气体监测仪和氧气监测仪等；从仪器结构和方法上分为袖珍式，便携式和固定式。
袖珍式仪器的采样方法为扩散式，用于在危险环境中的工作人员随身携带；便携式仪器采样方法为泵吸式，用于监测人员定期安检；固定式仪器用于煤矿井下固定地点气体监测。
世界各国均有煤矿瓦斯气体监测的系统，如波兰的DAN6400、法国的TF200、德国的MINOS和英国的Senturion-200等，其中全矿井综合监测控制系统有代表性的产品有美国公司生产的MSN系统，德国BEBRO公司的PROMOS系统。
但是这两种系统只是基于井下监测，并无数据上传，不能实现智能化监控。
国外的监控系统技术虽然高于国内发展水平，但应用于国内煤矿尚有一定的局限性，如煤矿管理模式生产方式的不同，价格过高等。
因此，除在传感器技术方面可供借鉴外，其它仅具一定的参考价值。
我国监测监控技术应用较晚，8年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监测系统，装备了部分煤矿在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后由重庆煤科院、辽宁抚顺煤科院等国内知名煤矿科学研究所研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92、KJ95、KJ101等煤矿有害气体监测系统，在我国煤矿己有大量使用，但其中很大一部分仪表的传输数据是模拟方式，将气体浓度转化为脉冲量，易受矿井下强电磁设备干扰，造成监测结果不准确，易出现误报警等现象。
2.1 煤矿瓦斯监测与报警系统设计方案2.1.1 方案的选择方案一，甲烷进入传感器后，输出电参量，该电参量的大小随着甲烷浓度成正比例的变化。
输出的电参量，一路直接送给电表指示出相应的甲烷浓度，另一路由传感器送到放大开关线路的输入端。
当送给放大开关线路的电参量超过其动作阀值时，则放大开关线路动作驱动三极管导通报警电路。
该方案有一定的灵活性和可执性，但是电路比较复杂，智能性差。
方案二，通过单片机作为主控单元，并且能够通过传感器把模拟信号通过A/D信号转换为数字信号，能在短时间内连续检测出甲烷浓度的变化，针对不同的应用场合做出不同的浓度设定。
综合考虑，由于使用单片机设计灵活性更强，使用更方便，所以本设计使用方案二2.1.2 系统的简介这是一款基于基于单片机的井下瓦斯浓度智能传感器，该系统以单片机AT87C552为核心，包含甲烷浓度采样器、把220V的交流电转换成5V的直流电源、红外遥控系统、存储器的扩展、LCD显示器和报警装置等组成。
该传感器可以有效的监测井下低浓及高浓瓦斯，试用范围非常广泛。
监测到的信息传输到单片机，经单片机处理后发出指令，如果瓦斯超过规定值，该系统可以立即发出声光报警并自动发出执行指令以降低瓦斯浓度。
该系统可有效的降低瓦斯事故发生率，，结构灵活，扩展性强，具有较高的性价比，AT87C552的应用实现了电子硬件设计的“软件化”，大大的提高了系统的可靠性和抗干扰能力，非常实用于各种大小煤矿井下瓦斯的监测监控，性能优良，经久耐用，可靠性高。
2.1.3 系统原理的介绍系统的总体结构如图2-1所示2.1.4 系统的工作原理在催化元件电源端加上一正电压，使催化元件开始工作，输出与瓦斯浓度相对应的电压信号，送到A/D转换，A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号送入CPU, CPU对采样值进行数值计算，处理后，驱动显示器显示出被测气体中的瓦斯浓度值，若被测气体中瓦斯浓度超过报警电路预定的数值时，报警电路即发出声、光报警信号。
2.2.1瓦斯浓度检测仪的分类(1)光干涉式光干涉式是利用光波对空气和瓦斯折射率不同所产生的光程差，引起干涉条纹移动来实现对不同瓦斯浓度的测定。
其优点是准确度高，坚固耐用，校正容易，高低浓度均可测量，还可测量二氧化碳浓度；其缺点是浓度指示不直观，受气压温度影响严重；光学零件加工复杂，成本较高和实现自动检测较困难。
(2)热催化式热催化式是利用瓦斯在催化元件上的氧化生热引起其电阻的变化来测定瓦斯浓度。
其优点是元件和仪器的生产成本低，输出信号大，对于1%气样，电桥输出可达15mV以上，处理和显示都比较方便，所以仪器的结构简单，受背景气体和温度变化的影响小，容易实现自动检测。
其缺点是探测元件的寿命较短，不能测高浓度瓦斯，硫化氢及硅蒸气会引起元件中毒而失效。
目前国内外检测瓦斯的仪器广泛采用这一原理。
(3)热导式热导式是利用瓦斯与空气热导率之差来实现瓦斯浓度的测定。
其优点是热导元件和仪器设计制作比较简单，成本低、量程大，可连续检测，有利于实现自动遥测，被测气体不发生物理化学变化，读数稳定，元件寿命长。
其缺点是测量低浓度瓦斯时输出信号小，受气温及背景气体的影响较大。
(4)红外线式红外线式是利用瓦斯分子能吸收特定波长的红外线来测定瓦斯浓度。
其优点是采用这一原理的仪器精度高，选择性好，不受其它气体影响，测量范围宽，可连续检测；其缺点是由于有光电转换精密结构，使制造和保养产生困难，而且体积大，成本高，耗电多，因此推广使用受到一定限制。
(5)气敏半导体式气敏半导体的种类较多，如氧化锡、氧化锌等烧结型金属氧化物。
这一原理是利用气敏半导体被加热到200℃时，其表面能够吸附瓦斯而改变其电阻值来检测瓦斯浓度。
其优点是对微量瓦斯比较敏感，结构简单、成本低。
但当浓度大于1%CH4时，其反应迟钝，选择性和线性均较差，所以很少用于煤矿井下瓦斯浓度的检测，而多用于可燃气体的检漏报警。
(6)声速差式在温度为22℃、气压为101325Pa条件下，声波在瓦斯中的传播速度为432m/s，而在清洁空气中为3m/s。
比较这两种速度就可测定高浓度瓦斯。
其优点是读数不受气压影响，对背景气体、粉尘及气温变化很敏感，其缺点是不适合测量低浓度瓦斯，一般只用来检测矿井抽放瓦斯管道中的瓦斯浓度。
根据设计要求及各类检测仪的优缺点，本课题设计采用热催化式工作原理。