论文部分内容阅读
煤炭是一种保障社会经济顺利发展、人民生活质量的重要自然资源。随着我国对煤炭资源勘探工作的不断深入,煤炭开发产业是我国国民经济的重要支柱,但瓦斯爆炸是制约煤矿安全生产的主要灾害,是矿井事故中最严重的。气敏传感器是甲烷检测系统的第一道门坎,担负着采集信息的任务。随着对传感器动态特性要求的提高,我们不得不考虑甲烷气敏传感器的起始工作的响应时间。催化燃烧式传感器和半导体气体传感器是目前测量甲烷浓度常用的两种气敏传感器。鉴于此,对不同类型甲烷气敏传感器起始工作输出对应浓度的电压值的响应时间进行研究显得很有必要。本文首先介绍了两种常见类型检测甲烷气体的气敏传感器的工作原理与内部结构,从传感器的工作的物理机制上分析了催化燃烧式气敏传感器和半导体气敏传感器检测甲烷气体的工作机理,同时对基于STM32的气敏传感器起始工作的响应时间测试系统的设计流程进行研究。对于气敏传感器测试系统的硬件设计完成了基于STM32采集平台的数据采集单元部分的设计。通过对软件设计主要程序和数据采集程序代码的设计,完成了气敏传感器测试系统软件设计工作,实现SecureCRT7.0软件来接收并通过SmartPrinter软件打印成数据文档。通过对这两种类型气敏传感器起始工作输出对应浓度的电压值的响应时间测定发现,两种类型气敏传感器通电工作到输出对应浓度的电压值需要一段时间。本课题的研究为气敏传感器测试系统设计提供一种好的方法,基于STM32采集平台的气敏传感器测试系统,实现数据高速采集、效率高、可靠性强、操作方便。对响应电压随时间变化的研究表明,甲烷气敏传感器通电工作到输出对应浓度的电压值需要一段时间。甲烷气敏传感器起始工作到响应输出稳定电压延迟时间的研究对改善传感器制备方案、提升传感器的灵敏度、优化甲烷传感器检测系统都具有重要意义。