基于STM32F2系列单片机的红外气体检测装置

摘要

在石油化工厂生产制造的过程中，报警生命周期的管理帮助用户系统的把握 报警管理的各个阶段的重点。其中，可燃气体泄露检测报警装置就是报警管理系统中的一款终端设备。本文介绍一款点型可燃气体报警仪装置，采用非分光红外检测原理，通过对气体红外吸收光谱特性，双通道热释电探测器接收被气体吸收后的光强，转化电压信号实现甲烷气体的浓度测量。解决了现场工程环境中易中毒，误差大，难维护的传统电化学及催化燃烧原理的检测设备。

关键词　非分光红外检测，  双通道热释电探测器， 甲烷气体， 红外吸收

目录

摘要 I

第1章 绪论 2

1.1 课题研究的意义及必要性 2

1.2 国内外研究现状 2

1.1.1 国内研究现状 2

1.1.2 国外研究现状 3

1.3 本课题研究内容和技术攻关 3

第2章 红外吸收原理及检测 4

2.1 红外吸收光谱及郎勃-比尔定律 4

2.2 甲烷气体的检测方法 4

第3章 甲烷气体检测仪的硬件设计 5

3.1 主系统设计 5

3.2 光室设计 6

3.2.1光源选项 6

3.2.2探测器选项 6

3.2.3 气室设计 7

3.3 信号处理 7

3.3.1 前置运放放大电路设计 7

3.3.2ADC采样部分 7

3.3.3 板上温度测量部分 8

3.4 气室内的光源调制 8

3.4.1 光源的频率脉宽调制电路 8

3.4.2光源的电流检测电路 9

3.5  气室的加热控制 9

3.6 外部通讯功能 9

3.6.1 输出4~20ma电流的电路 9

3.6.2 RS485通讯电路 10

3.7 红外通讯遥控器设置功 10

3.7.1 遥控器模块 10

3.7.2 红外通讯电路 10

第4章 甲烷气体检测仪的软件设计 11

4.1 ADC采样部分 11

4.1.1 可调增益部分 11

4.1.2 A/D转换程序 12

4.2.1 温度测量程序 13

4.2.2 探测器温度补偿程序 13

4.2 气室的光源和加热控制 14

4.3.1 光源调制，测量程序 14

4.3.2 加热控制程序 15

4.3 人机界面操作 15

4.4.1 LCD驱动程序 15

4.4.2 遥控器通讯程序 16

4.4 与外部通讯功能 17

4.5.1 RS485通讯程序 17

4.5.2控制输出4~20ma电流程序 17

参考文献 18

致谢 19