知识点一:可燃气体检测基本原理
在煤炭、石油天然气的勘探开采和化工等生产领域中,甲烷、一氧化碳、硫化氢等可燃、易爆气体是引发重大安全事故的主要因素之一。因此,对于这类气体的检测是安全生产的关键环节。TGS813传感器作为检测装置,对于甲烷、丙烷、丁烷等可燃气体具有较高的灵敏度,并且覆盖较宽的检测范围,其工作原理是基于气敏元件表面气体的化学吸附作用与解吸附作用。二氧化锡作为气敏材料,具有低电导率,当存在检测气体时,传感器的电导率会随着空气中气体体积分数的增加而增大,通过简单的电路将电导率变化转换成与气体体积分数相对应的输出信号。
知识点二:TGS813传感器结构与应用
TGS813传感器结构包括加热器和用于测定与传感器串联的负载电阻器上的两端电压的回路电压。其探测原理涉及加热器电压和回路电压,其中加热器电压(VH)维持敏感材料在特定温度下与目标气体相互作用,而回路电压(VC)则用于通过负载电阻器两端电压来测定传感器输出信号。TGS813传感器检测范围广泛,能够达到500ppm至10000ppm,并且由于其寿命长、成本低的特点,应用十分广泛。
知识点三:无线收发功能的可燃气体检测装置设计
本研究设计的可燃气体检测装置采用了低功耗的MSP430F149单片机作为主控制器,利用TGS813传感器来完成信号采集任务。为了实现无线数据传输,装置设计了以NRF905芯片为核心的无线数据传输模块。为了提高检测数据的精度,软件部分对温度造成的影响进行了修正。通过实验验证,该装置的精度高于5%F.S.,并且可以在空旷地带实现330米的无线传输,满足大部分工业场合的需要。此外,该装置具有操作方便、价格低廉的特点,特别适合安装条件复杂的环境使用。
知识点四:可燃气体检测装置的精确度与适用性
为了确保检测的准确性,研究者对测量值受温度影响的部分进行了修正,从而提高测量的精度。装置利用NRF905无线收发模块实现数据的无线传输,可适应恶劣的工业环境,如煤炭、石油天然气的勘探开采和化工生产等。该装置通过无线传输可以实现远距离监控,为确保现场作业人员的安全提供了有效的技术保障。由于成本低廉、操作简便,它具备良好的市场竞争力,同时也满足了大多数工业场合对于气体检测的需求。
知识点五:无线通信模块的设计与实现
在设计无线数据传输模块时,选用了NRF905芯片,这是一个低功耗的无线通信模块,适用于短距离无线传输。NRF905的工作原理涉及到无线信号的发送和接收,以及如何通过无线频率进行数据传输。在软件设计方面,需要通过编程来控制NRF905芯片,使其能够准确无误地传输传感器采集到的气体浓度信息,并在接收到信号后进行解码,最终在监控中心显示。通过无线模块的设计和实现,可以大大降低布线成本,提高检测系统的灵活性,同时方便对检测装置进行远程监控与维护。
知识点六:温度影响的修正及无线传输距离
文中提到了对气体检测装置中测量值受温度影响的修正方法,这是为了消除环境温度变化对检测结果准确性的影响。温度修正机制能够提高系统的稳定性和可靠性,确保在不同温度条件下装置仍能提供准确的检测数据。此外,该装置无线数据传输的距离达到330米,这满足了工业现场大部分的应用需求,尤其是在面积大、环境复杂的工业现场,可燃气体检测装置的无线传输能力可以确保数据的实时获取和处理。