基于嵌入式技術(shù)的甲烷檢測(cè)儀的研制

【摘要】： 由于中國(guó)煤層氣大多甲烷(俗稱(chēng)瓦斯)含量較高,而當(dāng)?shù)V井中瓦斯?jié)舛冗_(dá)5%Vol-16%Vol時(shí),即可能引起瓦斯爆炸,故造成煤礦瓦斯事故頻發(fā),給國(guó)家造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,也使無(wú)數(shù)遇難礦工家庭陷入絕境。所以準(zhǔn)確檢測(cè)和監(jiān)控煤礦生產(chǎn)中的甲烷濃度意義十分重大。當(dāng)甲烷濃度達(dá)到一定限度時(shí),檢測(cè)儀器如能及時(shí)發(fā)出警報(bào),以便人們采取有效的安全措施,可有效防止爆炸及災(zāi)害的發(fā)生。 針對(duì)上述原因,本文提出了一種便攜式的基于嵌入式技術(shù)的甲烷檢測(cè)儀,該儀器采用一種干涉結(jié)構(gòu),能在甲烷濃度值與干涉條紋移動(dòng)量之間建立一種線(xiàn)性關(guān)系。然后進(jìn)行視頻采集,將連續(xù)移動(dòng)變化的干涉圖樣輸入嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字圖像處理,獲得干涉條紋的移動(dòng)量,從而得到甲烷的濃度值。該儀器具有以下特點(diǎn): 1)由嵌入式開(kāi)發(fā)板完成數(shù)字圖像處理,真正實(shí)現(xiàn)了儀器的便攜化,避免人眼讀干涉條紋移動(dòng)量產(chǎn)生誤差。 2)采用溫度傳感器采集環(huán)境溫度,經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入嵌入式開(kāi)發(fā)板,編程實(shí)現(xiàn)對(duì)外界環(huán)境變化引起的測(cè)量誤差的補(bǔ)償,從而提高了檢測(cè)氣體的精確度。 3)氣室設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠; 4)采用CMOS攝像頭采集視頻信號(hào),由于輸出為數(shù)字信號(hào),所以避免了采用視頻采集卡進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的系統(tǒng)復(fù)雜度和成本的提高。 5)采用LCD進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示濃度值,濃度達(dá)到一定限進(jìn)行聲光報(bào)警。 6)該儀器穩(wěn)定性高、防爆性好、響應(yīng)速度快和使用壽命長(zhǎng),符合國(guó)家《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定中對(duì)礦井瓦斯檢測(cè)儀器的要求: 【關(guān)鍵詞】：瓦斯檢測(cè) 嵌入式技術(shù) 數(shù)字圖像處理
【學(xué)位授予單位】：廈門(mén)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TH89
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 常見(jiàn)甲烷檢測(cè)的方法10-15
• 1.2.1 熱催化式測(cè)定法10-11
• 1.2.2 半導(dǎo)體氣敏傳感器測(cè)量法11-12
• 1.2.3 光纖吸收法12-13
• 1.2.4 漸逝場(chǎng)泄漏型光纖檢測(cè)法13
• 1.2.5 光聲光譜法13-14
• 1.2.6 光干涉法14-15
• 1.3 甲烷檢測(cè)的其它方法15-16
• 1.4 本文的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 測(cè)量原理及總體方案18-24
• 2.1 測(cè)量原理18-21
• 2.2 濃度公式推導(dǎo)21-23
• 2.3 設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 光學(xué)系統(tǒng)及機(jī)械系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)24-37
• 3.1 光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇24
• 3.2 光源的選擇24-25
• 3.3 干涉條紋的形態(tài)及寬度公式推導(dǎo)25-31
• 3.4 光學(xué)零件具體設(shè)計(jì)31-32
• 3.5 氣室結(jié)構(gòu)32-34
• 3.6 調(diào)零機(jī)構(gòu)34-35
• 3.7 機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖35-36
• 3.8 本章小結(jié)36-37
• 第四章 信號(hào)采集及處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-63
• 4.1 數(shù)據(jù)采集37-39
• 4.2 信號(hào)采集及處理系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)39-61
• 4.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品選擇39-42
• 4.2.2 信號(hào)采集與處理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立42-46
• 4.2.3 攝像頭視頻采集應(yīng)用程序46-51
• 4.2.4 LCD觸摸屏應(yīng)用程序51-54
• 4.2.5 miniGUI的移植54-55
• 4.2.6 系統(tǒng)及應(yīng)用程序燒寫(xiě)55-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 第五章 數(shù)字圖像處理63-75
• 5.1 前言63-64
• 5.2 數(shù)字圖像處理64-70
• 5.2.1 獲取灰度圖64
• 5.2.2 噪聲清除64-66
• 5.2.3 灰度直方圖66-67
• 5.2.4 圖像分割67-70
• 5.3 獲取干涉條紋移動(dòng)量70-72
• 5.3.1 干涉條紋寬度70-71
• 5.3.2 條紋移動(dòng)的距離71-72
• 5.4 數(shù)字圖像處理流程圖72-73
• 5.5 補(bǔ)償信號(hào)的采集、輸入與處理73-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 第六章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和誤差分析75-79
• 6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)75-77
• 6.2 誤差分析77-78
• 6.3 本章小結(jié)78-79
• 第七章 總結(jié)與展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 致謝84-85
• 在讀期間發(fā)表論文85

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差分吸收式光纖甲烷傳感器的研究    王玉田,郭廷榮,王莉田,侯培國(guó)

雙波長(zhǎng)光譜法光纖甲烷傳感器性能的研究    豐明坤;隋成華;

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高性能虛擬數(shù)字示波器的研究與實(shí)現(xiàn)    劉忠義,韓慧蓮

差分吸收式光纖甲烷氣體傳感器的研究    王玉田,郭增軍,王莉田

基于虛擬儀器的瓦斯?jié)舛葯z測(cè)系統(tǒng)    閆曉梅;張記龍;張志偉;徐振峰;

探測(cè)空氣中甲烷的小型氣體敏感器    趙海山

基于諧波檢測(cè)技術(shù)的光纖甲烷氣體傳感器的研究    王玉田,劉瑾,張景超,楊海馬

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“研祥杯”嵌入式技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用征文頒獎(jiǎng)活動(dòng)舉行    

基于A(yíng)RM平臺(tái)的三相交流電源智能測(cè)量系統(tǒng)    高璞;郝建紅;高永華;

電器智能化及實(shí)現(xiàn)    鄒廣萍;

基于Windows CE的智能路燈照明系統(tǒng)    程明明;仇玲;張少甫;李文博;

嵌入式技術(shù)在我國(guó)農(nóng)電系統(tǒng)抄表中的應(yīng)用    徐靜;許童羽;

嵌入式智能機(jī)器人路徑規(guī)劃應(yīng)用研究    宋暉;高小明;

基于SOPC嵌入式技術(shù)的表面肌電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的研究    劉洋;秦剛;王靖宇;

無(wú)線(xiàn)膠囊內(nèi)鏡便攜式研究    崔捷浩;王文興;姜萍萍;鄧喜培;顏國(guó)正;

帶有DSP芯片的新型實(shí)時(shí)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)    張雪松,倪國(guó)強(qiáng),周立偉,金偉其,鐘堰利

數(shù)字圖像處理課程多元化教學(xué)方法的探索與實(shí)踐    王吉暉;王嶺雪;裘溯;郭磐;

數(shù)字圖像處理在粉煤灰顆粒檢測(cè)中的應(yīng)用    侯艷;路邁西;李華;

數(shù)字圖像處理課程多元化教學(xué)方法的探索與實(shí)踐    王吉暉;王嶺雪;裘溯;郭磐;

光譜吸收在瓦斯檢測(cè)中的應(yīng)用    李雯;陳國(guó)民;

嵌入式技術(shù)與企業(yè)信息化    陳志烈;

提高《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)質(zhì)量的幾個(gè)環(huán)節(jié)探討    聶守平;王鳴;

數(shù)字式溫濕度傳感器SHT11在單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用    徐會(huì)冬;謝敏;

嵌入式POS的來(lái)由、特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)    

基于嵌入式技術(shù)的土工三軸試驗(yàn)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)研制    黃川;

利用狹縫的共焦測(cè)量系統(tǒng)    孔兵;王昭;譚玉山;

重點(diǎn)關(guān)注嵌入式技術(shù)應(yīng)用    李瀛寰

嵌入式技術(shù)：自動(dòng)化新熱點(diǎn)    孫柏林

讓夢(mèng)想從這里起航    

嵌入式技術(shù)引領(lǐng)中國(guó)IT產(chǎn)業(yè)未來(lái)    本報(bào)記者 何曉亮

嵌入式信息應(yīng)用成為市場(chǎng)熱點(diǎn)    

AMD嵌入式戰(zhàn)略提速    本報(bào)記者 王為民

上海嵌入式技術(shù)發(fā)展提速    閻玉芳　吳俊偉

我國(guó)自主研發(fā)的“嵌入式技術(shù)”船舶在滬亮相    楊金志

港灣教育500萬(wàn)元助力嵌入式人才培養(yǎng)    本報(bào)記者 鐘偉

“假檢就是殺人！”    本報(bào)記者 來(lái)永臣

基于數(shù)字圖像處理的玉米苗期田間雜草的識(shí)別研究    吳蘭蘭

基于數(shù)字圖像處理的葉片三維大位移測(cè)量研究    李季平

基于支持向量機(jī)的礦用紅外瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)研究    張麗

數(shù)字圖像處理與分析及其在故障診斷中的應(yīng)用研究    王常青

基于數(shù)字圖像處理學(xué)的木材紋理定量化研究    于海鵬

紅外成像ATR系統(tǒng)中的數(shù)字圖像處理及識(shí)別檢測(cè)分類(lèi)技術(shù)研究    張峰

基于圖像識(shí)別的作物病蟲(chóng)草害診斷研究    王克如

分?jǐn)?shù)傅里葉變換在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用研究    楊文濤

基于機(jī)器視覺(jué)的陶瓷球表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究    楊鐵濱

基于莫爾偏折技術(shù)的鏡片屈光度測(cè)量的研究    王勤

基于嵌入式技術(shù)的甲烷檢測(cè)儀的研制    陳俊英

視頻監(jiān)視系統(tǒng)及數(shù)字圖像處理技術(shù)的研究    朱曉碩

基于數(shù)字圖像處理的橢圓型孔徑自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)    魏曉燕

基于數(shù)字圖像處理的爐膛火焰檢測(cè)算法研究    何曉燕

基于數(shù)字圖像技術(shù)的鑄造表面粗糙度三維評(píng)價(jià)    王文卓

基于視頻圖像的橋梁裂縫檢測(cè)    宋平麗

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