第一篇：氣體測量系統設計

氣體測量系統設計 中文摘要 現代科技技術水平在日益發展中，一些燃氣的使用已經逐步普及起來，在提高了人們生活水準的同時，也導致人類針對生活品質有了一定的追求并且想要改善生活的環境，同時造成了一些風險發生，這之中的CO 的危害是最大的，對于這個現象，進行對燃氣的泄露的檢驗進行研發。這個課題運用的對于氣體的報警裝置是以單片機為主題，氣體的傳播感應裝置以及對其數據的轉換的芯片等裝置的連接起來，經過單片機進行運作，并對處理后的數據進行分析，查看其和設定的氣體的濃度值是否超過了，如果超過了就能夠自動開啟報警裝置，反之則不會報警。這個系統的運用很簡單快捷、檢測的準確度高，能夠擁有一定程度的市場的價值以及進行研究的意義。

關鍵詞 單機 氣體的傳感裝置 報警裝置 PCF8591 畢業設計說明書（論文）外文摘要 Title Gas measurement system design Abstract With the rapid development of economic level and science and technology, liquefied petroleum gas, gas, and natural gas have entered ordinary households.While improving people＇s living standards, people have paid more and more attention to the improvement of their quality of life and living environment.People have brought certain potential dangers, among which carbon monoxide is the most important source of danger.To solve this problem, a flammable gas detection system is proposed.The design gas alarm adopts STC89C52 single-chip microcomputer as the main control.The MQ-2 gas sensor is connected with the PCF8591 A/D analog-to-digital conversion chip.The analog signal is converted into a digital signal and transmitted to the single-chip microcomputer.It is processed by the STC89C52 single-chip microcomputer and processed.The data is analyzed to see if it is greater than the set gas concentration value.If it is, it will automatically start the alarm circuit to send an alarm sound, otherwise it will not alarm.The system is easy to operate, sensitive to detection and cost-effective, and has certain market application value and research significance.Keywords Single chip Gas sensor Alarm PCF8591 目 錄 1.1課題背景及其意義 4 1.2?國內外的研究狀況 5 1.3本文的主要研究內容及論文結構安排 6 2.1控制方案的確定 7 2.2控制方式的選擇 7 2.2.1 主控芯片的選擇 7 2.2.2聲音報警電路方案的選擇 8 2.2.3顯示方案的選擇 8 2.2.4 A/D采樣芯片的選擇 9 3.1系統的功能分析及體系結構設計 11 3.1.1系統功能分析 11 3.1.2系統總體結構 11 3.2模塊電路的設計 11 3.2.1 STC89C52單片機核心系統電路設計 11 3.2.2 5V電源電路設計 15 3.2.3 LCD1602液晶顯示模塊電路設計 16 3.2.4按鍵電路設計 18 3.2.5 蜂鳴器報警電路（低電平有效）設計 19 3.2.6 LED信號指示燈電路設計 20 3.2.7 MQ-2甲烷CO氣體傳感器模塊電路設計 21 3.2.8 PCF8591 A/D采樣電路設計 25 4.1 編程語言選擇 26 4.2單片機程序開發環境 26 4.3 Keil uVision4軟件開發流程 27 4.4 STC-ISP-15xx-v6.85p程序燒錄軟件介紹 28 4.5 PL2303串口程序燒寫模塊介紹 29 4.6 程序流程圖 30 5.1 電路焊接 32 5.2 系統調試 33 5.2.1 系統程序調試 33 5.2.2硬件測試 34 5.3 實物測試 34 結 論 35 致 謝 36 參 考 文 獻 37 第一章 緒論 1.1課題背景及其意義? 安全上的有關問題對于一個家庭來說是個不能忽視的問題。想要減少和刪除各種因燃氣而產生的一些損害，許多生產的工廠和人們選擇一種合適的屋子里面煤氣泄露時能夠報警的裝置是必要的。因此，預防CO中毒以及爆炸一定要由我們去面對這個現象。煤氣泄漏報警器正在被引入各個國家的家庭，因為它尺寸小，穩定性高，易攜帶，檢測率高以及較低的成本。家用的煤氣泄露的報警器作為氣體檢測儀器，具有高檢測精度，可防止由于過量泄漏而造成人員與財產損失，一般由聲音光照報警、轉換模塊報警、排出氣體、發射信號等組成。通常由泄漏的具體量來導致什么光亮的調節和報警器響不響等。因為要求的這種警報器需要一些比較小的體積、比較高的精準度等等。所以，傳統報警器不能滿足人們的期望了，所以人們經常使用52系列的單片機來進行氣體報警。

針對人們經常使用的報警的裝置，主要就是用單片機進行主要的掌控，用其他的一些模塊進行分支的掌控。這種報警器在日常人們的生活中，發揮的作用都是很重要的，因此實時進行精準掌控周邊的工作狀況等等可以點燃的氣體，一些有毒的具有危害的氣體泄露出去，保護人們的生命安全以及財產不被損失。

1.2?國內外的研究狀況? ???? 針對氣體進行檢測并且報警的工具是高新技術的領域，一個用人們的日常生活作為基礎的進行生產的相關的產品，主要有檢驗氣體的探測裝置、傳播信息的裝置、控制的裝置、報警的裝置、刨析的裝置，這些是傳播感應，由刨析、自動的掌控機制、單片機操作說明、傳播數據、進行管理分析等綜合的一種技術水平的利用。

早在20世紀60年代，日本就已經開發并且完成了首臺具有真正價值的有關室內的煤氣泄露的報警裝置，并將其改良之后的產品推向市場，經過改善之后，這種產品可以裝在浴室或者是利用一些有關的掌控技術，嚴格對其進行掌控防止泄露。

我國的有關煤氣泄露的報警裝置的研究開始的較晚，廠家的芯片數量等有關價格的原因導致我國內部的有關這種燃氣等泄露進行報警裝置的開發太晚，然而現在的時代在發展，科技也在進步，特別是經歷了改革開放之后的新中國，在我國正確的方針之下，我國研發出的報警裝置已經有了很大的進展，許多技術已經超越了國外。然而目前我國的相關領域所占的市場份額還不夠，很難在國內找到成熟的裝置，只在報紙上出現了一些科技性并不強的報道。雖然現在市場上也出現了少量產品。不過也存在很多問題，對于預防這些煤氣的泄露的危險意識還很薄弱，對于產品的研發還不夠重視，目前我國的產品正處在一個尷尬的局面。

1.3本文的主要研究內容及論文結構安排 第1章.主要介紹本設計的課題背景及國內外研究現狀；

第2章.主要說明系統方案的選擇；

第3章.主要介紹硬件電路的組成和使用；

第4章.主要介紹軟件設計；

第5章.主要介紹硬件調試。

第二章 方案的設計與論證 2.1控制方案的確定 本設計由STC89C52單片機電路+LCD1602液晶顯示電路+A/D采樣PCF8591電路+蜂鳴器報警電路+LED指示燈電路+按鍵電路+MQ-2煤氣傳感器電路+電源電路組成。2.2控制方式的選擇 2.2.1 主控芯片的選擇 方案一 運用可以進行變成的邏輯的器件作為控制的中心，這種控制器可以完成很多復雜的功能、其規模巨大、占用體積較小、穩定性能較強、含有的資源較全面、能夠延展出許多新的功能。運用共同輸入并且輸出的辦法，增加系統進行處理的速度，使之適用當作大規模進行控制的核心。然而這個系統并不需要特別繁瑣的用途，針對其對于數據的處理等要求較低。由經濟利用的角度來說，這個方案并不使用。

方案二 運用ST企業的單片機用作主要控制的及其，這個控制器的功能的消耗比較低。消耗的功率比較低，本金又比較少，所以符合這個項目的需求。

方案三 運用單片機的芯片掌控這是美國的一家儀器公司推出的，這種聯合處理信號的裝置消耗的能源很低，適合用作本項目，這特別是對于實踐中生產的一些需求，他可以把很多方面的內容都集合在同一個芯片中，用這種方式來解決。這個機器的耗能比較低、體積很小、使用方便，已經廣泛用在了很多領域中去了，有效的提升了經濟方面的獲益。然而其成本太高，故舍棄。

故選擇方案二。

圖2.1 主控芯片 2.2.2聲音報警電路方案的選擇 方案一 運用聲音合成的芯片進行報警，因為它需要進行擴充一些啟動的電路等而且它本身的操作比較復雜，也不太穩定。基于以上考慮，所以放棄了此方案。

方案二 采用蜂鳴器進行報警，結構單一性能強大，需要的資金比較少，所以方案二適合。

方案三 運用音樂的片段作為一個體系的門鈴的模塊，這個比較簡單，通過內在一些振蕩的電路，再加上連接一些小的比較獨立的零件進行操作，就能夠發出各種不同的音樂。現在被廣泛運用在一些玩具上面或者是家里使用的門鈴等等。其具有電路簡單，成本低廉等優點。

故選擇方案二。

2.2.3顯示方案的選擇 方案一 運用LED的數碼動態的裝置進行掃描，其價格中規中矩，用作顯示一些數字特別適合，運用動態掃描的辦法使其和單片機進行連接，即使占用的線比較少，電路比較單一，但是性價比比較高。

然而，數碼管顯示的數據有限，本設計顯示的數據較多，故舍棄。

方案二 運用點陣的數碼管進行顯示，這種是由發光的二極管組成的，一共有八行八列，如果用來顯示文字的內容是特別合適的，如果將其用作顯示數字就會導致特別浪費，并且價格也會比較昂貴，因此不將其作為一種顯示來用。

方案三 LCD的液晶顯示屏幕，它是被單片機驅動的，所以主要用來顯示一些文字、圖案等等，用它來顯示，能夠展示比較多的內容，同時又比較美觀，這種顯示屏的程序比較單一，價格低廉，所以運用這種方式。

采用這種顯示屏，其顯示的能力比較強，里面有192個字符，可以顯示很多字符等，并且耗能比較低。

故選擇方案三。

圖2.2 LCD2602模塊正面 圖2.3 LCD2602模塊反面 2.2.4 A/D采樣芯片的選擇 方案一? 采用ADC0832芯片。這種芯片是美國一家公司生產出來的，這是一種具有8位分辨效率的兩個通道進行相互轉換的芯片。因為他的體積比較小，能夠容納的數據比較豐富，性價比比較高被很多單片機的喜愛者以及公司迎合，普及率已經很高了。

方案二 采用PCF8591芯片。本系統選擇PCF8591作為A/D采樣芯片。它是由單片機集成的，獨立供應電、耗能比較低，獲取數據比較快。

根據性價比，選擇方案二。

第三章 硬件電路的設計 3.1系統的功能分析及體系結構設計 3.1.1系統功能分析 本設計由STC89C52單片機電路+LCD1602液晶顯示電路+A/D采樣PCF8591電路+蜂鳴器報警電路+LED指示燈電路+按鍵電路+MQ-2煤氣傳感器電路+電源電路組成。

(1)LCD1602液晶實時顯示當前的煤氣濃度顯示。

(2)當濃度0~20ppm時，綠燈亮，當濃度達到20ppm到設置值時，黃燈亮，當濃度超過設置值時，紅燈亮。

(3)可以通過按鍵設置煤氣濃度閾值設置范圍1-200當前閾值超過設置閾值蜂鳴器報警。

3.1.2系統總體結構 本系統具體框圖如下圖所示：

圖3.1 系統硬件框圖 3.2模塊電路的設計 3.2.1 STC89C52單片機核心系統電路設計 STC89C52RC由STC企業進行生產研發，其耗能低、功能強大具有很強的控制功能，有8k的字節體系可以編程一些動畫的儲存。它運用最經典的內核，但是又做了很多改進，它有了一些新的功能，單個芯片具備的功能有：動畫功能是八個字節，RAM是五百一十二個字節，對看門狗的定時裝置，還有一些復合的電路，以及定時裝置和計數裝置，四個中斷，是四級的裝置。此外，可以降低到靜止的操作的模式，可以讓兩種不同的軟件同時進行節約電能的模式。在空閑狀態下，cpu中斷工作狀態，允許其他設施進行繼續工作。在電量降低保護的措施之下，RAM的內容被保存起來，振蕩器被凍結，操作完成之后，下一步的工作終止或是硬件回應，運轉頻率可達35赫茲。

一、STC89C52主要特性如下：

（1）8K字節程序存儲空間；

（2）數據儲存可以達到512個字節；

（3）有4千字節的儲存空間;（4）可直接使用串口下載。

二、STC89C52主要參數如下：

（1）8051的增強類型的單片機，每6鐘頭和每12鐘頭的周期可以進行隨機切換，代碼是可以完全兼容的；

（2）用戶應用程序空間為8K字節；

（3）片上集成512 字節RAM；

（4）通用I/O 口（32個），復位后為行漏極的開路輸出，是總線路在進行擴展過程中，可以不必加上一些電阻，如果用作電流/O開口使用，就需要電阻；

（5）ISP/IAP，不需要進行專門編程，也不需要進行專門的仿真的及其，可以由串聯的入口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）迅速進行下載用戶的程序，很快就可以完成；

（6）具有EEPROM功能；

（7）定時器T0、T1、T2；

（8）在外圍中斷4路，使其沿著中斷的部位或者電量較低的時候觸發一些電路，Power Down的形式可以通過外部進行阻斷低電進行觸發其斷的方法來進行；

（9）聯合使用異步的串行的入口（UART），也可以運用定時的軟件；

（10）工作溫度：-40～+85℃/0～75℃；

（11）PDIP封裝。

三、STC89C52單片機相關引腳說明：

（1）VCC：供電電壓。

（2）GND：接地。

（3）P3.0 RXD（串行輸入口）（4）P3.1 TXD（串行輸出口）（5）P3.2 /INT0（6）P3.3 /INT1（7）P3.4 T0（8）P3.5 T1（記時器1外部輸入）（9）P3.6 /WR（10）P3.7 /RD（11）RST：復位輸入。

（12）ALE/PROG：如果要訪問外圍的存儲裝置的時候，地址所在了可被允許的輸出電量用作鎖存地址的位置。如果進行動畫的編程，這個時候引入輸進去編程里面的脈沖。平日，在輸入脈沖信號時，此頻率為振蕩器頻率的六分之一的部分。故對外進行輸出時要定時。但是如果需要停止輸出，就要在地址上置零。此時，ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。假如微處理裝置在外圍進行執行操作的狀態時禁止，那么置位是沒有效果的。

（13）/PSEN：如果外部的程序進行存儲的裝置的選擇通過的信號。在經過外部的程序的存儲裝置的使其，各個周期兩次是有效果的。然而如果訪問外部相關數據過程中，這兩次的信號就不會出現了。

（14）/EA/VPP：如果EA的電量較低并且平穩運行，這個時期外部的一些有關程序的存儲裝置，不論是不是有一些內在的程序存儲，都應該注意保密的方式；

如果這個電量比較高，這個內部的存儲裝置。動畫進行編程的過程中，這個可以加上12V的編程的電。

（15）XTAL1：

反方向的振蕩放大裝置的輸入以及內部每個小時工作過程的輸入。

（16）XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。

單片機引腳圖如下圖所示：

圖3.2 STC89C52單片機引腳圖 四、STC89C52單片機最小系統說明：

STC89C52單片機，最小的體系是有三個部分的電路構成，時鐘、復位、電源。有了這三個部分，就可以正常進行工作了。這個運行的原理如下圖。

圖3.3 單片機最小系統原理圖（1）VCC和GND提供電量的來源：

（2）復合的電路是根據一個按鍵和電容量以及電阻構成的。其可以用作人工的按鈕進行復位工作以及上電自動進行復位的功能。在體系中上電進行復位功能的按鍵口可以有兩個高端的信號之后再進行人工的復位；

這種可以由系統檢驗到的電壓的升高的一定時間，這個時間之后，體系通過將電阻和連接地面之間形成一條道路，然后把高電壓降低變為低電壓，使之完成一次的電位的復位。

（3）時鐘的電路就是由Y1＼C1＼C2構成。具有掌控的芯片構成的數字的電路進行工作過程中是不會少了時鐘的電路，需要自主地發出一些體系的時間，讓控制這個芯片可以正常進行工作，給這些芯片工作過程進行時鐘信息，一般這種工作就是拍，為了整體能夠平穩運行并且工作，因為我們要保證控制的體系需要正常進行工作，提升工作效率，我們藥用晶振和電容聯合起來，以滿足運行的需要，達到正常工作的目的。

（4）JD1為單片機的下載接口。

3.2.2 5V電源電路設計 這個體系運用了5v的直流電源來進行供電，其線路較為簡單、平穩。DC為電源的DC插座，可以直接接USB電源線，一端插在DC插座上，另外一端可以插在5V電源上。紅色的指示燈，來檢驗系統是否含有足夠的電量，電阻防止電流太大使得指示燈燒壞。自動鎖上的開關SW,按下開關之后，燈亮，這個時候就有直流的電流出來了。再次按下開關之后，紅燈就滅了，這個時候的系統的電源沒有辦法保證5v電源可以輸出。

圖3.4 5V電源電路原理圖 3.2.3 LCD1602液晶顯示模塊電路設計 顯示屏幕可以進行字符的顯示也可以進行字段的顯示。這其中，字段顯示與指示燈類似，如果能夠接收到與之對應的地方就能看出來。它是由基本的需要來決定的。這個課題采用的就是這種方式。體系中運用的用作輸出顯示器的信息，和傳統來進行比較，其液晶的顯示的板塊的體積較小，顯示內容比較多，用途廣泛，用的最多的地方就是用在一些需要顯示裝置的地方。最多可以顯示兩行一共16個文字。

一、LCD1602主要技術參數如下：

（1）顯示容量為16×2個字符；

（2）芯片工作電壓為4.5～5.5V；

（3）工作電流為2.0mA（5.0V）；

（4）模塊最佳工作電壓為5.0V；

二、LCD1602運用14腳，接口進行引用腳的操作說明：

（1）第1腳：VSS為地電源。

（2）第2腳：VDD接5V正電源。

（3）第3腳：V0為液晶顯示器對比度調整端。

（4）第4腳：是寄存器的選用RS，電壓較高運用數據的寄存器，電壓較低采用指令的寄存器。

（5）第5腳：獲取信號的線路RW，電壓較高進行日常的操作的讀取，電壓較低進行寫的操作。這兩種共同是電壓比較低可以寫一些指令或是顯示出地址，并可以讀取一些忙的信號，高電壓可以寫數據。

（6）第6腳：使用能量的一端E端，是電壓由高變低的時候進行執行的操作。

（7）第7～14腳：D0～D7為8位雙向數據線。

（8）第15～16腳：空腳 三、控制指令說明 LCD1602顯示裝置內在控制的系統一共有11個指令，有以下說明：

序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開/關控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發生存貯器地址 0 0 0 1 字符發生存貯器地址 8 置數據存貯器地址 0 0 1 顯示數據存貯器地址 9 讀忙標志或地址 0 1 BF 計數器地址 10 寫數到CGRA或DDRAM）1 0 要寫的數據內容 11 從CGRAM或DDRAM讀數 1 1 讀出的數據內容 表3.1 控制命令表 四、液晶板塊的進行讀寫的運作、顯示屏、等操作都有相關的指令（說明：1為高電平、0為低電平）（1）指令1：

清空顯示的指令操作時01H（2）指令2：字符發生器RAM地址設置（3）指令3：DDRAM地址設置（4）指令4：讀忙信號和光標地址 BF，這個時候不能接受任何指示，若電壓低就是不忙。

（5）指令5：寫數據（6）指令6：讀數據 體系中運用這種液晶顯示裝置作為一個輸出的裝置。這個電路中的電位裝置可以調節其顯示的對比程度以及清晰程度。其具體電路原理圖如下圖所示。

圖3.5 LCD1602液晶顯示電路原理圖 3.2.4按鍵電路設計 這種按鍵是一種輸入的體制，這是一個連接中點的作用。這種按鍵的控制機制默認就是高電壓的情況之下的，按下按鍵之后，就變成了低的電壓。進而實現對系統的手動輸入。其電路原理圖如下圖所示。

圖3.6 按鍵電路原理圖 3.2.5 蜂鳴器報警電路（低電平有效）設計 有源頭的蜂鳴器這是一種聯合的一體式的結構進行電子通訊的工具，運用一些直流的電壓進行供應電量，辦公用具等人們日常生活中使用的各類電子有關的產品中作為一個發出聲音的電器。這個體系中運用的報警的裝置的電壓是5V，這種有源頭的蜂鳴器的板塊，在這個電路中運用三極管進行啟動，單片機掌控將其制成低電壓的模式，這個蜂鳴器就會自動啟動報警裝置，相反的情況下，不會發出聲響，可以通過掌控輸出的方式來掌握這個報警器的鳴叫的方式。電阻為限流電阻，保護作用。

圖3.7 蜂鳴器報警電路原理圖 3.2.6 LED信號指示燈電路設計 指示燈就是發光的二極管，都具備一個方向導電的性質。電路設計中，電阻可以對電流進行限制，保護指示燈。如果控制好單片機的引腳，使之降低，那么，指示燈就會發光，相反的情況下，指示燈不發光。其具體電路原理圖如下圖所示。

圖3.8 LED燈指示電路原理圖 3.2.7 MQ-2甲烷CO氣體傳感器模塊電路設計 MQ-2氣體感受器配備的氣敏原料為打掃氣體環境時比較適合的SnO2材料。感受器的原理是使用溫度循環的方法進行低溫監察一氧化碳的濃度來進行的，感受器的電導率與室內一氧化碳的濃度呈正比關系進行的，溫度過高的監察方法能夠檢驗空氣中的可燃氣體的存在且清潔空氣中的其他有害氣體。設計一款簡易的方法就能夠把電導率的高低轉化成一種可讀信息，讓我們更加直觀的看到空氣中各種氣體的含量。MQ-9則是一類能夠迅速感受到液化氣、甲烷、CO含量的感受器，比較適合于更多的場合并且價格在可接受范圍內。

注意：將傳感器插電以后，必須進行緩慢加熱20s，這樣才能保證信息的精準性，內部含有電熱絲的原因，所以會具有適當發熱的現象。

一、模塊參數 （1）工作電壓：直流5伏。

（2）能夠精準的感受到乙醇存在并自主選擇。

（3）功耗（電流）：150mA。

（4）能夠虛擬輸出0-5V的電壓，并且呈正比關系。

（5）實用價值比較高并且平均工作時間很長。

（6）快速的響應恢復特性。

（7）有四個螺絲孔便于定位。

二、接口說明 （1）VCC 接電源正極5V。

（2）GND 接電源負極。

（3）DO TTL開關信號輸出。

（4）AO 小板虛擬輸出數據，0.1-0.3V（基本清潔），濃度最高時的電壓為4V。

MQ-2酒甲烷CO傳感器內部線路圖如下顯示，可以看出R6電阻是一個分壓電阻，把MQ-2甲烷CO傳感器監控的CO、甲烷等氣體數據轉化成虛擬電壓信號AO，模擬量信號接入LM393比較器后，即可與LM393比較器芯片2號引腳所接的電位器分壓后的模擬電壓進行比較，進而得出DO數字信號（即高低電平信號）。C1、C2稱為濾波電容，C1對電源采取濾波模式，使電源穩定進行輸出。C2對虛擬信號采取濾波模式，確保虛擬信號能夠穩定進行輸出。R2、R3均為限流電阻，具有保護 LED燈的作用，避免LED燈短路，LED燈都是低電平有效。R4是一個上拉電阻，即把疑惑的數據經過電阻鉗位從而實現高電平的方法，并且具有限流的效果。確保LM393能夠產生高低電平數據在和單片機引腳焊接的時候能夠平穩采集到電平數據。

圖3.9 MQ-2甲烷CO傳感器內部電路圖 MQ-2甲烷CO傳感器接口說明圖如下圖所示。

圖3.10 MQ-2甲烷CO傳感器插口說明圖 MQ-2甲烷CO傳感器模板接口原理圖如下圖所示。

圖3.11 MQ-2甲烷CO傳感器內部電路線圖 MQ-2甲烷CO傳感器板塊實物如下圖展示。

圖3.12 MQ-2甲烷CO傳感器模塊實物圖 3.2.8 PCF8591 A/D采樣電路設計 本系統選擇PCF8591作為A/D采樣芯片。該芯片是一種低耗高能效、獨自供能、單片合成的8-bit CMOS類型的數據采集芯片。此芯片具備1個虛擬輸出、4個虛擬輸入還有1個串行的I2C的總接口。該芯片的的3個IP A2, A0以及A1能夠用于硬件IP的編寫，能夠實現一個I2C的總插口上面連接有8個芯片零件，并不使用其他硬件協助。在該芯片上的數據信息、控制系統以以及進出IP皆為經過互為相通的I2C總線來實現的。

芯片特性（1）單獨供電（2）PCF8591運行的電壓程度為2.5V-6V（3）低待機電流（4）采取I2C串行來實現輸入與輸出（5）PCF8591通過3個硬件地址引腳尋址（6）PCF8591的采樣率由I2C總線速率決定（7）個人模擬輸入能夠改變成差分亦或單端類型的模式（8）自動增量頻道選擇（9）PCF8591的模擬電壓范圍從VSS到VDD（10）PCF8591內置跟蹤保持電路（11）8-bit逐次逼近A/D轉換器 其具體原理圖如下圖所示。上拉電阻設置為2個，更加方便于信號數字的讀取。

圖3.13 傳感器接電路接口原理圖 第四章 系統軟件設計 一個單片機項目簡單的講分為硬件和軟件的設計，軟件設計又分為單元模塊驅動程序的設計和系統邏輯的設計，此項目進行源于美國Keil Software企業的Keil uVision4繼續研究，編碼語言使用了最廣為人知的、易于學習了解的C語言進行，首先建立系統軟件工程文件，配置開發環境，編寫每一單元的模塊驅動程序，如模數轉換芯片單元驅動程序，保存然后進行檢驗，檢驗結束以后進行編碼軟件，然后將驅動軟件全部轉移到系統程序里，編譯零錯誤零警告后通過STC-ICP燒錄工具將工程.HEX文件下載到主芯片中，不斷調試，直到實現設計的功能需求。

4.1 編程語言選擇 因為全部項目較為龐大，同時涉及的計算方法比較多，其中就涉及到了浮點數方法，因此該工程的編碼語言使用C語言。

針對于絕大多此類的單片機來說，C語言編碼還是具備很多的優勢的：

（1）該編碼方式更加容易整合到其他程序上面，并且它的適用范圍比較廣，并且學習較為簡單，能夠被更多的群眾接受并解讀，它在結構功能方面、轉移性上、解讀方面以及維修方面具備更加良好的性能。

（2）該編碼語言的素材庫里提供了大量標準化的操作方法。

（3）經過此編碼語言能夠提升編程技術，進而能夠把已經寫好的代碼整合到一個新的項目里。

（4）相對于匯編語言而言，該編碼語言更加省時省力。

（5）該編碼語言更加貼近于人類的思維模式，能夠被更好的理解與利用。

（6）規定的操作對象增加了工程的易于理解性能。

（7）搜索地址的方法與保存皆有編譯器進行處理，進行編寫的時候不必思考儲存器的數據以及地址等問題。

（8）免于理解處理器的各種的方案以及存儲器的功能類型。

（9）4.2單片機程序開發環境 此項目里的單片機研發環境是Keil uVision4，Keil uVision4開發軟件是當下51系列中最為大眾的研發系統，Keil uVision4是STC企業主打的一款專門針對于單片機的編碼、焊接以及測試的研發環境。可以降低開發周期，從而減少很多成本。Keil uVision4不僅提供了完整的Windows開發環境界面，支持C/C++語言開發，而且其C語言編輯效率很高，方便 了研究者利用C語言來開發軟件編碼。里面Keil uVision4含有許多方面：

（1）Keil uVision4可以同時進行WIN7與和WINVP的運行。

（2）Keil uVision4能夠實現編碼、翻譯、焊接以及檢驗的全套工程。

（3）Keil uVision4 C51在Keil C51的基礎上，增加了很多新的功能。如Keil uVision4更加增強了對內核微控制器的開發支持，并對Keil C51的開發形式和開發界面進行相應的改進。Keil uVision4軟件界面如下圖所示。

圖4.1 Keil uVision4開發界面圖 4.3 Keil uVision4軟件開發流程 首先，需要建立“Project”工程，點擊Keil uVision4界面中菜單中“Project”，選擇“New uVision Project”，為新建的工程命名后點擊保存；

然后選擇開發單片機芯片的型號，本工程選擇“STC89C52”，這樣就完成了“Project”的建立；

建立結束，單擊“Source Group”，能夠不斷增加想要的加.c文件，然后單擊Add便能夠進行文檔的編輯，也可以把常用的.c文件拷貝到建立的“Project”目錄下面，最后一個完成的工程軟件就建立完畢了。具體開發流程如圖所示。

圖4.2 Keil uVision4軟件開發流程圖 4.4 STC-ISP-15xx-v6.85p程序燒錄軟件介紹 在Keil uVision4開發環境下，STC89C52RC芯片的編寫軟件采用的是stc-isp-15xx-v6.85p燒錄程序，該芯片是一個具備代碼記憶，在線仿真和串口查看于一起軟件備，在51系列智能產品研發過程中得到了廣泛使用，實用價值比較高，是當下51系列單片機調控體系的研究中最為重要的環節。在Keil uVision4開發環境中，需要進行一定的配置才能使用，當把下載器（即PL2303串口燒寫模塊）、PC及設備安裝完畢，然后在程序里點擊串口號以及單片的類型，還需要將軟件的程序調節跟波特率相同。然后選在項目程序“hex”文件所在的地址，最后就可以點擊程序下載按鈕了。具體下載界面如下圖所示。

圖4.3 燒錄軟件對話框 4.5 PL2303串口程序燒寫模塊介紹 此項目經過PL2303串口燒寫的方法來進行單片機的編碼。PL2303串口編寫板塊利用USB的接口，將筆記本電腦針對STC單片機的編碼障礙問題進行了簡單快捷的解決，此軟件的低能高效的優點，是進行研發 STC 體系單片機良好軟件。

一、PL2303串口燒寫模塊特點：

（1）支持 USB1.1 或 USB2.0 通信；

（2）基本支持 WIN7、VISTA、WINXP、WIN2000、WINME、WIN98系統運行；

（3）采用 USB 口供電；

（4）使用原裝進口的芯片，可以更加平穩高效地運行；

（5）運行速度更加方便快捷，有利于廣大用戶的普遍應用；

（6）支持 STC 全系列芯片燒錄；

（7）編碼器能夠使用5V跟3.3V的輸出電壓插頭；

（8）編碼結束以后工程的使用不會妨礙到原工程的應用；

（9）進行編碼程序的時候最好使用自身帶有的電源，亦或者USB接口的電源，同時要確保電流強度小于500ma，避免有所損壞；

模塊如下圖所示。

圖4.4 PL2303串口燒寫模塊 二、PL2303串口燒寫模塊引腳說明（1）+5V 5V輸出，如果電路板有外接5V供電，則此引腳可不接。

（2）GND 接GND。

（3）RXD 接單片機的RXD引腳。

（4）TXD 接單片機的RXD引腳。

（5）3V3 3.3V輸出。

三、PL2303單片機跟串口燒寫板塊的詳細接線圖如下圖顯示。

圖4.5 PL2303單片機跟串口燒寫模塊接線圖 4.6 程序流程圖 此流程的編寫與測試是使用Keil uVision4軟件來進行的，使用了移植性以及可讀性都很好的C語言進行編碼。系統運行流程圖如下圖所示。

圖4.6 系統程序流程圖 第五章 系統焊接與調試 5.1 電路焊接 手動焊接是古老的器件連接手藝，然而隨著科技的發展以及工廠的大批量生產，這種方法顯然已經不適用了，然而一些精細的零件的組成，機器加工是達不到那種精密要求的。并且若是粗制濫造，甚至可能會影響到整個機器的使用，這時候手動焊接的魅力就顯現出來了。此焊接方法主要有四個步驟：

第一步開始焊接：

將兩個零件的連接處擦拭無污跡，接下來將即將進行焊接的零件的角按一定角度掰折一下，但是要避免兩腳相交的情況出現，否則不會成功。隨后將電烙鐵尖端接觸到零件角處，放好錫條。這里我們必須知道，一定不要將烙鐵尖端觸到任何東西，否則會連接到別的東西。

第二步給焊接升溫：

結束焊接過程后，還需要將焊錫條進行加熱一下，把滾燙的電烙鐵置于零件管腳相鄰位置，焊錫條會緩慢熔化，要控制好熔化的時間以及溫度，要是熔化過度，會很大程度上損壞器件，所以最好將溫度控制于400℃上下，熔化2s，當然也有一些零件需要特殊對待。進行焊接的時候，應該將已經結束的零件拿走，如果還要進行加熱處理，一般過程為將連接點補充適當的錫絲，使用電烙鐵開始加熱，在此過程中必須把多余的零件拿走，并且控制溫度，否則零件易受損。

第三部清理焊接面：

結束了上一步的工作的時候，若是擔心兩個器件之間連接有所失誤或者存在接錯的現象，可以略微修正。一般會出現兩種失誤，首先可能會產生焊錫多余的現象，解決辦法就是將電烙鐵置于多余處進行摩擦，即可將剩余部分擦掉，此方法不奏效的話還可以使用吸錫器，強制吸走。還可能會產生焊錫不足的情況，這時候連接處會凹凸不平，解決辦法是將連接處補焊，但是需要適量，否則會誤接到其他零件引起事故。

第四部檢查焊點：

結束上面檢查的時候，便開始縱觀整個工程，需要觀察連接處是否光滑、飽滿、有色澤以及是否牢固，不能有接錯接重的現象。

5.2 系統調試 整個軟件進行使用檢測之前，還要查驗零件的焊接之間是否還有所缺陷，比如焊接不牢，焊接錯誤，兩級接反或者接口斷裂等錯誤，在使用萬能表測試電流，觀察正負極連接是否正確以及接線正確與否，最終保證系統焊接沒有問題。

在搭建調試平臺后，需要對軟件程序進行調試，若程序調試沒有問題，接下來開始驗證系統功能是否滿足要求，若功能有問題，需要繼續調試程序，反復進行，直到所有功能都滿足為止。

5.2.1 系統程序調試 軟件調試步驟如下：

(1)在Keil4軟件中先創建一個工程：打開“工程”軟件，將工程名字設置為 “源于單片機的煤氣警報系統的設計與完成”，并保存；

然后器件選擇“”目錄下的“”。

（2）新建用戶源文件：新建一個空白文檔，然后在里面編寫代碼，結束以后保存為 “源于單片機的煤氣警報系統的設計與完成.c”，新文件創建完成。

（3）程序的編寫檢測：點擊編碼按鈕，該編碼文件即將主動進行，我們可以根據彈出的窗口里的消息進行下一步操作，若是存在error的話，就需要我們根據消息進行改正錯誤操作，改到全部正確方可停止，例如5.3顯示。

提示信息無錯誤（4）若程序編譯無錯誤后，則通過PL2303串口燒寫模塊燒寫程序，開始驗證系統功能是否滿足要求，若功能有問題，需要繼續調試程序，反復進行，直到所有功能都滿足為止。

5.2.2硬件測試 硬件調試是檢測的最后一個步驟，即使用示波器、直流電源或者萬能表將接在一起的零件進行檢查，測試所有的部件是否都可以常規運行，檢驗通常分為動態跟靜態兩種方法。

一、靜態調試，該檢查方式可有四個步驟：：

（1）肉眼觀察。觀察焊接有無瑕疵，零件與零件以及零件管腳的焊接有無瑕疵，是否有短路損壞。

（2）使用萬用表調試。先檢驗電源短路與否，再檢查測量管腳連接是否有錯誤接線的現象。

（3）上電檢查。檢查完前兩部都正常無損壞以后，就能夠進行上電檢查了，檢驗所有的零件是否完好，在進行功能檢測。

（4）綜合檢查測試。本項目并不適合使用此類檢查方案，僅適用于單片機啟動的機器。

二、動態調試：

表達的是在靜態調試正常以后，進行的下一項調試，檢查的是所有的零件是否有所損壞，機器是否完好，需要保證系統能夠正常開發，以防機器內部被破壞，阻礙系統正常運行。

5.3 實物展示 本設計實物如下圖所示。

系統測試圖 結 論 從課題發下到現在順利完成，期間經歷了幾個月的艱苦奮戰，該設計屬于嵌入式領域的一小部分，涉及的知識原理從電路到系統軟件，開發的過程中深感自身知識的匱乏，在開題之前，重新鞏固了大學這幾年來所學的專業知識以及自學相關控制知識，為方案實施打下良好基礎。簡易梳理一下全部項目，從始至終，一直在產品用戶的方向思考問題，以市場產品的思維去定位、設計架構，硬件材料的選型經過查閱多方資料、綜合現有產品的技術，分析技術可行性，進行好的資源整合，在其上加以創新。再到開發方案的設計，包括硬件架構的設計和軟件架構的設計，這段過程中，我總結了自身技術上的不足，努力增加自己的軟件開發能力，并且熟練運用，同時也深知以前學習的知識太過于淺薄，當然在實際項目的開發過程中，軟件要具備高內聚低耦合的條件，硬件要具備高性能低成本的基礎。方案設計完最后就到實際開發了，元器件下單購買回來，這里其實總結出尋找硬件供應商很重要，根據工程圖所示使用工具將零件進行焊接，編碼測試軟件進行檢驗，設計系統程序，不斷反復測試調試，完善功能和性能，到最后成品設計完成，不斷優化，升級迭代，就算是開發完成了。

通過努力，經過實際測試，此次設計最后開發出的實物能滿足我的課題需求功能，同時我也總結出了技術本身沒有價值觀，但可以塑造價值觀，以后一定要不斷提升自己的個人技能，個人綜合素質全面發展，這樣才能立足于社會形成核心競爭力，我也清醒地認識到，自己掌握的知識還十分欠缺且實戰經驗不足，以后要想從事技術職業，必須要具備良好的職業素養以及嚴謹的工作作風。

致 謝 論文結束以后，也就表示我的大學生涯也就此結束了，我感到了深深的不舍之情，然天下無不散的筵席。在大學上學的這幾年中，我從一位剛開始懵懂無知的技術小白，受老師同學的啟蒙和幫助，經歷無數知識海洋歲月的洗禮，理論加實踐檢驗，到如今能獨立開發一些小型的單片機控制項目，我的動手操作能力獲得了巨大的提高，我的成長與成功是離不開老師同學的幫助，在此表示我深深的感謝。此次畢業設計能順利完成，首先得真摯地感謝我的指導老師，是您在我迷茫之際給予我靈感，在我開發遇到瓶頸之際給予我難題解決的方向，在我執筆之際給予我建議細心指導，您是多么的知識淵博、盡職盡責、無私奉獻，在您這，我不僅學到工作處事之態度，而且學到技術開發之道方，感恩祝愿，再次感謝指導老師對我的幫助。并且對于大學生涯的任課老師也是非常感激的，感謝他們的諄諄教導，課后熱心指導，因為這樣，我的專業知識才得到提升，為此次的畢業設計打下堅實基礎，你們的教學精神為學生營造學術氛圍，衷心的感謝你們。最后要感謝的是我的同窗好友們，這幾年我們一起學習一起成長，在這畢設過程中你們在陪伴中一直支持者我，讓我能直掛云帆順利完成的設計，并且綜合這幾年學習的知識，累積經驗，為工作打基礎，謝謝你們。很慶幸大學期間有你們這些良師益友。

最最要感謝的是生我養我教育我辛勤的父母，給我一個溫馨的港灣，他們的愛與關懷無微不至，不求回報，給了我一個堅實的后盾，勇往直前，無論在學習上、生活上、還是工作上，一直前進，感謝。

“欲窮千里目，更上一層樓”，人生需要不斷努力拼搏，活出人生的意義，這篇論文給我大學生活畫上圓滿的句號，未來繼續前進。

參 考 文 獻 [1]王洋洋,秦浩,楊永超,劉璽,陳中,張體磊.電化學多組分氣體傳感器設計與性能分析[J].傳感器與微系統,2018(11):87-89.[2]吳麗倩,宋紅杰,呂弋.硫化氫氣體傳感器的研究進展[J].分析測試學報,2018(10):1192-1198.[3]秦浩,王洋洋,楊永超,劉洋,劉璽,程振乾.開放式快響應電化學NH_3傳感器研制[J].傳感器與微系統,2018,37(09):81-83.[4]韓衛濟,孫鶴,徐光,趙全.氣體傳感器綜述[J].計算機產品與流通,2018(02):277.[5]李穎,付金宇,侯永超.有害氣體檢測的電化學技術的應用發展[J].科學技術與工程,2018,18(03):132-141.[6]王強.基于電化學傳感器的有毒氣體檢測器設計[J].科技創新與應用,2017(33):92-93.[7]詹志鵬,秦超凡,張小水.紙質低成本電化學CO氣體傳感器[J].電子技術與軟件工程,2017(21):102-103.[8]余健.便攜式多氣體濃度檢測儀設計[D].鄭州大學,2016.[9]王秋花.基于電化學傳感器的多組分氣體濃度檢測儀[D].西安理工大學,2010.[10]喬忠.便攜式氣體檢測儀的設計與研究[D].鄭州大學,2016.[11]王博.便攜式甲醛氣體檢測儀的設計與實現[D].西安電子科技大學,2015.[12]鄧巖.基于新型傳感器的便攜式氣體檢測儀[D].江西師范大學,2016.[13]張彤.基于STM32的便攜式多氣體檢測儀的研究與設計[D].齊齊哈爾大學,2015.[14]趙靈遠.基于ADuC7060多功能手持式氣體檢測儀的設計[D].西安工業大學,2015.[15]崔乃超.便攜式礦用多參數氣體探測器設計[D].哈爾濱理工大學,2014..

第二篇：氣體滅火系統設計規范

《氣體滅火系統設計規范》

標準號： GB 50370-2005 發布日期： 2006 年 03 月 02 日 實施日期： 2006 年 05 月 01 日

發布單位： 中華人民共和國建設部 / 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 出版單位： 中國計劃出版社

摘要： 本規范是根據建設部建標 [2002]269 5-文《 2001 —— 2002 工程建設國家標準制定、修訂計劃》要求編制完成的。本規范共分六章內容包括 : 總則、術語和符號、設計要求、系統組件、操作與控制、安全要求等。

其中，第 3.1.4、3.1.5、3.1.15、3.1.16、3.2.7、3.2.9、3.3.1、3.3.7、3.3.16、3.4.1、3.4.3、3.5.1、3.5.5、4.1.3、4.1.4、4.1.8、4.1.10、5.0.2、5.0.4、5.0.8 等條為強制性條文。

總則

1.0.1 為合理設計氣體滅火系統，減少火災危害，保護人身和財產的安全，制定本規范。

1.0.2 本規范適用于新建、改建、擴建的工業和民用建筑中設置的七氟丙烷、IG541 混合氣體和熱氣溶膠全淹沒滅火系統的設計。

1.0.3 氣體滅火系統的設計，應遵循國家有關方針和政策，做到安全可靠、技術先進、經濟合理 1.0.4 設計采用的系統產品及組件，必須符合國家有關標準和規定的要求。

1.0.5 氣體滅火系統設計，除應符合本規范外，還應符合國家現行有關標準的規定。

術語和符號

2.1 術語

2.1.1 防護區 protected area

滿足全淹沒滅火系統要求的有限封閉空間。

2.1.2 全淹沒滅火系統 total flooding extinguishing system

在規定的時間內，向防護區噴放設計規定用量的滅火劑，并使其均勻地充滿整個防護區的滅火系統。

2.1.3 管網滅火系統 piping extinguishing system

按一定的應用條件進行設計計算，將滅火劑從儲存裝置經由干管支管輸送至噴放組件實施噴放的滅火系統。

2.1.4 預制滅火系統 pre-engineered systems

按一定的應用條件，將滅火劑儲存裝置和噴放組件等預先設計、組裝成套且具有聯動控制功能的滅火系統。

2.1.5 組合分配系統 combined distribution systems

用一套氣體滅火劑儲存裝置通過管網的選擇分配，保護兩個或兩個以上防護區的滅火系統。

2.1.6 滅火濃度 flame extinguishing concentration

在 l01kPa 大氣壓和規定的溫度條件下，撲滅某種火災所需氣體滅火劑在空氣中的最小體積百分比。

2.1.7 滅火密度 flame extinguishing density

在 1O1kPa 大氣壓和規定的溫度條件下，撲滅單位容積內某種火災所需固體熱氣溶膠發生劑的質量。

2.1.8 惰化濃度 inerting concentration

有火源引人時，在 101kPa 大氣壓和規定的溫度條件下，能抑制空氣中任意濃度的易燃可燃氣體或易燃可燃液體蒸氣的燃燒發生所需的氣體滅火劑在空氣中的最小體積百分比。

2.1.9 浸潰時間 soaking time

在防護區內維持設計規定的滅火劑濃度，使火災完全熄滅所需的時間。

2.1.10 泄壓口 pressure relief opening

滅火劑噴放時，防止防護區內壓超過允許壓強，泄放壓力的開口。

2.1.11 過程中點 course middle point

噴放過程中，當滅火劑噴出量為設計用量 50% 時的系統狀態。

2.1.12 無毒性反應濃度（NOAEI 濃度）NOAEL concentration

觀察不到由滅火劑毒性影響產生生理反應的滅火劑最大濃度。

2.1.13 有毒性反應濃度（LOAEL 濃度）LOAELc oncentration

能觀察到由滅火劑毒性影響產生生理反應的滅火劑最小濃度。

2.1.14 熱氣溶膠 condensed fire extinguishing aerosol

由固體化學混合物（熱氣溶膠發生劑）經化學反應生成的具有滅火性質的氣溶膠，包括 s 型熱氣溶膠、K 型熱氣溶膠和其他型熱氣溶膠。

2.2 符號

C l ——滅火設計濃度或惰化設計濃度； C 2 ——滅火設計密度； D ——管道內徑；

F c ——噴頭等效孔口面積； F k ——減壓孔板孔口面積； F x ——泄壓口面積； g ——重力加速度；

H ——過程中點時，噴頭高度相對儲存容器內液面的位差；

Y 2 一一計算管段末端壓力系數； Z 1 一一計算管段始端密度系數； Z 2 一一計算管段末端密度系數； г一一七氟丙烷液體密度； δ一一落 壓比； ' η一一充裝量；

μ k 一一減壓孔板流量系數； Δ P 一一計算管段阻力損失；

Δ W 1 一一儲存容器內的滅火劑剩余量； Δ W 2 一一管道內的滅火劑剩余量。

設計要求

3.1 一般規定

3.1.1 采用氣體滅火系統保護的防護區，其滅火設計用量或惰化設計用量，應根據防護區內可燃物相應的滅火設計濃度或惰化設計濃度經計算確定。

3.1.2 有爆炸危險的氣體、液體類火災的防護區，應采用惰化設計濃度；無爆炸危險的氣體、液體類火災和固體類火災的防護區，應采用滅火設計濃度。

3.1.3 幾種可燃物共存或混合時，滅火設計濃度或惰化設計濃度，應按其中最大的滅火設計濃度或惰化設計濃度確定。

3.1.4 兩個或兩個以上的防護區采用組合分配系統時，一個組合分配系統所保護的防護區不應超過 8 個。

3.1.5 組合分配系統的滅火劑儲存量，應按儲存量最大的防護區確定。

3.1.6 滅火系統的滅火劑儲存量，應為防護區的滅火設計用量、儲存容器內的滅火劑剩余量和管網內的滅火劑剩余量之和。

3.1.7 滅火系統的儲存裝置72小時內不能重新充裝恢復工作的，應按系統原儲存量的 100%設置備用量。

3.1.8 滅火系統的設計溫度，應采用20 0 C.3.1.9 同一集流管上的儲存容器，其規格、充壓壓力和充裝量應相同。

3.1.10 同一防護區，當設計兩套或三套管網時，集流管可分別設置，系統啟動裝置必須共用。各管網上噴頭流量均應按同一滅火設計濃度、同一噴放時間進行設計。

3.1.11 管網上不應采用四通管件進行分流。

3.1.12 噴頭的保護高度和保護半徑，應符合下列規定：

最大保護高度不宜大于 6.5m；

最小保護高度不應小于 0.3m； 噴頭安裝高度小于 1.5m時，保護半徑不宜大于4.5m；

計算。

3.2.9 噴放滅火荊前。防護區內除泄壓口外的開口應能自行關閉。

3.2.10 防護區的最低環境溫度不應低于－10 0 C

3.3 七氟丙烷滅火系統

3.3.1 七氟丙烷滅火系統的滅火設計濃度不應小于滅火濃度的1.3 倍，惰化設計濃度不應小于惰化濃度的1.1倍。

3.3.2 固體表面火災的滅火濃度為5.8%，其他滅火濃度可按本規范附錄 A 中表 A-1 的規定取值，惰化濃度可按本規范附錄A中表 A-2 的規定取值。本規范附錄 A 中未列出的，應經試驗確定。

3.3.3 圖書、檔案、票據和文物資料庫等防護區，滅火設計濃度宜采用 10%。

3.3.4 油浸變壓器室、帶油開關的配電室和自備發電機房等防護區，滅火設計濃度宜采用 9%。

3.3.5 通訊機房和電子計算機房等防護區，滅火設計濃度宜采用 8%

3.3.6 防護區實際應用的濃度不應大于滅火設計濃度的 1.1 倍。

3.3.7 在通訊機房和電子計算機房等防護區，設計噴放時間不應大于 8s ；在其他防護區。設計噴放時間不應大于 l0s。

3.3.8 滅火浸潰時間應符合下列規定： 木材、紙張、織物等固體表面火災，宜采用 20min ；

通訊機房、電子計算機房內的電氣設備火災，應采用 5min 其他固體表面火災，宜采用 10min ；

氣體和液體火災，不應小于 lmin。

3.3.9 七氟丙烷滅火系統應采用氮氣增壓輸送。氮氣的含水量不應大于 0.006% 儲存容 器的增壓壓力宜分為三級，并應符合下列規定： 一級 2.5+0.1 MPa（表壓）；

二級 4.2+0.1 MPa（表壓）；

三級 5.6 +0.1 MPa（表壓）。

3.3.10 七氟丙烷單位容積的充裝量應符合下列規定：

一級 增壓儲存容器，不應大于 1120kg /m3；

二級 增壓焊接結構儲存容器，不應大于 950kg / m3；

二級 增壓無縫結構儲存容器，不應大于 1120kg / m3；

三級 增壓儲存容器，不應大于 1080kg / m3。

3.3.11 管網的管道內容積，不應大于流經該管網的七氟丙烷儲存量體積的 80%

3.3.12 管網布置宜設計為均衡系統，并應符合下列規定：

噴頭設計流量應相等；

3.3.15 管網計算應符合下列規定： 管網計算時，各管道中滅火劑的流量，宜采用平均設計流量。

主干管平均設計流量，應按下式計算：

(3.3.15-1)

式中 Q w ——主干管平均設計流量（kg/s）；

t ——滅火劑設計噴放時間（s）。

支管平均設計流量，應按下式計算：

(3.3.15-2)

式中 Q g ——支管平均設計流量（kg/s）；

N ——安裝在計算支管下游的噴頭數量（個）；

Q c ——單個噴頭的設計流量（kg/s）。管網阻力損失宜采用過程中點時儲存容器內壓力和平均設計流量進行計算。

5、過程中點時儲存容器內壓力，宜按下式計算：

(3.3.15-3)

(3.3.15-4)

式中 P m ——過程中點時儲存容器內壓力（MPa，絕對壓力）；

P 0 ——滅 火 劑儲存容器增壓壓力（MPa，絕對壓力）；

V 0 ——噴 放 前，全部儲存容器內的氣相總容積（m3）；

г——七 氟 丙 烷液體密度（kg/m3），20 ℃ 時為 1407kg /m3；

Vp ——管 網 的 管道內容積（m3）；

n ——儲 存 容 器的數量（個）； Vb 儲 存 容器的容量（m3）；

η——充 裝 量（kg/m3）管網的阻力損失應根據管道種類確定。當采用鍍鋅鋼管時，其阻力損失可按下式計算：

(3.3.15-5)

式中 Δ P ——計算管段阻力損失（MPa）；

L ——管 道 計 算 長 度（m），為計算管段中沿程長度與局部損 失 當 量 長 度之和 ；

Q ——管道設計流量（kg/s）；

D ——管道內徑（mm）初選管徑可按管道設計流量，參照下列公式計算：

(3.3.15-6)

(3.3.15-7)噴頭工作壓力應按下式計算：

(3.3.15-8)

式中 P c ——噴頭工作壓力（MPa，絕對壓力）；藝

——系統流程阻力總損失（MPa）

N d ——流程中計算管段的數量；

P h ——高程壓頭（MPa）.，9 高程壓頭應按下式計算：

(3.3.15-9)

式中 H ——過程中點時，噴頭高度相對儲存容器內液面的位差（m）；

g ——重力加速度（m/s2）

3.3.16 七氟丙烷氣體滅火系統的噴頭工作壓力的計算結果，應符合下列規定：

一級增壓儲存容器的系統 P c > 0.6（MPa，絕對壓力）；

二級增壓儲存容器的系統 P c > 0.7（MPa，絕對壓力）；

三級增壓儲存容器的系統 P c > 0.8（MPa，絕對壓力）。

（MPa，絕對壓力）。

3.3.17 噴頭等效孔口面積應按下式計算：

(3.3.17)

式中 F c ——噴頭等效孔口面積（cm2）；

q c ——等效孔口單位面積噴射率 [kg/（s · cm2）]，可按本規范附錄C采用。

3.3.18 噴頭的實際孔口面積，應經試驗確定，噴頭規格應符合本規范附錄 D 的規定。

3.4 IG541 混合氣體滅火系統

3.4.1 IG541 混合氣體滅火系統的滅火設計濃度不應小于滅火濃度的 1.3 倍，惰化設計濃度不應小于滅火濃度的 1.1 倍。

3.4.2 固體表面火災的滅火濃度為 28.1%，其他滅火濃度可按本規范附錄 A 中表 A-3 的規定取值，惰化濃度可按本規范附錄 A 中表 A-4 的規定取值。本規范附錄 A 中未列出的，應經試驗確定。

3.4.3 當 IG541 混合氣體滅火劑噴放至設計用量的 95% 時，其噴放時間不應大于 60s，且不應小于 48s.3.5 熱氣溶膠預制滅火系統

3.5.1 熱氣溶膠預制滅火系統的滅火設計密度不應小于滅火密度的 1.3 倍。

3.5.2 S 型和 K 型熱氣溶膠滅固體表面火災的滅火密度為 l 00g /m3。

3.5.3 通訊機房和電子計算機房等場所的電氣設備火災，S 型熱氣溶膠的滅火設計密度不應小于 1308/m3。

3.5.4 電纜隧道(夾層、井)及自備發電機房火災，S 型和 K 型熱氣溶膠的滅火設計密度不應小于 140g /m3。

3.5.5 在通訊機房、電子計算機房等防護區，滅火劑噴放時間不應大于 90s, 噴口溫度不應大于 15090 ；在其他防護區.噴放時間不應大 120s, 噴口溫度不應大干 1501C ，3.5.6 S 型和 K 型熱氣溶膠對其他可燃物的滅火密度應經試驗確定

3.5, 7 其他型熱氣溶膠的滅火密度應經試驗確定

3.5.8 滅火浸漬時間應符合下列規定 : 木材、紙張、織物等固體表面火災，應采用 20min ； 通訊機房、電子計算機房等防護區火災及其他固體表面火災，應采用 l0min，3.5.9 滅火設計用量應按下式計算 :

W=C2 · Kv · V(3.5.9)

式中 W ——滅火設計用量(kg)；

C2 ——滅火設計密度(kg/m3)；

V ——防護區凈容積(m3)；

Kv ——容積修正系數。V< 500m3 , Kv =1.0 ； 500m3 ≤ V ≤ 1000m3 , Kv =1.1；

V ≥1000m3 ,Kv=1.2。

系統組件

4.1 一般規定

4.1.1 儲存裝置應符合下列規定 : 管網系統的儲存裝置應由儲存容器、容器閥和集流管等組成；七氟丙烷和 IG541 預制滅火系統的儲存裝置，應由儲存容器、容器閥等組成；熱氣溶膠預制滅火系統的儲存裝置應由發生劑罐、引發器和保護箱(殼)體等組成； 容器閥和集流管之間應采用撓性連接。儲存容器和集流管應采用支架固定；

儲存裝置上應設耐久的固定銘牌，并應標明每個容器的編號、容積、皮重、滅火劑名稱、充裝量、充裝日期和充壓壓力等； 管網滅火系統的儲存裝置宜設在專用儲瓶間內。儲瓶間宜靠近防護區，并應符合建筑物耐火等級不低于二級的有關規定及有關壓力容器存放的規定，且應有直接通向室外或疏散走道的出口。儲瓶間和設置預制滅火系統的防護區的環境溫度應為-10 ～ 50 ℃ ；

儲存裝置的布置，應便于操作、維修及避免陽光照射。操作面距墻面或兩操作面之間的距離，不宜小于 1.0m，且不應小于儲存容器外徑的 1.5 倍。

4.1.2 儲存容器、驅動氣體儲瓶的設計與使用應符合國家現行《氣瓶安全監察規程》及《壓力容器安全技術監察規程》的規定。

4.1.3 儲存裝置的儲存容器與其他組件的公稱工作壓力。不應小于在最高環境溫度下所承受的工作壓力。

4.1.4 在儲存容器或容器閣上，應設安全泄壓裝盆和壓力表。組合分配系統的集流管，應設安全泄壓裝置。安全泄壓裝置的動作壓力，應符合相應氣體滅火系統的設計規定。

4.1.5 在通向每個防護區的滅火系統主管道上，應設壓力訊號器或流量訊號器

4.1.6 組合分配系統中的每個防護區應設置控制滅火劑流向的選擇閥，其公稱直徑應與該防護區滅火系統的主管道公稱直徑相等。

選擇閥的位置應靠近儲存容器且便于操作。選擇閥應設有標明其工作防護區的永久性銘牌。

4.1.7 噴頭應有型號、規格的永久性標識。設置在有粉塵、油霧等防護區的噴頭，應有防護裝置。

4.1.8 噴頭的布置應滿足噴放后氣體滅火劑在防護區內均勻分布的要求。當保護對象屬可燃液體時，噴頭射流方向不應朝向液體表面。

4.1.9 管道及管道附件應符合下列規定 : 輸送氣體滅火劑的管道應采用無縫鋼管。其質量應符合現行國家標準《輸送流體用無縫鋼管》 GB/T 8163, 《高壓鍋爐用無縫鋼管》 GB 531。等的規定。無縫鋼管內外應進行防腐處理，防腐處理宜采用符合環保要求的方式；

1系統應設自動控制和手動控制兩種啟動方式。

5.0.3 采用自動控制啟動方式時，根據人員安全撤離防護區的需要，應有不大于 306 的可控延遲噴射；對于平時無人工作的防護區，可設置為無延遲的噴射。

5.0.4 滅火設計濃度或實際使用濃度大于無毒性反應濃度(NOAEL 濃度)的防護區和采用熱氣溶膠預制滅火系統的防護區，應設手動與自動控制的轉換裝置。當人員進入防護區時，應能將滅火系統轉換為手動控制方式；當人員離開時，應能恢復為自動控制方式。防護區內外應設手動、自動控制狀態的顯示裝置。

5.0.5 自動控制裝置應在接到兩個獨立的火災信號后才能啟動。手動控制裝置和手動與自動轉換裝置應設在防護區疏散出口的門外便于操作的地方，安裝高度為中心點距地面 1.5m。機械應急操作裝置應設在儲瓶間內或防護區疏散出口門外便于操作的地方。

5.0.6 氣體滅火系統的操作與控制，應包括對開口封閉裝置、通風機械和防火閥等設備的聯動操作與控制。

5.0.7 設有消防控制室的場所，各防護區滅火控制系統的有關信息，應傳送給消防控制室。

5.0.8 氣體滅火系統的電源，應符合國家現行有關消防技術標準的規定；采用氣動力源時，應保證系統操作和控制需要的壓力和氣量。

5.0.9 組合分配系統啟動時，選擇閥應在容器閥開啟前或同時打開。

安全要求

6.0.1 防護區應有保證人員在 30s 內疏散完畢的通道和出口。

6.0.2 防護區內的疏散通道及出口，應設應急照明與疏散指示標志。防護區內應設火災聲報警器，必要時，可增設閃光報警器。防護區的人口處應設火災聲、光報警器和滅火劑噴放指示燈，以及防護區采用的相應氣體滅火系統的永久性標志牌。滅火劑噴放指示燈信號，應保持到防護區通風換氣后，以手動方式解除。

6.0.3 防護區的門應向疏散方向開啟，并能自行關閉；用于疏散的門必須能從防護區內打開。

6.0.4 滅火后的防護區應通風換氣，地下防護區和無窗或設固定窗扇的地上防護區，應設置機械排風裝置，排風口宜設在防護區的下部并應直通室外。通信機房、電子計算機房等場所的通風換氣次數應不少于每小時 5 次。

6.0.5 儲瓶間的門應向外開啟，儲瓶間內應設應急照明；儲瓶間應有良好的通風條件，地下儲瓶間應設機械排風裝置，排風口應設在下部，可通過排風管排出室外。

6.0.6 經過有爆炸危險和變電、配電場所的管網，以及布設在以上場所的金屬箱體等，應設防靜電接地。

6.0.7 有人工作防護區的滅火設計濃度或實際使用濃度。不應大于有毒性反應濃度(LOAEL 濃度)，該值應符合本規范附錄 G 的規定。

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第三篇：氣體滅火系統簡易操作方法

泛海三江氣體滅火系統操作方法及注意事

項

1.鍵盤按鍵需解鎖才可按消音或復位鍵，解鎖方法為：4防區（先按鍵盤操作鍵、再按調分鍵），2防區（先按鍵盤操作鍵、再按查詢時間鍵）鍵盤操作指示燈點亮OK。緊急按鈕除外。

2.氣體滅火控制器在自動狀態時，煙感與溫感2路都報警方可延時30秒開啟驅動瓶電磁閥放氣滅火，手動狀態只報警、不延時放氣。

3.氣體防護區門口手動報警按鈕不管手動或自動狀態、按下手動報警按鈕就延時5秒開啟驅動瓶電磁閥放氣滅火。注：火警時需按下對應防護區按鈕

4.當氣體防護區報火警，人員需及時撤到防護區外，并關上防火門。如誤報火警、用第1條方法按氣體滅火控制器復位按鈕即可。如確定有火警，則需判斷火情是否可控范圍，小范圍火情可用就近滅火器滅火，火情無法控制則按下報警防護區門口氣體放氣按鈕，延時5秒放氣。或者按下氣體滅火控制器面板上面對應報警防護區緊急按鈕放氣。

5.當發生火情時，第4條2種操作方法不能放氣滅火時，可用應急方案操作滅火，方法如下：需熟悉本系統人員到氣瓶間，準確找到報警防護區的驅動瓶，拔出驅動瓶電磁閥上保險插銷，按下驅動瓶電磁閥上手動放氣按鈕就OK。

6.非專業人員或熟悉本系統人員請勿操作

第四篇：氣體滅火系統操作規程

氣體滅火系統操作規程

第一章 國家關于氣體滅火系統維護保養的有關規定

第一條 系統應由經過專門培訓，并經考核合格的人負責定期檢查和維護。

第二條 系統投入使用前，應具備下列文件資料：

（一）全部技術資料和竣工驗收報告。

（二）系統的操作規程。

（三）系統的檢查、維護記錄圖表。

第三條 應做好對系統的定期檢查，并做好記錄。檢查中發現的問題應及

時處理。

第四條 每月應對系統進行兩次檢查，檢查內容及要求應符合下列規定：

（一）對全部系統組件進行外觀檢查，系統組件應無碰撞變形及其他機

械性損傷，表面應無銹蝕，保護漆層應完好，銘牌應清晰，手動操作裝置的保護罩、鉛封和安全標志應完整。

（二）系統組件的安裝位置不得有其他物件阻擋或妨礙其正常工作。

（三）驅動控制盤面板上的指示燈應正常，各開關位置應正確，各接線

應無松動現象。

（四）火災探測器表面應保持清潔，應無任何會干擾或影響火災探測器

探測性能的擦傷、油漬及油漆。

（五）儲存容器上的壓力表，其指針應在正常的范圍內。

第五條 每年應對系統進行兩次全面檢查，檢查內容和要求除按月檢規定的檢查外，尚應符合下列規定：

（一）防護區的開口情況、防護區的用途及可燃物的種類、數量、分布

情況，應符合設計規定。防護區外的疏散通道應保持暢通。

（二）儲存容器的固定支架，應無松動現象。

（三）滅火劑輸送管路與噴嘴的連接、滅火劑輸送管路本身的連接應安

裝牢固。

（四）滅火劑輸送管路及電氣管路的固定支架應無松動現象。

（五）高壓軟管應無變形、裂紋及老化。

（六）各噴嘴孔口，應無雜物堵塞。

（七）對每個防護區進行一次模擬自動啟動試驗。

（八）手動控制、手動/自動切換、緊急停止操作、備用滅火劑儲存容器

切換操作應正常。

第二章 消防監控室關于氣體滅火系統的操作要求

第一條 對設備的維護保養參照國家有關規定執行。

第二條 每日對氣體滅火控制器的運行情況進行認真登記，如有異常情況

及時上報。

第三條 每日對氣體儲瓶間進行巡視，巡視標準參照國家有關保養要求，發現異常情況及時匯報并作相就記錄，能處理的及時處理，不能處理的請示領導進行解決。

第四條 日常保證系統處于手動狀態，盡量杜絕誤噴的可能。

第五條 熟練掌握氣體滅火系統的滅火原理、設備的結構原理和動作程序。

第六條 明確滅火操作程序。報警信號由感溫探測器和感煙探測器兩個獨

立的報警信號構成，方可確認為火災信號，必須進行確認后，才能啟動滅火設備，啟動設備就參照滅火區域進行啟動。

第七條 啟動氣體滅火設備后，應迅速通知相關區域的人員進行撤離，開

啟相應的防排煙設備，便于人員進行疏散，并有效利用緊急廣播系統對現場人員進行疏散指導，第八條 發生火警后，應及時向領導進行匯報，并向消防支隊進行報告，對于領導和消防支隊下達的有效指令要立即執行。

第五篇：新版氣體渦輪流量計的測量原理

新版氣體渦輪流量計的測量原理

根據法拉第電磁感應定律，在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速v流動時，導電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間產生感生電動勢：

e=KBDv(3-36)

式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數。由此可得管道的體積流量為： qv= πeD/4KB(3-37)

由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關。這就是電磁流量計的測量原理。

需要說明的是，要使式(3—37)嚴格成立，必須使氣體流量計測量條件滿足下列假定： ①磁場是均勻分布的恒定磁場;

②被測流體的流速軸對稱分布;

③被測液體是非磁性的;

④被測液體的電導率均勻且各向同性。