山东科技大学电气与自动化工程学院 赵 丽 陈 凯



基于MSP430的便携式瓦斯检测仪设计

山东科技大学电气与自动化工程学院 赵 丽 陈 凯

【摘要】由于传统瓦斯检测仪体积大、精度低、功耗大的缺点，本文设计了一种低功耗便携式瓦斯检测仪。本文主要介绍了瓦斯检测的原理，进行了硬件电路设计和软件设计，实现了对井下瓦斯浓度的检测。

【关键词】催化燃烧；瓦斯；MSP430

0　引言

煤矿井下瓦斯浓度过高容易产生瓦斯爆炸，威胁井下工人的生命安全，对瓦斯浓度进行检测可以避免此类事故的发生。由于传统的瓦斯检测设备体积大、不易携带、功耗大、检测精度低［1］，并不能很好的发挥作用。因此，本文设计了一种便携式瓦斯检测仪，实现对井下瓦斯的准确检测。

1　瓦斯检测原理

瓦斯检测的方法由催化燃烧法、光干涉法、热导法、红外线法、气敏半导体法［2，3］，目前应用最广泛的是催化燃烧法，本文采用催化燃烧元件实现对瓦斯浓度的检测。载体催化元件由敏感元件R1和催化补偿元件R2两部分构成，在催化剂的作用下，瓦斯在催化元件表面发生无焰燃烧，进而改变R1阻值，瓦斯浓度不同，R1的阻值就会不同，因此催化元件的阻值变化直接反映被测瓦斯的含量。通过惠斯登电桥可以测量出阻值的变化量，如图1所示。

图1　惠思登电桥电路

在无瓦斯的新鲜空气中，R2≈R1，调整电桥使之平衡，信号输出端电压U=0，当风流中有瓦斯时，R1阻值随温度上升而增加为R1+△R1而补偿元件R2阻值不变，从而导致电桥失去平衡，可得输出电压U为：