研究生工程實踐報告剖析

全日制工程碩士探討生工程實踐總結(jié)報告工程實踐單位煤炭科學(xué)探討總院沈陽探討院撫順分院所在學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)領(lǐng)域電氣工程年級探討生姓名學(xué)號校外導(dǎo)師職稱校內(nèi)導(dǎo)師職稱探討生學(xué)院制表說明一、專業(yè)實踐是碩士生培育過程中的重要環(huán)節(jié)，專業(yè)實踐總結(jié)報告是檢驗碩士生實踐狀況的重要依據(jù)，是學(xué)校對碩士生畢業(yè)及授予學(xué)位進(jìn)行資格審查的基本材料。二、碩士生應(yīng)依據(jù)“黑龍江科技學(xué)院碩士探討生‘六個一’培育工作規(guī)定”開展專業(yè)實踐熬煉，并在實踐的基礎(chǔ)上，撰寫專業(yè)實踐總結(jié)報告，報告內(nèi)容包括實踐時間及地點、目的及意義、實踐內(nèi)容、實踐成果等狀況；重點是總結(jié)本人如何運用基礎(chǔ)理論學(xué)問分析、解決在實踐過程中遇到的相關(guān)問題，對相關(guān)問題提出的合理化建議及創(chuàng)新方法等。三、總結(jié)報告由碩士生所在二級學(xué)院組織專業(yè)實踐專題報告會對報告進(jìn)行答辯考核，考核成果記錄為“優(yōu)、良、中、及格、不及格”。專業(yè)實踐考核不及格者不能申請學(xué)位論文答辯和獲得畢業(yè)文憑。四、總結(jié)報告中要插入能夠反映實踐地點、實踐內(nèi)容、實踐主要成果等具有代表性的照片5幅，并附有照片說明。五、總結(jié)報告采納宋體，行距18磅，其中，一級標(biāo)題小4號宋體加粗，二級及以下標(biāo)題5號宋體加粗，正文5號宋體。六、總結(jié)報告不少于8000字，一律用A4紙單面打印，左側(cè)裝訂；并同時上交電子版。一、工程實踐時間、地點及單位實踐時間2012-6到2013-5實踐地點遼寧撫順實踐單位（全稱）撫順中煤科工平安儀器有限公司實踐單位通訊地址遼寧省撫順市李石經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)濱河路9號聯(lián)系電話郵編113000實踐單位簡介：撫順中煤科工平安儀器有限公司是由中國煤炭科學(xué)探討總院沈陽探討院經(jīng)國家同意收購華瑞撫順平安儀器有限公司，撫順瑞安公司，同時聯(lián)合沈陽探討院產(chǎn)業(yè)體系融合組建而成的。中煤科工沈陽院探討院是國資委所屬中煤科工集團(tuán)公司旗下的、由原國家事業(yè)型科研機構(gòu)轉(zhuǎn)制的科技型企業(yè)，企業(yè)集科學(xué)探討、平安裝備及產(chǎn)品生產(chǎn)、平安產(chǎn)品的檢測檢驗、高等教化為一體，全方位面對煤炭行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域服務(wù)。隨著國家科技體制改革，沈陽院與煤炭科學(xué)探討總院一起，于1999年整體轉(zhuǎn)制為國資委屬下的大型科技型企業(yè)，并以獨立法人身份在撫順經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)完成了企業(yè)法人的注冊，至2008年，在煤炭科學(xué)探討總院的統(tǒng)一規(guī)劃下，更名為煤炭科學(xué)探討總院沈陽探討院，并在撫順經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)進(jìn)行了重新注冊登記。沈陽院歷經(jīng)九十多年的發(fā)展，已經(jīng)形成“礦山平安技術(shù)探討”、“礦用平安裝備及產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)”、“平安產(chǎn)品檢測檢驗”與“高等教化”四大功能板塊。沈陽探討院副院長、撫順中煤科工平安儀器有限公司董事長兼總經(jīng)理李長錄闡述了，在一次會議中具體的闡述了沈陽探討院產(chǎn)業(yè)體系、華瑞撫順安儀公司、撫順瑞安公司融合組建安儀公司的重要意義，他指出這種攜手并肩、優(yōu)勢互補、強強聯(lián)合，充分發(fā)揮了原撫順安儀現(xiàn)有生產(chǎn)組織體系和技工隊伍的優(yōu)勢、充分發(fā)揮了探討院科研和開發(fā)的技術(shù)隊伍優(yōu)勢，科學(xué)合理地融合了探討院與安儀的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝備，將極大地促進(jìn)沈陽探討院產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。沈陽探討院領(lǐng)導(dǎo)班子對新安儀公司寄予了極大期望和深情囑托。此次會議預(yù)示著新安儀公司從即日起將走上正常運營軌道。撫順中煤科工平安儀器有限公司為全民全部制企業(yè)，經(jīng)營方式為開發(fā)、服務(wù)、制造、銷售、租賃。它是煤礦平安基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)探討的專業(yè)公司，煤礦瓦斯抽放與突出預(yù)料技術(shù)和裝備探討、礦井通風(fēng)防滅火技術(shù)與裝備探討、礦山救援技術(shù)與裝備探討、礦井平安綜合監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)與裝備探討、露天礦平安技術(shù)與裝備的探討是其重點探討方向。主營：礦山平安技術(shù)開發(fā)，煤礦（露天礦與礦井平安工程）詢問、評價，礦山平安產(chǎn)品制造、銷售，計算機軟件開發(fā)，礦山平安產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗。兼營：鋼材、建筑材料、電子產(chǎn)品、化工產(chǎn)品。校外導(dǎo)師狀況姓名性別年齡工作單位撫順中煤科工平安儀器有限公司技術(shù)職務(wù)探討員主要探討方向限制理論與限制工程辦公固定電話傳真移動電話郵箱二、實踐目的及意義學(xué)校的理論式的學(xué)習(xí)，僅僅是讓我們對實物有個思維認(rèn)知上的感覺，知道其所以然，然而，若是讓我們真正的將學(xué)到的東西加以致用，這就存在很大的問題，很多的同學(xué)都會有同一個感覺，若是能用一個字來概括的話，就是“懵”?；谶@方面的考慮，在完成學(xué)校專業(yè)規(guī)定的課程以外，依舊須要進(jìn)行工程實踐的教學(xué)，理論結(jié)合實踐，形象教學(xué)，讓我們親自動手，將課本上的學(xué)問形成實際工作的實力。綜合實踐活動以學(xué)生的現(xiàn)實生活和社會實踐為基礎(chǔ)發(fā)掘課程資源，強調(diào)學(xué)生的親身經(jīng)驗，要求學(xué)生主動參加到“做”、“考察”、“試驗”、“探究”中去。一系列的實踐活動能激發(fā)學(xué)生的問題意識，培育學(xué)生的探究精神，實現(xiàn)學(xué)生的特性張揚，其收獲遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過書本學(xué)問。關(guān)于實踐，蘇霍姆林斯基有過這樣的論述：“傳授學(xué)問是智育的一個方面。我們不能離開智育的另一方面，就是生動地、干脆地感知四周世界中的形象、畫面、現(xiàn)象和事物，并進(jìn)行邏輯分析，獲得新學(xué)問、進(jìn)行思維練習(xí)、找因果關(guān)系?！彼慕袒枷敫嬷覀儯x書是學(xué)習(xí)，實踐是更重要的學(xué)習(xí)。江澤民總書記也特殊強調(diào)教化要與社會實踐相結(jié)合。而綜合實踐活動課為學(xué)生生活閱歷的獲得和社會實踐實力形成開拓了渠道。為此，老師在指導(dǎo)學(xué)生上綜合實踐活動課時，要更加重視學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)。因為實踐能激發(fā)學(xué)生的問題意識，培育學(xué)生的探究精神，實現(xiàn)學(xué)生的特性張揚，其所學(xué)到的東西已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了書本上的理論。毛澤東在實踐論中說：“通過實踐而發(fā)覺真理，又通過實踐而證明真理和發(fā)展真理。從感性相識而能動地發(fā)展到理性相識，又從理性相識而能動地指導(dǎo)革命實踐，改造主觀世界和客觀世界。實踐、相識、再實踐、再相識，這種形式，循環(huán)往復(fù)以至無窮，而實踐和相識之每一循環(huán)的內(nèi)容，都比較地進(jìn)到了高一級的程度。這就是辯證唯物論的全部相識論，這就是辯證唯物論的知行統(tǒng)一觀?！蹦切┙虠l主義書呆子不喜愛用實踐檢驗真理，他們喜愛用圣人權(quán)威的名字證明真理，拉大旗作虎皮樹立自己的權(quán)威。學(xué)習(xí)學(xué)問在實踐中檢驗思悟?qū)W問才能獲得真才智，這也是毛澤東說的實踐是檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)。任何學(xué)問都是在實踐中領(lǐng)悟到真實的道理的。我們說培育實踐實力比學(xué)習(xí)成果重要，并不是說要忽視了學(xué)習(xí)，作為學(xué)生，學(xué)習(xí)還是須要的，因為沒有文化學(xué)問，再高實踐實力也是只能去當(dāng)苦力，所以我們必需擁有肯定的文化學(xué)問作為我們?nèi)嵺`的基礎(chǔ)。文化學(xué)問是我們實踐的基礎(chǔ)，但擁有較強的實踐實力才是我們的目的，沒有人想高分低能的吧。因此說，培育實踐實力是我們學(xué)生培育支配很重要的方面。出到社會,就是以實踐作貢獻(xiàn),實踐實力的高與低是衡量完成工作的標(biāo)準(zhǔn).所謂實踐實力,就是學(xué)以致用的實力,一種學(xué)問獲得到運用的體現(xiàn),學(xué)問與理論在實際在的運用,比學(xué)習(xí)成果更高層,更深度的干脆體現(xiàn).真理都有說"實踐出真知","實踐是檢驗一切的標(biāo)準(zhǔn)",高分低能,那也只是“白紙?zhí)觳拧?。我的校外?dǎo)師名叫：李長錄，男，教授，煤炭科學(xué)探討總院沈陽分院副院長，長期從事礦山平安監(jiān)測的探討和礦山產(chǎn)品的研制與開發(fā)。在撫順中煤科工平安儀器有限公司工程實踐的過程中，導(dǎo)師在主持礦用井下多功能傳感器的設(shè)計與開發(fā)，于是我的工程實踐方向也定在了礦山平安監(jiān)測的探討和礦山產(chǎn)品的研制與開發(fā)。礦山平安監(jiān)測系統(tǒng)，它能自動監(jiān)測、記錄井下各地點多種參數(shù)值(如甲烷、一氧化碳、二氧化碳濃度，風(fēng)速，溫度，氣壓等)，并當(dāng)某參數(shù)超過預(yù)置閾值時，能自動警報和斷電的監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)字化的集成度越來越高，功能越來越困難，而且強大，對于穩(wěn)定性和牢靠性的要求越來越高，這些都是須要許久的技術(shù)積累和研發(fā)才能實現(xiàn)，有了這套系統(tǒng)，就能很好的保障著在礦井下工作的工人的生命和財產(chǎn)平安，這有著重大的意義，學(xué)生的探討方向針對系統(tǒng)的采集終端，做出相應(yīng)的實踐。三、實踐內(nèi)容（5000字左右）工程實踐的內(nèi)容一：礦用防爆本安型煙霧傳感器的設(shè)計與開發(fā)煙霧傳感器用于煤礦井下有瓦斯和煤塵爆炸危急及火災(zāi)危急的場所，能對煙霧進(jìn)行就地檢監(jiān)測、遙測和集中監(jiān)視，能輸出標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)信號，并能與國內(nèi)多種生產(chǎn)平安監(jiān)測系統(tǒng)及多種火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)配套運用，亦可單獨運用于帶式輸送機巷火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；具有抗腐蝕實力強、高靈敏度、結(jié)構(gòu)簡潔、功耗小、成本低、維護(hù)簡便等特點。對火災(zāi)初期各類燃燒物質(zhì)陰燃階段產(chǎn)生的不行見及可見煙霧，檢測穩(wěn)定牢靠，且能有效地防止粉塵干擾所引起的非火災(zāi)誤報。煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣-電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號，通過A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機，進(jìn)而由單片機完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報警限制等工作。傳感器作為煙霧檢測報警器的信號采集部分，是儀表的核心組成部分之一。由此可見，傳感器的選型是特別重要的。煙霧探測器就是通過監(jiān)測煙霧的濃度來實現(xiàn)火災(zāi)防范的，煙霧探測器內(nèi)部采納離子式煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定牢靠的傳感器，被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報警器。它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅241，電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子，在電場的作用下各自向正負(fù)電極移動。在正常的狀況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運動，電流，電壓就會有所變更，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是無線放射器發(fā)出無線報警信號，通知遠(yuǎn)方的接收主機，將報警信息傳遞出去。我們設(shè)計的這款煙霧傳感器可配接斷電裝置及聲光報警裝置，實現(xiàn)報警及斷電限制；也可與各種生產(chǎn)、平安監(jiān)控系統(tǒng)配套運用。本傳感器執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為Q/SMY2489-2010礦用本質(zhì)平安型煙霧傳感器企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。煙霧傳感器運用環(huán)境和條件，設(shè)備運用環(huán)境條件要求如下：1.環(huán)境溫度：0℃～402.相對濕度：≤95%（+25℃3.大氣壓力：80kPa～106kPa；4.無顯著振動和沖擊的場合；5.煤礦井下有爆炸性氣體混合物，但無破壞絕緣的腐蝕性氣體的I類場合。本煙霧傳感器的工作原理框圖：火災(zāi)初發(fā)時往往會產(chǎn)生大量煙霧，當(dāng)煙霧進(jìn)入傳感器感煙部分（電離室）時，傳感器輸出信號，經(jīng)過放大電路將信號放大、處理，輸出穩(wěn)定的直流電流信號。煙霧傳感器整體結(jié)構(gòu)功能圖如圖1所示。圖1煙霧傳感器整體結(jié)構(gòu)功能圖本煙霧傳感器的運用位置：在井下定點懸掛運用，應(yīng)選擇易產(chǎn)生火災(zāi)事故的場所或回風(fēng)巷道，懸掛在檢測點的下風(fēng)側(cè)，安裝位置不應(yīng)有嚴(yán)峻淋水和粉塵。遇到的問題：主要是煙霧檢測報警器硬件電路設(shè)計，里面有很多的模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，須要調(diào)試，因為沒有實際的工作和操作的閱歷，要學(xué)習(xí)的東西很多，對于課本上的電路圖也無法理解的很深刻，造成進(jìn)度緩慢，無法選擇合適的電阻、芯片、電路，調(diào)試緩慢。關(guān)鍵問題的學(xué)習(xí)與解決：傳感器輸出信號一般比較微弱，須要經(jīng)過前置電路對其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿意單片機對輸入信號的要求。本系統(tǒng)采納的半導(dǎo)體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一個參考電阻，再經(jīng)過一個放大電路即可發(fā)送給ADC采集。由于系統(tǒng)采納的是單極性供電，所以采納同相比例放大電路，可以削減硬件開銷；反之，假如采納反相放大，則一般須要利用雙極性供電，這就須要系統(tǒng)額外的利用變壓芯片產(chǎn)生一個負(fù)壓，這明顯會造成奢侈。常見的運算放大器中，LM314價格低廉、運用簡潔等優(yōu)點比較突出，所以本設(shè)計中的前置放大電路采納LM314作為電路的運算放大器。LM314是單片高增益四運算放大器，可在較寬電壓范圍內(nèi)的單電源或雙電源下工作，其電源電流很小且與電源電壓無關(guān)，四個運放一樣性好；其輸入偏流電阻是溫度補償?shù)?，也不需外接頻率補償，可做到輸出電平與數(shù)字電路兼容。下面具體介紹運算放大電路：如圖1所示，從傳感器的上端出來的信號Vi經(jīng)過運算放大器的同相輸入端，但是為保證引入的是負(fù)反饋，輸出電壓Vo通過電阻R4接到反相輸入端，同時，反相輸入端通過電阻R3接到參考電壓Vref。同相比例運算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，同樣可以利用理想運放工作在線性區(qū)時的兩個特點來分析其電壓放大倍數(shù)。在圖中，依據(jù)運放的“虛短”和“虛斷”的特點可知，I-=I+=0，所以V-=Vo*R3/R3+R4+Vref*R4/R3+R4而且V-=V+=ViVo=Vi*（R3+R4）/R3由以上兩式可求出Vo=Vref-R4/R3所以本放大電路的放大倍數(shù)A=1+R4R3，此放大電路為同相比例放大電路，它的放大倍數(shù)總是大于或等于1。同相比例運算電路有以下幾個特點：1.同相比例運算放大電路是一個深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。因為不存在“虛地”現(xiàn)象，所以其輸入端有較高的共模輸入電壓。2.電壓放大倍數(shù)A=1+R4R3，即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比，且相位相同，所以此電路實現(xiàn)了同相比例放大。假如不接R3和R4，則此電路就成了“電壓跟隨器”，它可以削減電路模塊間由于阻抗引起的干擾。3.由于引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因此電路的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低。高輸入阻抗就可以削減放大電路對前端電路的影響，同時低輸出阻抗也可以提高自身的抗干擾性，這明顯有利于電路中其他模塊的設(shè)計。此放大電路還加了參考電壓，引入了零點調(diào)整功能，這樣可以更便利的調(diào)整由于不同傳感器導(dǎo)致的零點變更問題。它利用滑動變阻器產(chǎn)生一個參考電壓Vref，再利用電壓跟隨器把電壓輸入到運算放大電路的電壓參考端。所以調(diào)整滑動變阻器，就可以干脆變更放大電路的參考電壓。而電壓跟隨器的作用就如上面介紹的，它只是用來匹配阻抗用的，防止R3和R4對滑動變阻器輸出電壓的影響。電路的關(guān)鍵地方已經(jīng)解決了，進(jìn)而就是繪制pcb圖，因為自己始終都有練習(xí)這方面的閱歷，在這個環(huán)節(jié)沒有太大的阻礙，順當(dāng)?shù)耐瓿闪藀cb圖的繪制，進(jìn)而，我們申請了制版，在自己親自焊接調(diào)試，一個令人激烈的時刻啊，當(dāng)我們看到繪制的pcb輸出的信號和我們預(yù)期的結(jié)果一樣的時候，心里太激烈了，始終以來都是不停的學(xué)習(xí)書本上的東西，感覺自己說懂吧，看到實際的東西的時候，什么都不會，說自己不懂吧，也說不過去，導(dǎo)師問我的時候也能回答個一二，可是就是不會用，現(xiàn)在有了這個閱歷，學(xué)習(xí)的動力更加的足了，愛好也上來了，真的實踐是最好的導(dǎo)師啊，不僅讓我重溫了高校的課程，也讓我跟深刻的了解其電路的本質(zhì)，真是獲益匪淺啊。下圖為我們完成了煙霧傳感器pcb圖，如圖2所示：圖2煙霧傳感器pcb圖工程實踐的內(nèi)容二：礦用多參數(shù)傳感器的設(shè)計和開發(fā)目前，煤礦井下平安監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦已普遍裝備，已經(jīng)成為煤礦日常平安生產(chǎn)管理中重要的技術(shù)手段。隨著各地方平安監(jiān)管力度的日益加強，煤礦企業(yè)對平安監(jiān)控系統(tǒng)的安裝和運用也日益規(guī)范。依據(jù)《煤礦平安監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器運用管理規(guī)范》的規(guī)定，在煤礦井下的采區(qū)回風(fēng)巷，總回風(fēng)巷應(yīng)安裝甲烷傳感器、一氧化碳傳感器和風(fēng)速傳感器，另外各煤礦也在這些地點普遍安裝有溫度傳感器。而在實際運用中，由于以上四種傳感器相互獨立，各自輸出頻率信號，要將信號傳輸?shù)酵ㄐ欧终?，因此須?根電纜將傳感器與通信分站連接，還有4路本安電源，電纜須要量大，連接困難，日常管理困難，信號處理量大，人工成本也相應(yīng)較高，同時整體價格也比較高；而且由于信號采納頻率輸出，在傳輸過程中簡潔受到干擾，導(dǎo)致“冒大數(shù)”現(xiàn)象時有發(fā)生，維護(hù)起來很困難。因此，研制一款適用于井下回風(fēng)側(cè)運用的礦用多參數(shù)傳感器有著現(xiàn)實的意義和市場前景，礦用多參數(shù)傳感器的安裝只須要一條電纜，連接簡潔，維護(hù)簡潔；采納數(shù)字信號輸出，抗干擾實力強；同時，傳感器成本較低，性價比高。目前在實際運用中，回風(fēng)側(cè)均采納四個獨立的傳感器，選購 價格為8500元左右，電纜依據(jù)平均長度1000米，價格10元/米計算，安裝這四種傳感器的成本在30000?50000元，而采納組合式傳感器后，材料成本在1500元左右，假如銷售價格為5000元，加上電纜的費用，價格在15000元左右，大大低于目前的價格，傳感器成本這么低較低礦用多參數(shù)傳感器具體的技術(shù)參數(shù)如下：1.傳感器下列條件下可以正常工作：a環(huán)境溫度:0℃～40b相對濕度:≤98%(+25℃c大氣壓力:80kPa～116kPa；d風(fēng)速：不大于8ｍ/s；e無顯著、振動和沖擊,無破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體,無滴水的場所；f煤礦井下有瓦斯和煤塵爆炸危急的煤礦井下；2.貯存溫度為(-40～60)℃；3.輸出信號制式類型：數(shù)字型信號，主從式、半雙工、單極性三線制基帶傳輸，傳輸速率4800bps，電平不小于3V；4.傳感器測量范圍和基本誤差；關(guān)于甲烷的測量范圍和基本誤差符合如表1所示的規(guī)定。測量范圍，%CH4基本誤差，%CH40.00～1.00±0.101.00～3.00真值的±10%3.00～4.00±0.30關(guān)于溫度的測量范圍和基本誤差：a顯示誤差：≤±2.5%（F.S）；b輸出誤差：≤±2.5%（F.S）；關(guān)于風(fēng)速的測量范圍和基本誤差符合如表2所示的規(guī)定。測量原理測量范圍，m/s基本誤差，m/s卡曼渦街0.4～15±0.3關(guān)于一氧化碳的測量范圍和基本誤差符合如表3所示的規(guī)定。測量范圍（ppm）基本誤差(ppm)肯定誤差相對誤差0～100±4100～500——真值的±5%500～1000——真值的±6%5.傳感器輸入電壓在9～24V的DC范圍內(nèi)時，工作正常且滿意4的規(guī)定；6.傳感器運用電纜的單芯截面積為1.5mm2時，傳感器與關(guān)聯(lián)設(shè)備的傳輸距離為2km，關(guān)聯(lián)設(shè)備的顯示值不超過4的規(guī)定。傳感器運用電纜參數(shù)分布電阻：≤12.8Ω/km、分布電容：≤0.06μF/km、分布電感：≤0.8mH/km；7.傳感器連續(xù)工作8d的基本誤差不超過4的規(guī)定；8.傳感器具有報警功能,報警點可以通過紅外標(biāo)校設(shè)置，初始設(shè)定值1%CH4和1.00ppmCO；9.響應(yīng)時間（T90）：甲烷不大于20S；一氧化碳不大于35S；溫度不大于10S；10.傳感器具有聲光報警功能：a規(guī)定報警聲音的聲壓強度在距離傳感器一米處不低于80dB；b傳感器光報警信號應(yīng)能在20m遠(yuǎn)處清楚可見；11.本安參數(shù)：Ui：24.50VIi：70mACi：0mFLi：0mH。硬件部分：本設(shè)計中分別采納載體催化元件作為甲烷氣體的檢測元件；采納電化學(xué)傳感元件作為一氧化碳?xì)怏w的檢測元件；利用超聲波渦街原理進(jìn)行風(fēng)速的測試；運用PT100元件作為溫度檢測元件；采納單片機微控技術(shù)；本安電路設(shè)計；紅外遙控調(diào)校。在工作中，通過敏感元件將會產(chǎn)生和所測氣體成比例的微弱電流信號，分別接入各自的模擬信號前端處理模塊，將微弱的電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、濾波、一次放大等處理，在經(jīng)過信號處理模塊，完成二次放大，之后經(jīng)過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，將模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入到單片機中，單片機利用軟件對信號進(jìn)行處理，同時進(jìn)行必要的誤差補償，確保精確度，之后輸出到顯示模塊顯示，聲光報警模塊報警等，同時依據(jù)礦用平安監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的配置，選擇輸出頻率信號或者是數(shù)字信號跟關(guān)聯(lián)設(shè)備通訊，具有極高的兼容性，可同時對井下環(huán)境中甲烷、一氧化碳、溫度、風(fēng)速進(jìn)行測定，好用性高，并實現(xiàn)四種參數(shù)輪番數(shù)字顯示、信號輸出等功能。本論文設(shè)計的目的是通過以下工作模塊實現(xiàn)的，基于各種技術(shù)問題考慮，系統(tǒng)中主要工作模塊功能如圖3所示。圖3傳感器整體框圖本傳感器具有單片機，甲烷檢測電路，放大電路，一氧化碳檢測電路，信號放大電路，溫度檢測電路，信號放大電路，風(fēng)速檢測電路，信號整形電路，顯示電路，信號輸出電路，聲光報警電路；甲烷檢測元件、溫度檢測元件的輸出信號干脆進(jìn)入一種SPI串行總線式、片內(nèi)集成增益可編程運算放大器的精密A/D轉(zhuǎn)換器，量化后送于單片機處理；超聲波接收元件將接收到的被氣流漩渦調(diào)制以后的超聲波信號變換成電信號，經(jīng)放大、檢波、整形后，得到與風(fēng)速成正比的旋渦頻率信號送于單片機處理；顯示電路，信號輸出電路，聲光報警電路都與單片機相對應(yīng)的端口連接。電源電路為各電路供應(yīng)工作電源。具體的具體功能結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。圖4傳感器具體結(jié)構(gòu)功能圖軟件部分：結(jié)合中心限制處理芯片，采納uc/osii嵌入式操作系統(tǒng)構(gòu)架，實時分析、運算、處理數(shù)據(jù)和多任務(wù)的自由調(diào)度、相關(guān)限制指令的產(chǎn)生、繪制相關(guān)曲線圖表等；包含了軟件低功耗設(shè)計，軟件抗干擾設(shè)計，信號量的軟件補償?shù)燃夹g(shù)。四種微弱的電信號分別接入各自的模擬信號前端處理模塊，將微弱的電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、濾波、一次放大等處理，分別得到甲烷、一氧化碳、風(fēng)速和溫度的電壓或電流信號；經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換模塊，將這四種模擬信號進(jìn)行二次放大、數(shù)字濾波等處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并存入相關(guān)的寄存器等待中心限制器進(jìn)行調(diào)用和處理。由于甲烷、一氧化碳、風(fēng)速和溫度敏感元件經(jīng)過處理后的輸出信號量與氣體濃度的存在肯定的線性關(guān)系，依據(jù)已經(jīng)建立的四種對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，采納兩點校準(zhǔn)方式，對四種不同氣體的濃度和輸出信號關(guān)系進(jìn)行線性化。中心限制處理器得到信號轉(zhuǎn)換模塊處理過的數(shù)字信號量參加到氣體濃度曲線運算模型當(dāng)中，得到相應(yīng)的氣體濃度值。依據(jù)數(shù)學(xué)模型的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行溫濕度補償，從而提升此種檢測方法的環(huán)境適用性和檢測精度。將得到的各類型傳感器測量值通過軟件設(shè)計的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行再次運算，得到一個相關(guān)的爆炸三角形范圍，并通過觸摸顯示屏繪制出多色圖，分別顯示當(dāng)前氣體環(huán)境下可能發(fā)生爆炸的可能性和級別，并進(jìn)行相應(yīng)的報警指示。本系統(tǒng)也采納模塊化設(shè)計思想，分為主程序和子程序,各個子模塊組成整個程序主程序。系統(tǒng)上電后，首先對CPU進(jìn)行初始化就、關(guān)中斷、設(shè)置堆棧指針、中斷優(yōu)先級、定時/計數(shù)器，然后開中斷、對AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行初始化，之后核心系統(tǒng)起先工作。首先對甲烷濃度進(jìn)行采樣并顯示，若超過平安值則報警；然后對一氧化碳濃度進(jìn)行采樣并顯示，若超過平安值則報警；然后對環(huán)境溫度進(jìn)行采樣并顯示；最終對風(fēng)速采樣并顯示。四個過程循環(huán)采樣檢測并實時顯示。軟件主程序流程圖如圖5所示。圖5主程序圖軟件設(shè)計還包括四類主要的子程序，分別為通信中斷子程序、A/D采樣子程序、紅外遙控配置子程序和自診斷子程序等。本論文設(shè)計中運用型號為AD7705的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，它負(fù)責(zé)將四路傳感器采集生成的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，數(shù)字信號常常夾帶著某些隨機的干擾輸入到到單片機當(dāng)中，在硬件電路設(shè)計中無法避開隨機誤差信號的干擾，但是通過大量的測試能發(fā)覺隨機誤差發(fā)生的相關(guān)規(guī)律。同時，設(shè)計選定的每一個元件都存在輸出量的固有誤差，這是肯定的，對測量的精確性構(gòu)成了很大的影響，所以，依據(jù)試驗中總結(jié)出來隨機誤差的統(tǒng)計規(guī)律，通過軟件算法進(jìn)行數(shù)字濾波，消退隨機誤差。軟件數(shù)字濾波方法，具有無需購置硬件，價格低廉，工作牢靠，穩(wěn)定性高的優(yōu)勢。設(shè)計了軟件零點補償技術(shù)程序，按GB13486-92的要求，催化燃燒式瓦斯傳感器連續(xù)工作8小時的零點漂移不應(yīng)大于0.1%。這個標(biāo)準(zhǔn)是寬松的，但是瓦斯傳感器在長時間運用后，就會出現(xiàn)嚴(yán)峻的零點漂移。其主要緣由是，熱催化傳感元件的物理參數(shù)與補償元件的物理參數(shù)無法保持一樣。促使甲烷檢測電橋電路發(fā)生漂移具體有兩方面的因素：一是甲烷傳感器的檢測頭設(shè)計中本身存在漂移誤差，這是其固有的屬性，只能弱化，不能根除，所以，一旦起起先工作，就會引入漂移誤差到測量系統(tǒng)中；二是由于催化元件長時間與環(huán)境中的甲烷氣體發(fā)生催化燃燒，造成催化劑的活性降低，整體靈敏度下降，導(dǎo)致輸出呈現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，引發(fā)漂移發(fā)生。針對催化燃燒式甲烷敏感元件自動校零技術(shù)的探討，通過理論探討和試驗室試驗，得出了通過敏感元件在礦井環(huán)境條件下模擬無瓦斯環(huán)境中的工作狀態(tài)而實現(xiàn)自動校零。大量的試驗結(jié)果表明，催化燃燒式甲烷檢測方法的零點漂移是沒有規(guī)律可循的，且分散性較大，本系統(tǒng)通過軟件校零技術(shù)，具體工作如下：礦用多參數(shù)傳感器實際運行一段時間后，經(jīng)過單片機限制工作元件的電流大小，使其溫度降到最低起燃溫度零界點以下，目的讓傳感器的敏感元件剛好不跟井下瓦斯氣體產(chǎn)生催化燃燒反應(yīng)，此時傳感器測量的數(shù)值可成為零漂值，再令單片機將零漂值儲存起來，零漂值儲存之后，將檢測元件的電壓上升，復(fù)原其正常的工作狀態(tài)，起先檢測礦井中的瓦斯氣體，但是此時A/D轉(zhuǎn)換器生成的數(shù)據(jù)不送去數(shù)碼管顯示，而是通過數(shù)據(jù)總線傳到單片機中預(yù)處理，即將檢測到的原始數(shù)據(jù)值與單片機RAM存儲的零漂值做一個差值運算，保證了測量結(jié)果的精準(zhǔn)度，通過上述過程就完成了單片機軟件零點補償。軟件溫度補償設(shè)計電化學(xué)傳感器由于其溫度特性不穩(wěn)定，對四周環(huán)境溫度的變更敏感度較高，必需采納軟件設(shè)計的方式進(jìn)行溫度的補償，來提高傳感器的測量精確度和調(diào)教周期。具體設(shè)計環(huán)節(jié)：傳感器會因為四周環(huán)境溫度變更引入測量值的附加誤差，依據(jù)電化學(xué)一氧化碳傳感器經(jīng)最小二乘法曲線擬合的溫度特性函數(shù)，通過軟件調(diào)用溫度傳感芯片，把測量到的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，發(fā)送到單片機中，結(jié)合溫度誤差的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行軟件的修正，補償傳感器測量的信號，進(jìn)而提高測量的精確度，實現(xiàn)通過軟件修正環(huán)境溫度變更的緣由帶來的測量誤差。試驗驗證：本次設(shè)計完成的礦用多參數(shù)傳感器能否滿意現(xiàn)場工作的須要，能否正常的工作，須要進(jìn)行相關(guān)的檢測試驗，試驗過程中須要，利用制作完成的樣機，在檢測中心運用多種標(biāo)準(zhǔn)的甲烷和一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行氣體傳感器校驗，運用機密電阻箱和風(fēng)洞進(jìn)行溫度和風(fēng)速的校驗。首先必需完成甲烷、一氧化碳、溫度和風(fēng)速四個傳感器的標(biāo)校工作，包括：靈敏度、零點、警報點、模擬和地址的標(biāo)校或者設(shè)置，這是下一步進(jìn)行礦用氣體傳感器試驗的基礎(chǔ)。其次依據(jù)平安生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》、AQ6203-2006《煤礦用低濃度載體催化式甲烷傳感器》、AQ6205-2006《煤礦用電化學(xué)式一氧化碳傳感器》、MT381-2007《煤礦用溫度傳感器通用技術(shù)條件》、MT448-2008《礦用風(fēng)速傳感器》和Q/SMY2492-2011GD4（B）礦用多參數(shù)傳感器技術(shù)條件等國家煤礦設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，對低濃度礦用甲烷氣體傳感器、低濃度礦用一氧化碳?xì)怏w傳感器進(jìn)行以下基本試驗：工作穩(wěn)定性測定試驗、顯示值穩(wěn)定性測定試驗、基本誤差測定試驗、響應(yīng)時間測定試驗、報警誤差試驗等，記錄試驗中的數(shù)據(jù)，之后與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，判定傳感器是否設(shè)計的合格。四、實踐成果隨著“信息時代”的到來，作為獲得信息的手段——傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)記之一。通過本次對煙霧傳感器在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的調(diào)研，了解并駕馭各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性，對煙霧傳感器檢測技術(shù)及應(yīng)用有了深刻了解。并在調(diào)研中學(xué)會了分析問題，解決問題，收集資料，整理數(shù)據(jù)的實力?？傊?，本次調(diào)研報告受益匪淺。工程實踐是教學(xué)與生產(chǎn)實際相結(jié)合的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在工程實踐過程中，學(xué)校也以培育學(xué)生視察問題、解決問題和向生產(chǎn)實際學(xué)習(xí)的實力和方法為目標(biāo)。培育我們的團(tuán)結(jié)合作精神，堅固樹立我們的群體意識，即個人才智只有在融入集體之中才能最大限度地發(fā)揮作用。通過這次工程實踐，使我在生產(chǎn)實際中學(xué)習(xí)到了電氣設(shè)備運行的技術(shù)管理學(xué)問、電氣設(shè)備的制造過程學(xué)問及在學(xué)校無法學(xué)到的實踐學(xué)問。在向工人學(xué)習(xí)時，培育了我們艱苦樸實的優(yōu)良作風(fēng)。在生產(chǎn)實踐中體會到了嚴(yán)格地遵守紀(jì)律、統(tǒng)一組織及協(xié)調(diào)一樣是現(xiàn)代化大生產(chǎn)的須要，也是我們當(dāng)代高校生所必需的，從而近一步的提高了我們的組織觀念。通過工程實踐，對我們鞏固和加深所學(xué)理論學(xué)問，培育我們的獨立工作實力和加強勞動觀點起了重要作用。馬克思主義、毛澤東思想、鄧小平理論和江澤民“三個代表”重要思想的學(xué)習(xí)，以正確的理論武裝自己的頭腦，始終以一個共產(chǎn)黨員的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求自己，尤其是深化地學(xué)習(xí)了黨的“十六大”報告，仔細(xì)領(lǐng)悟其精神實質(zhì)。正確的思想才能有正確的行動。近一年來，我努力學(xué)習(xí)本專業(yè)新的理論學(xué)問，努力把當(dāng)今最新最先進(jìn)的新材料，新工藝和新設(shè)備推廣應(yīng)用于工程實踐中。把技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新放在第一位，提高技術(shù)貢獻(xiàn)率；增加成本意識，把降低巖米成本作為衡量技術(shù)基礎(chǔ)工作的主要標(biāo)準(zhǔn)；擔(dān)當(dāng)開三區(qū)黨支部書記以來，短時間內(nèi)完成了從工程師到黨的支部書記的角色轉(zhuǎn)換，盡快熟識支部工作內(nèi)容和業(yè)務(wù)，團(tuán)結(jié)帶領(lǐng)開拓三區(qū)黨支部一班人，以黨委關(guān)于進(jìn)一步轉(zhuǎn)變干部工作作風(fēng)的37號文件精神為準(zhǔn)繩，以身作則，領(lǐng)先垂范，規(guī)范平安教化的方式方法，提高平安教化質(zhì)量，用“擔(dān)心全的尺一米不進(jìn)，擔(dān)心全的事一件不做，擔(dān)心全的人一個不用”的管理原則，重點抓好班隊長以上管理人員的全過程平安盯崗和“班末、周末、月末”三個重點平安時段的監(jiān)控，快速扭轉(zhuǎn)了平安管理的被動局面。在工程實踐的這段時間，雖然有時候工作很苦很累，但是，我從中體會到了實踐中的專業(yè)技術(shù)，不斷積累實踐技術(shù)閱歷。工程實踐是黑龍江科技學(xué)院學(xué)院為培育高素養(yǎng)工程技術(shù)人才支配的一個重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是將學(xué)校教學(xué)與生產(chǎn)實際相結(jié)合，理論與實踐相聯(lián)系的重要途徑。其目的是使我們通過實習(xí)在專業(yè)學(xué)問和人才素養(yǎng)兩方面得到熬煉和培育，從而為畢業(yè)