论文网
环境监测类有关论文范文集,与紧急避险健康环境监测与智能预警技术相关论文查重免费
本论文是一篇环境监测类有关论文查重免费,关于紧急避险健康环境监测与智能预警技术相关毕业论文模板范文。免费优秀的关于环境监测及浓度及自动化方面论文范文资料,适合环境监测论文写作的大学硕士及本科毕业论文开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
[摘 要]为保证井下紧急避险设施救生舱及硐室生存空间内的健康环境,提出一种多参数（CO2、O2、C0、CH4、温度、湿度、差压）健康监测系统设计方案,结合传感器技术,实现对生存环境实时监测,并针对试验数据进行数据分析,研究出一种分级报警、智能预警的警报机制.试验表明：这种智能预警机制具有一定准确性、适用性,可根据环境参数的变化趋势,智能判断出破坏健康环境的危险因子.
[关 键 词]紧急避险；多参数；健康监测；智能预警
中图分类号：X830文献标识码：B文章编号：1009-914X（2014）34-0258-03
避难硐室和可移动式救生舱作为井下紧急避险设施,可以为遇险人员提供一个安全避险空间,该空间对外能抵御爆炸冲击和高温烟气,隔绝有
环境监测类有关论文范文集
本文以某救生舱为研究对象,引入一种健康环境监测概念,将环境内CO2、O2、C0、CH4、温度、湿度、差压各参数值均在安全范围内,且没有超限的变化趋势的状态定义为健康环境状态,健康环境监测即为实时监测各项数据,及时采取应对措施以维持生存空间处于健康环境状态.现建立模拟真实环境建立救生舱实验室,通过研制出一种多参数环境监测器对舱内进行健康环境监测,对各项参数的变化趋势进行分析,建立不同环境下的数学模型,研究出一套预警机制能智能判断出破坏健康环境的危险因子,根据危险因子的危险等级分级报警,并采取及时应对措施消除危险因子.
1.健康环境监测危险源分析
在救生舱密闭生存环境中,人体呼吸产生的CO2会使舱内CO2浓度升高.救生舱采用的无电力供应制冷空调机,制冷剂为液态CO2,空调机正常工作也会导致CO2的积累,如果CO2得不到有效处理而不断积累,CO2的浓度过大就会扰乱人体正常的新陈代谢.浓度达到3%以上时,就会导致生命危险.若CO2制冷剂供应管路或者制冷空调机内部管路出现泄漏,后果不堪设想.下表1为不同CO2浓度下人体反应.
生命保障系统的CO2制冷空调机工作原理为储存在钢瓶中的液态CO2经过喷射嘴使液体汽化,再经过平行管蒸发器制冷进而驱动气动马达旋转,同时带动风扇旋转,使空调机内和外部形成差压,外部气体在差压的作用下经过CO2的吸附剂被吸入平行管蒸发器制冷,最终在达到制冷效果的同时也阻止了舱内CO2浓度不断上升.本设计中采用的CO2吸附剂为粉色颗粒物状的碱石灰（主要成分为NaOH和Ca（OH）2）,碱石灰与CO2反应后就失去吸附能力,吸附剂变为白色,所以当颗粒物大部分变白后需要及时更换CO2吸附剂.空调机风量也需控制在一定范围,促进舱内空气流通,保证吸附速率大于CO2产生速率.由此可见,CO2浓度过高或者有迅速上升趋势原因可能为吸附剂大部分已反应,失去吸附能力,空调机风量太小,CO2制冷剂连接管路存在泄露情况.
救生舱内O2浓度直接关系到避险人员的身体健康,是健康监测的另一重要参数.本设计救生舱内采用的是舱外供氧和舱内供氧相结合的供氧方式.舱外供氧利用压风供氧系统抽取井上的干净空气排入到舱内,供避险人员正常呼吸；舱内供氧由高压氧气瓶经过减压阀减压,根据避险人数调节氧气流量,供给避险人员呼吸所用氧气.由于舱外供氧方式利用的是干净空气,O2浓度始终处于安全范围内,不会产生危险因子.而对于舱内供氧方式,O2浓度就受多种因素影响,O2浓度一旦低于18.5%或者高于23%,就会对人正常生存造成影响.分析舱内与O2浓度相关因子可知,当氧气流量控制器流量设置不当会引起O2浓度超出安全范围；当舱内排气阀没有开启,舱内气体无法排出,也会导致氧气浓度偏高；还有一种危险因子就是供氧管路出现泄漏导致舱内氧气浓度迅速过高,氧气作为一种性质较活拨的气体,是一种助燃剂,易产生火灾或者爆炸危险,一旦有氧气泄露情况,应积极采取应对措施降低舱内氧气浓度.
在救生舱内环境中没有CO、CH4气体的产生源,但真实矿难发生时,有可能因为火灾、瓦斯爆炸泄露进入舱里,也可能人员进舱时携带部分进入生存空间内.一旦舱内CO参数处于危险浓度,应及时利用CO吸附剂进行吸附操作.对于CH4气体浓度超限的情况,应加大空调风量,促进舱内空气流通,并通入压缩空气增大差压将有害气体排出到舱外.可见CO、CH4的浓度变化来源于外部环境,且有明确针对措施,无需做过多分析判断.
温度和湿度为人体能直观感受到的两个环境参数,会影响到避险人员在舱内生存的舒适度,舱内热量主要源自于人呼吸所产生的热量、人身上散发的热量、舱内各种药剂反应产生的热量及舱外高温向舱内热传导热量,湿度主要来源于人体汗液的蒸发,CO2制冷空调机产生冷凝水的蒸发.这两个环境参数会影响舱内的健康环境,但不会产生危险因素,且具有针对性控制措施,例如加大空调风量即可改善环境温度,利用干燥剂即可吸附空气中水蒸气来降低环境湿度.
这篇论文转载于 http://www.sxsky.net/zhengzhi/050128882.html
舱内外差压参数需维持在安全范围内,主要是为了将舱内的污浊空气排出到舱外环境,差压参数值可能会与其他参数的值有着相互影响的关系,可做为判断其它危险源的一项指标,本身不具有危险性.一旦差压有超限趋势,多为泄压阀门被关闭的缘故,开启泄压阀即可排除这一破坏健康环境的因素.
2、多参数环境监测器的系统组成
该仪器设计为本质安全型,主要由电源模块、数据采集模块、主从MCU模块、数据显示模块、报警模块、通讯模块、红外遥控模块等组成.由于矿难发生时,井下的供电系统极有可能瘫痪,该仪器配接矿用隔爆型锂离子蓄电池电源,电源能保证两台多参数监测器正常工作106h以上.系统结构组成图如图2.2.1主控模块
为了最大程度降低功耗,主控芯片选择TI公司生产的MSP430系列单片机,由于检测参数较多,信号采集输入和控制输出所需IO口较多,故设计采用双MCU模式,结合性价比考虑,选取MSP430F1611单片机作为主MCU,负责数据采集和处理、显示、通讯等主要功能,从MCU采用MSP430F149单片机,主要用于智能预警的数据分析、语音报警的控制等扩展功能.
2.2数据采集模块
数据采集模块由6个独立信号采集单元组成,将采集信号经独立放大后反馈给主控MCU进行数据处理,分别为O2信号采集单元、CO信号采集单元、CO2信号采集单元、CH4信号采集单元、温湿度信号采集单元、差压信号采集单元.
2.3电源模块
多参数环境监测器包含多种芯片和元器件,设计当中所需的电压种类较多,故采用了多种电源稳压芯片.首先外接电源（11-34V）由R-789.0-0.5稳压至9V输出,为LED数码管及LED灯供电,9V输入至R-785.O-0.5稳压至5V输出,为温湿度传感器、红外接收供电,5V输入至芯片XC6201稳压至3.3V输出,为主从MCU控制芯片、AD8607运算放大器、部分传感器敏感头供电,3.3V输入至MAX6001稳压至1.25V,作为敏感头参考电压.
2.4显示模块
考虑到需要显示7个参数的数据,若采用液晶同时显示,虽显示数据信息完整,但存在显示字体较小,功耗大等缺点,最终采用1.2英寸LED数码管轮流循环显示当前参数数值；用高亮LED灯分别指示当前参数的名称与单位,7个参数有“%”、“ppm”、“℃”、“Pa”4个单位名称,共需要11个LED灯的选通点亮,单片机P1.0-1.5口通过4-16译码器CD4514进行LED灯的选通,并通过2片ULN2803A进行驱动,此方案具有功耗小、显示字体醒目等特点.
2.5通讯模块
由于监测器所测参数较多,如果采用4-20mA或者频率通讯方式,则需要多根通讯线路,导致布线复杂.本设计最终采用485通讯方式,指定固定通讯协议,保证通讯速度的同时,协议中的校验机制也提高了通讯的准确性,降低误码率.
2.6红
环境监测类有关论文范文集,与紧急避险健康环境监测与智能预警技术相关论文查重免费参考文献资料：