英语原文共 6 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
IOSR电子和通信工程杂志（IOSR-JECE）
e-ISSN：2278-2834，p- ISSN：2278-8735。第9卷，第1期，Ver。 VI（2014年2月），PP 53-58
C-Leakage：用于家庭安全的气瓶LPG气体泄漏检测
-
- oundarya1,JV Anchitaalagammai2，G. Deepa Priya3，SS Karthick kumar4
1PG学生，2助理教授III，3PG学生，PG学生4
印度马杜赖工程技术学院计算机科学与工程系。
摘要：近年来，家庭火灾对生命财产造成了日益严重的损失。液化石油气具有高度的易燃性，即使距泄漏源有一段距离也能燃烧。 大多数火灾事故是由于质量差的橡胶管或调压器没有关闭引起的。即使在调节器关闭后，从调节器到燃烧器的气体供应也会开启。意外的是，如果旋钮打开导致气体泄漏。本文介绍了液化石油气泄漏的检测，监测和控制系统。使用继电器直流电机，炉灶旋钮自动控制。除了安全措施外，当气体水平低于气瓶正常重量时，系统还具有自动重新预订气瓶的优点。
关键词：气体泄漏检测，气体传感器，GSM，直流电机，旋钮控制，微控制器。
介绍
液化石油气在家庭，工业和汽车中作为燃料广泛应用。在1910年，液化石油气[1]，首先由沃尔特斯内林博士美国矿业局调查汽油，看看为什么它蒸发得如此之快，并发现蒸发气体是丙烷，丁烷和其他轻质碳氢化合物。液化石油气和天然气均环保，易于检测。这些气体通常以液态存储在加压钢瓶中，并在常温下蒸发。与空气比较，液化石油气较重，因此它沿着地面流动，并沉降在低点，使其难以分散。 LPG是含有饱和烃和不饱和烃的商业丁烷和商业丙烷的混合物。在印度销售的LPG应受印度标准代码IS-4576和IS-1448的方法管理。
这种危险气体的特征包括：（a）蒸气压力：LPG储存容器/气缸内的压力将等于与储存容器中的LPG温度相对应的蒸气压力。蒸汽压力取决于温度以及烃混合物的比例;（b）易燃性：液化石油气在空气中的爆炸范围为1.8％至9.5％。这比其他常见的气体燃料窄得多;（c）燃烧：液化石油气的燃烧反应除产生热量外还增加产品的体积。液化石油气需要高达50倍自身体积的空气才能完全燃烧;（d）气味：液化石油气的气味非常微弱，因此有必要添加一些气味剂，所以任何逸出的气体都可以气相，但由于其置换氧气而浓度很高时可能会窒息;（e）毒性：LPG即使有轻微毒性，但毒性不大可能会造成严重影响如果他们泄漏。影响：液化石油气可能会作为气体或液体泄漏。如果液体泄漏，它会迅速蒸发并形成一个相对较大的气体云滴，因为它比空气重，所以会掉到地上。液化石油气可沿地面长距离运行，并可收集在下水道或地下室。如果发生火灾，气瓶可能会爆炸。这种危险气体的健康影响会导致皮肤受到冷灼伤，并且可能在高浓度时起窒息作用。泄漏对健康造成负面影响，使得LPG的碳氢化合物和其他化学品引起非常长的睡眠。它也会导致呼吸道，鼻子和眼睛受到刺激。
问题陈述
气体泄漏导致各种事故，造成经济损失和人身伤害。在人类的日常生活中，环境给他们的健康问题带来最显着的影响。燃烧，爆炸，窒息的危险都基于它们的物理性质，如可燃性，毒性等。近年来，由于气瓶爆炸导致的死亡人数不断增加。造成这种爆炸的原因是由于次标准气瓶，旧阀门，管理人员磨损以及使用气瓶缺乏意识增加了风险。
石油公司的检查发现，许多液化石油气消费者不知道气瓶的安全检查。 另一个原因是非法充装气瓶也会造成事故。需要系统检测并防止LPG泄漏。
|
类型 |
气体 |
表示 |
|
易燃的 |
甲烷 ，丁烷 液化石油气，丙烷 |
发生火灾，爆炸的危险 |
|
有毒的 |
氢一氧化碳 |
中毒风险 |
|
窒息 |
缺氧 |
窒息的危险 |
图1：有害气体的类型及其风险
检测必要性：消费者必须提高安全标准，按照法定要求行事
环境承诺，最重要的是基本功能可以通过事故预防，并保护生命和财产免受灾害。
|
1分钟 |
5分钟 |
15分钟 |
60分钟 |
|
3% |
2.5% |
2.0% |
1% |
图2：LPG的典型阈值：
因此，当1％的气体泄漏发生时，需要将近60分钟才能检测到。作为该问题的解决方案，需要开发无线系统的气体检测器的监视系统以解决该问题。通过无线监控系统，用户可以远程查看家中的状况，而无需亲自到场。
系统Overv0iew
系统总览包括框图，其中包括微控制器，重量传感器，液位传感器，GSM，报警单元和旋钮控制。
图3：系统框图
微控制器
需要一个高效且流畅的工作控制器来连续检测气体的泄漏和水平。当发现泄漏时也需要快速响应。随之而来，监控系统必须提供额外的泄漏信息，可用于进一步处理。该检测系统包括与微控制器芯片ATmega328p兼容的Arduino duemilanove [3]微控制器板。 Duemilanove是一款基于流行的Arduino Footprint的基于ATmega328的微控制器接口板。 它具有14个数字输入/输出引脚（其中6个可用作PWM输出），6个模拟输入，16 MHz陶瓷谐振器，USB连接，电源插孔，ICSP插头和复位按钮。
图4：ATmega328 p微控制器
Arduino Duemilanove有许多与计算机，另一个Arduino或其他微控制器进行通信的设施。ATmega328提供UART TTL（5V）串行通信，可在数字引脚0（RX）和1（TX）上使用。主板上的FTDI FT232RL通过USB和USB接口进行串行通信 FTDI司机 （包含在Windows版本的Arduino软件中）为计算机上的软件提供虚拟COM端口。该器件的工作电压在1.8-5.5伏之间。通过在单个时钟周期内执行强大的指令，器件可实现每MHz接近1 MIPS的吞吐量，从而平衡功耗和处理速度。Atmega328p的关键参数是闪存（32千字节），引脚数为32，最大工作频率（20MHz），最大输入/输出引脚（23）以及无接口。
气体传感器
LPG气体由异丁烯，丙烷，甲烷等组成。需要灵敏，高效的气体传感器，仅检测LPG气体含量，对烹饪烟雾，香烟等其他气体不敏感。MQ-6气体传感器的敏感材料是SnO2，它在洁净的空气中具有较低的导电性。
表1：气体传感器的部件和材料
|
零件号 |
部分 |
材料 |
|
1. |
气敏层 |
斯诺2 |
|
2. |
电极 |
金 |
|
3. |
电极线 |
铂 |
|
4. |
加热器线圈 |
NI-cr合金 |
|
5. |
管状陶瓷 |
人2O3 |
|
6. |
防爆网 |
不锈钢纱布 |
|
7. |
夹环 |
镀铜 |
|
8. |
树脂基地 |
胶木 |
|
9. |
管脚 |
镀铜 |
（MQ6）
当存在目标可燃气体时，随着气体浓度的升高，传感器的导电率变高。
MQ-6气体传感器[4] [10]对丙烷，丁烷和LPG具有高灵敏度，对天然气也有响应。 该传感器可用于检测不同的可燃气体，特别是甲烷，成本低，适用于不同的应用。 它检测到LPG气体的泄漏，并将警报信号发送到微控制器（ATmega328），当蜂鸣器达到危险级别时交替开启蜂鸣器。
图5：MQ6气体传感器的结构和配置
上图中MQ-6气体传感器的结构和配置由微型AL2O3陶瓷管，二氧化锡（SnO2）敏感层，测量电极和加热器组成，固定在由塑料和不锈钢制成的外壳中。 加热器为敏感元件的工作提供必要的工作条件。 封装的MQ-4有6个引脚，其中4个用于取信号，另外2个用于提供加热电流。
下图所示的气体传感器基本测试回路包括以下规格。因此，当使用VC时，传感器需要将VH用于向传感器提供经认证的工作温度
检测与传感器串联的负载电阻上的电压（VRL）。传感器具有极性极性，Vc需要直流电源。VC和VH可以使用具有前提条件的相同电源电路来保证传感器的性能。为了使传感器具有更好的性能，需要合适的RL值。
图6：传感器测试电路计算：灵敏度功率Ps = Vc2times;Rs /（Rs RL）2
传感器电阻（Rs）：Rs =（Vc / VRL-1）times;RL
重量传感器：
在将气瓶重新预订给分销商之前，必须提前了解气瓶中的气体量。为此使用重量传感器，因此它监测气缸中存在的气体水平为了校准目的，重量传感器与称重传感器一起使用。
图7：普通LPG气瓶的重量：
通常国内气瓶的液化石油气许可净重为14.kg /- 150 gm。空缸的重量是15.3公斤。圆筒的总交叉重量确定为29.5千克[5]。因此，当传感器达到0.5公斤时，传感器将信号发送给控制器，以通过GSM提供气瓶的补充
显示：
系统监测和控制性能的显示是必要的，它显示气体检测泄漏，气缸再注满时预定气缸等各种信息。此外，系统还显示在微控制器中执行的动作。对于显示警报消息的工作实现了在 5伏电源和4位模式下工作的16 * 2个字符的液晶显示器（LCD）。
GSM
GSM调制解调器是基于三频sim300的高度灵活的即插即用调制解调器。
Sim300几乎可以满足大多数实时应用的空间要求。这个移动通信技术的全球系统使发送和接收支持AT命令的消息非常容易。这些命令可以通过连接到微控制器的接收器和发送器引脚来实现。MQ6气体传感器检测气体泄漏，重量传感器提供气瓶中的液位，并且微控制器将采取保护和必要的行动。所有这些显着的信息/状态都必须传达给用户。simcom300 [6]存储用户和分销商的手机号码。
它只需要较少的内存来存储和接收消息。
直流电机
直流电动机[7]的基本原理是在电动机的旋转部分内部形成旋转磁铁。电机表示固定磁体，旋转表示旋转磁体。定子电磁铁的电源由独立的直流电源供电。这些磁体之间的相对角度保持接近90度。 当发生气体泄漏时，该监控系统通过传感器检测泄漏，并将该值提供给微控制器。
当发生气体泄漏时，该监控系统通过传感器检测泄漏，并将该值提供给微控制器。
图8：带电磁铁作为定子的直流电机
根据二进制格式给出更低和更高泄漏水平的值。然后给电机关闭旋钮的指令。然后，在此控制措施后，泄漏信息被发送给用户和消防局。同时电流由继电器关闭
监测和检测的操作
系统
-
- 检测系统：
在检测系统中使用MQ6气体传感器，对LPG，异丁烯和丙烷气体敏感。 当气体泄漏时，该传感器向微控制器发送一个信号（数字脉冲）。 警报信息通过GSM [8] [9]发送给用户，并在房间内激活蜂鸣器警报。 该警报产生巨大的声音，在当前的泄漏/火灾事故中降低用户和邻居的注意力。 这些警报信息将显示在LCD上
同时，安装在气缸上的LPG调节器使用中继直流电机自动关闭，以避免更多气缸泄漏。
<h
全文共6212字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料</h
资料编号：[14155]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
