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基于線陣CCD和FPGA干涉型甲烷測量儀的研究.rar

  • 資源大小:3434 K
  • 上傳時間: 2013-06-08
  • 上傳用戶:yondyanyu
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標(biāo)      簽: FPGA CCD 線陣

資 源 簡 介

近年來,瓦斯事故在煤礦生產(chǎn)事故中所占比例越來越高,給礦工的生產(chǎn)生活帶來了極大的災(zāi)難,必須加強對瓦斯的監(jiān)測監(jiān)控,避免瓦斯爆炸事故。因此對瓦斯氣體進(jìn)行快速、實時檢測對于煤礦安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)有特別重要的意義。便攜式甲烷檢測報警儀是各國應(yīng)用最早最普遍的一種甲烷濃度檢測儀表,可隨時檢測作業(yè)場所的甲烷濃度,也可使用甲烷傳感器對甲烷濃度進(jìn)行連續(xù)實時地監(jiān)測。大體上當(dāng)前應(yīng)用的便攜式甲烷檢測儀器,按檢測原理分為光學(xué)甲烷檢測儀、熱導(dǎo)型甲烷檢測儀、熱催化型甲烷檢測報警儀、氣敏半導(dǎo)體式甲烷檢測儀等幾種。 光干涉甲烷檢測儀性能穩(wěn)定、使用壽命長,測量準(zhǔn)確,是我國煤礦主要的便攜式甲烷檢測儀器。但現(xiàn)有的光干涉甲烷檢測儀存在自動化程度低、測量方法繁瑣、讀數(shù)不直觀,人為誤差較大、不能存儲數(shù)據(jù)等缺點。為此本文在干涉型甲烷檢測儀實現(xiàn)的原理上提出利用線陣型電荷耦合器件(CCD)對干涉條紋進(jìn)行非接觸式的自動測量,獲得條紋信息,通過CCD驅(qū)動、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了干涉條紋位移的精確測量,由單片機對量化后的測量信號進(jìn)行智能處理,數(shù)字化顯示甲烷含量的測量結(jié)果。 光干涉甲烷檢測的關(guān)鍵是對干涉條紋中白基線以及黑色條紋位置的檢測,本設(shè)計采用線陣CCD成像獲取條紋信息判別其位置。CCD是一種性能獨特的半導(dǎo)體光電器件,近年來在攝像、工業(yè)檢測等科技領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。將CCD技術(shù)應(yīng)用于位置測量可以實現(xiàn)高精度和非接觸測量的要求;運用FPGA實現(xiàn)CCD芯片的驅(qū)動具有速度快、穩(wěn)定高等優(yōu)點:模數(shù)轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)沒有采用專用存儲芯片進(jìn)行存儲,而采用FPGA硬件開發(fā)平臺和Verilog HDL硬件描述語言編寫代碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng),同時提高數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度,既降低成本又提高了存儲效率。 本文設(shè)計的新系統(tǒng)使用方便、精度高、數(shù)據(jù)可儲存,克服了傳統(tǒng)光干涉甲烷檢測儀的缺點,技術(shù)指標(biāo)和功能都得到較大改善。

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