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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在煤炭、石油、天然气等生产过程中，快速、准确的对易燃、易爆、有毒、有害气体进行检测预报和自动控制已成为当前亟待解决的重要问题之一。环境污染的有效检测与控制需要一系列新型的传感与测量技术，特别是能够连续检测大气中有害污染气体含量的检测仪器和系统。

煤炭资源一直是我国的重要能源，煤矿开采又是我国重要的产业。然而，影响煤矿安全的因素众多，有瓦斯（甲烷）爆炸、井下水灾等。瓦斯（甲烷）爆炸是我国煤矿最严重的事故之一，在煤矿事故中占到80%以上，全国每年因煤矿事故死亡的人数在数千人左右，所以研究甲烷检测技术和甲烷传感器具有重要的现实意义，实时监测甲烷气体含量、防止爆炸是一个重大课题。

随着科技的不断发展，检测甲烷气体体积分数的方法和仪器有很多种，主要包括载体燃烧催化型、气敏半导体型和光线干涉型等。传统类型的气体传感器由于其检测原理和制造工艺上的缺陷，无法满足现代煤矿复杂环境下对甲烷浓度精确检测的要求。因此迫切需要研究和开发新型的甲烷检测仪和检测系统来解决这个问题。随着红外光谱技术日益广泛的应用，目前国内外最先进的方法是采用红外吸收原理来检测气体浓度。采用红外原理来研究开发甲烷检测仪及检测系统，将对保障工业生产安全和人民生命财产安全有着十分重要的作用，其前景非常广阔。

2. 研究的基本内容

1. 红外气室的设计：气室的结构设计为圆筒形，整体封闭只留下让气体流通的气孔，并在气孔上覆上一层防尘膜，减少水蒸气和灰尘带来的误差。气室内壁涂上一层反光涂料增大光程。

2. 电路设计：总体上由光源驱动模块、信号滤波放大处理电路模块、a/d转换电路模块、开关控制模块组成。

3. 软件设计：采用模块化的编程方式对传感器进行软件程序设计。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本课题计划2018年3月份查阅资料，对整个课题有了清楚的认识，对所要研究的有了明确的目标。

2018年3月至4月确定设计方案，进行电路设计和光路系统设计。

2018年4月至5月进行数据测量并撰写论文。

4. 参考文献

[1].李云成. 便携式红外甲烷检测装置研究与设计[d].太原理工大学,2015.

[2].杨康,杨绪军,刘健康,薛明.红外甲烷传感器光学气室设计[j].工矿自动化,2013,39(05):24-26.

[3].杨康,杨绪军,刘健康,薛明.红外甲烷传感器光学气室设计[j].工矿自动化,2013,39(05):24-26.