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农业环境监测仪，它可用于监测气候中甲烷气体的泄漏。它体积小、重量轻，而便于携带，并且使用电池电源。在井下使用时，首先对检测气体加热，除去其中水分，然后通过对甲烷敏感的气敏元件进行吸附，使气敏元件阻值发生变化，通过一次仪表的电路放大作用，使输出电压的mV值或μV值进行放大，再将信号送至MCS-51系列单片机处理。在单片机，农业环境监测仪能够了解农业气象的变化，以此来进行了解的农业的特点
中将电压模拟量经A/D转换器变成数字量，显示出浓度值。在气候中如果甲烷浓度超过某一规定值时，而超过安全指标值时，仪器通过蜂鸣器及指示灯，发出信号，使开采工人随时掌握开采环境，达到安全生产的目的。
1、监测甲烷气体含量的8031数据采集系统
本系统以MCS-51系列的8031单片机为核心，对模拟量进行数据采集并转换成数字量，然后再送至8031单片机进行处理和显示。8031为中央处理器， 5 G14433为模数转换器， 2732为程序存储器。其它有地址锁存器(244， 373)、译码器(138)，此外还有缓冲器(244)，系统原理图如附图所示。在附图中有一个输入锁存器设有5个到9个通道开关电路，用手动或切断转换开关执行。如P通道用于监测甲烷，则报警输出通道P即可随机显示出甲烷气体浓度，如超过临界值，即可报警。在随身携带的监测仪，可用声、光报警，也可用于地段报警。
本机特点在A/D转换器即附图中MC14433，它的输入端由气敏元件反映出来的电压信号提供，其电压为mV级或μV级，必须适当选用电压放大器，在附图中选用了7650运算放大器，并在其前部安装一个1 MΩ的固定电阻， A/D转换器电压量程为1。999 V和199。9 mV两档。转换速度为每秒8～10次(相应时钟频率50～150 kHz)。输入阻抗大于100 MΩ，片内具有自动调零和极性转换电路。 5 G1403为基准精密电源，电压输出为2 V。
片内具有时钟电路，外接一个电阻可产生时钟信①1996-08-05收稿号，也可外接时钟信号(50～200 Hz)。输出结果为4位BCG码，分别由DS1～DS4分时选能输出。具有过量程和欠量程输出标志。工作电压为4。 5～±8 V。由于5G14433转换结果的输出是动态的，因而必须将其输出端连接到主机8031的I/O口上。由于A/D转换器属于低速的转换器，适于监测各种气体。这样的单片机专门为气敏元件用的微机系统，在选择气敏元件上，必须是选择性较强的、抗干扰能力好的，如用在气候中必须是防湿性能好的。要求相对湿度为95%以上。在携带的监测器上，必须有防爆设备，要求使用无触点开关。在编制程序(Program)上，要求个位数保留小数点两位，十位数保留小数点一位。可用7段数码管显示出气体浓度。
2、结束语
(1) 农业环境监测仪适于监测大气中有害、有毒气体。具有自动调节能力强、灵敏度高、体积小、重量轻、成本较低等优点。
(2)在选择气敏元件上，在国内以QN到QM型为主，如QM-N5型、MQ11型、QM-N6型等，在特殊场合下，应选择选择性高，抗湿性好的气敏元件。
(3)在矿井中使用的气体监测仪，应用其他类型仪器进行校正，反复实验才能应用，以保证监测的可靠性。 |
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