4.2.6报警子程序设计及流程图

当烟雾浓度超过报警设定值时，报警器发出一种近似警笛的鸣叫声，对应通道的红灯闪亮，以提示操作人员采取安全对策或自动控制相关安全装置，从而保障生产安全，避免火灾和爆炸事故的发生。为防止误 报，在程序设计上，对烟雾浓度进行快速重复检测和延时报警，以区别出 是管道中烟雾的泄漏，还是由于暂短打开阀门产生的可燃烟雾的微 量散失，防止误报。报警子程序流程图如图4.7所示。

图4.7报警子程序流程图

4.2.7控制按键设计子程序及流程图

本报警器设计附加一个按键，功能分别为：确定(消音)。按键处理子程序流程图如图4.8所示。

图4.8 键盘处理子程序

4.3本章小结

本章阐述了烟雾报警器的软件设计。首先介绍了软件编程的开 发环境和工具的选择，这里选择的STC12系列单片机，应用KEIL C51编程器和STC单片机专用ISP下载软件开发完成。

然后按照软件实现的功能，详细地设计并叙述了几个主要部分软件流 程，包括：主程序设计，主程序初始化设计，中位值平均滤波法数字滤波 子程序设计，插值法线性化处理子程序设计，烟雾浓度显示子程序设计，报警子程序设计，按键处理子程序及串口通讯子程序设计，共八个部分。

第五章 实验检定及误差分析

5.1烟雾检测报警器检定 5.1.1爆炸下限(LEL)概念介绍

本论文设计的烟雾检测报警器选用“%LEL”作为烟雾 的测量单位及衡量标准，下面介绍关于LEL的相关概念。

“LEL”是指爆炸下限。 可燃烟雾在空气中遇明火种爆炸的最低浓 度，称为爆炸下限(Lower Explosion Limited)，简称LEL。可燃烟雾在空 气中遇明火种爆炸的最高浓度，称为爆炸上限(Upper Explosion Limited), 简称UEL。 烟雾的浓度过低或过高时是没有危险的，只有与空气混合形成 混合气或更确切地说遇到氧气形成一定比例的混合气才会发生燃烧或爆炸。燃烧是伴有发光发热的激烈氧化反应，它必须具备三个要素：可燃物（燃气）；助燃物（氧气）；点火源（温度）。可燃气的燃烧可以分为两类， 一类是扩散燃烧，即挥发的或从设备中喷出、泄漏的可燃气，遇到点火源 混合燃烧。另一类燃烧，是可燃气与空气混合着火燃烧，这种燃烧反应激 烈而速度快，一般会产生巨大的压力和声响，又称之为爆炸。燃烧与爆炸 没有严格的区分。

有关权威部门和专家已经对目前发现的可燃气作了燃烧爆炸分析，制 定出了烟雾的爆炸极限，它分为爆炸上限和爆炸下限。低于爆炸下限，混合气中的可燃气的含量不足，不能引起燃烧或爆炸，高于上限混合气中的氧气的含量不足，也不能引起燃烧或爆炸。另外，可燃气的燃烧与爆炸还与烟雾的压力、温度、点火能量等因素有关。爆炸极限一般用体积 百分比浓度表示。

爆炸极限是爆炸下限、爆炸上限的总称，可燃烟雾在空气中的浓度只有在爆炸下限、爆炸上限之间才会发生爆炸。低于爆炸下限或高于爆炸上限都不会发生爆炸。因此，在进行爆炸测量时，报警浓度一般设定在爆炸 下限的25%LEL以下。一般可燃烟雾检测仪的测量范围为0~100%LEL。 甲烷在空气浓度为9%-11%时遇明火爆炸,高于11%或低于9%都不爆 炸。假定甲烷的爆炸下限为5%体积比，那也就是说，把这个5%体积比，一百等分，让5%体积比对应100%LEL，也就是说，当检测仪数值到达10%LEL报警点时，相当于此时甲烷的含量为0.5%体积比。当检测仪数 值到达20%LEL报警点时，相当于此时甲烷的含量为1%体积比。 本设计中设定甲烷的爆炸下限为10%体积比，对应的报警限设在20%LEL，也就是甲烷含量为2%体积比时报警器报警。

5.1.2实验数据分析

因为家用煤气中主要成分为甲烷，所以本实验在烟雾标定时，选用甲 烷烟雾。实际甲烷烟雾与进入到单片机输入端的电压值对应数据如表5.1所示。