基于S3C44BOX的工业用煤成份分析仪研究

摘要

煤矸石是一种在采煤和洗煤过程中排放的固体废物，我国每年要排放大量的矸石，不仅占用大量的土地资源，而且造成环境污染。用洗中煤和矸石混烧发电，是解决污染的有效途径。国家为鼓励企业，特别是火力发电厂，积极有效使用煤与矸石混合燃料混烧发电，制定了许多优惠政策，因此如何快速、精确地定量分析混合燃料中煤与矸石的搭配比例，具有十分重要的意义。
　　 本文首先对系统的设计原理进行深入分析，提出利用单束、低能γ射线透射法测量混合燃料组分的思想，然后介绍了基于S3C44BOX的工业用煤成份分析仪的设计原理，并详细介绍了γ射线能量信号采集电路、混合燃料质量信号采集电路以及系统的软硬件设计。
　　 基于S3C44BOX的工业用煤成份分析仪主要由前端γ射线能量信号采集电路、混合燃料质量信号采集电路和数据处理系统等组成。γ射线能量信号采集电路对NaI探测器输出的脉冲信号进行滤波、放大、整形、脉冲幅度分析后，输入S3C44BOX的计数器进行计数。同时用一个带有标准RS-232C串口的精密电子天平同步测量混合燃料的质量信号。数据处理系统对两路输入信号计算处理后，得到混合燃料中煤与矸石的搭配比例，并将数据实时发送到LCD屏进行实时数据显示。系统还扩展了一个网络接口，可以将数据传送到远程PC，以备后期分析。在软件系统设计中，论文引入了μclinux操作系统，完成了引导加载程序Blob和操作系统的移植。重点设计了精密电子天平与S3C44BOX的串口通讯和数据的网络传输等应用程序。
　　 系统使用方便，可配备于热电厂及监测部门的化验室，对混合燃料煤的成份进行快速定量分析。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要内容及各章节安排

2 工业用煤成分定量分析仪设计方案

2.1 理论依据

2.2 放射源选择

2.3 测量算法

2.4 最小二乘法直线拟合

2.5 基于S3C4480X的工业用煤成分分析仪平台的建立

3 数据采集电路

3.1 Y射线能量信号采集

3.1.1 NaI(TI)闪烁探测器

3.1.2 前置放大电路

3.1.3 微分电路

3.1.4 线性放大电路

3.1.5 脉冲幅度分析电路

3.1.6 计数器

3.2 混合燃料质量信号采集

3.2.1 操作面板及功能

3.2.2 称重

3.2.3 质量信号传输

4 工业用煤成分分析仪核心板电路设计

4.1 核心板电路设计

4.2 MCU选型

4.3 S3C44BOX最小系统设计

4.3.1 电源电路

4.3.2 时钟电路设计

4.3.3 复位电路

4.3.4 JTAG接口电路

4.4 存储电路设计

4.5 RS-232C串口电路

4.6 LCD屏接口电路

4.7 键盘接口电路

4.8 网络接口电路

5 工业用煤成分分析仪软件设计

5.1 构建嵌入式软件平台

5.1.1 引导加载程序

5.1.2 嵌入式操作系统

5.2 设备驱动程序

5.3 基于μ clinux的软件设计

5.3.1 精密电子天平与S3C44BOX数据传输模块

5.3.2 脉冲信号计数模块设计

5.3.3 数据处理及显示模块软件设计

5.3.4 网络通信模块软件设计

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简历

作者在研究生学习期间发表的论文