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Word版说明书1份，共47页，约20000字

 

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摘要

特种车辆不同作业环境所要求的洁净等级不同，所以要采用不同效率的过滤器和相当的新风量才能满足不同的洁净度等级要求。常规离线检测技术取样时间较长，随车检测一般使用空气滤清器阻力报警器，两者均不能及时反映滤清器前后的含尘浓度和颗粒分布状况。

通过汲取国内外设计的经验并总结不足之处，本设计从传感器的选型与设计、电路部分的设计和机械结构的设计着手，进行了较为全面的分析。首先，本文介绍了颗粒污染物监测的意义及国内外监测现状和发展历程，详细分析了现有的颗粒污染物检测的5种方法；在选择了光散射法后，介绍了光学传感器的特点与应用；然后，对传感器进行了选型分析，设计了光路系统和气路系统，并对方案中电路各个模块的设计进行了详细描述；最后，建立了监测装置机械结构的三维模型。

 

关键字：颗粒污染物，监测，光散射法，光学传感器 

 

目  录

1 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1  研究背景 1

1.1.2  研究意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1  国外研究现状 2

1.2.2  国内研究现状 2

1.3 论文主要研究内容. 4

2 颗粒污染物监测方法 5

2.1 重量法 5

2.2 射线吸收法 5

2.3 微量振荡天平法 6

2.4 压电晶体法 8

2.5 光散射法 9

2.6 检测方法的比较与确定 9

2.7 本章小结 10

3 光学传感器的选型与光路设计 11

3.1 光学传感器简介 11

3.1.1  光学传感器的分类 11

3.1.2  光学传感器的作用 11

3.1.3  光学传感器的特点 11

3.1.4  光学传感器技术性能指标 12

3.2 监测颗粒光学传感器的选型 12

3.2.1  传感器选型要求 12

3.2.2  传感器选型 12

3.3 光学传感器光路系统的设计 14

3.3.1  照明系统 14

3.3.2  散射光收集系统 16

3.4 光学传感器气路系统的设计 18

3.5 本章小结 21

4 监测系统的电路设计 22

4.1 单片机选型 22

4.1.1  ARDUINO单片机 22

4.1.2  AT89C51单片机 22

4.1.3  AVR单片机 22

4.1.4  STM32F103单片机 23

4.1.5  优缺点比较与选择 23

4.2 电路部分模块叙述 24

4.2.1  信号采集模块 24

4.2.2  STM32F103微处理器模块 25

4.2.3  电源模块 28

4.2.4  显示模块 29

4.3 软件设计 29

4.4 电路的仿真分析 32

4.5 本章小结 33

5 试验装置的选型与设计 34

5.1 风扇 34

5.2 管道 35

5.2.1  圆柱管道 35

5.2.1  矩形管道 35

5.3 空气滤清器 36

5.4 出气口 36

5.5 传感器装置 37

5.6 本章小结 38

6 总结与展望 39

6.1 总结 39

6.2 展望 39

参考文献 40

致 谢 42