特种车辆空气滤颗粒污染物监测装置设计 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 Ardui
no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