车辆排放智能检测仪设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 1 章 绪 论 内外研究 现 状 国内外在机动车检测方面的发展工业发达国家的机动车检测在管理上己实现了制度化，在检测基础技术方面已实现了标准化，工业发达国家的机动车检测有一整套的标准。 国外比较重视安全性能和排放性能的检测，在检测技术上向 “ 智能化、自动化检测 ” 方向 发展。随着电子技术、计算机技术的发展，出现了机动车检测诊断、控制自动化、数据采集处理自动化检测结果直接打印等多功能的综合性检测技术和设备。进入 80 年代后，计算机技术在机动车检测技术领域的应用进一步向深度和广度发展，机动车检测线己实现了全自动化。对于机动车排放检测，随着欧洲体系标准即 准 I、 n、 m、 标准以及美国加州排放标准的出台，各国逐步加大了对尾气排放的限制。世界各国的排放法规不断加严，国外的机动车尾气检测朝着高标准方向发展。在检测方法上，各国也略有不同，从最初的怠速法、双怠速法到工况法，而且， 对试验规范的要求也日益严格。 我国从 1981 年开始制定机动车排放标准，并于 1983 年发布了国家机动车排放标准。此后颁布了一次比一次更加严格的新国家标准，目的就是为了控制大气污染，保护环境。我国与世界各国一样对机动车排放作了严格的限制，且控制指标正逐步与国际先进指标接近。随着机动车排放限值的日益严格，检测机动车排放的技术水平也不断向前发展，从而利用正确的检测方法，能准确地反映出车辆的实际排放效果。在中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法指导下，为了控制机动车污染物排放，改善环境空气质量 ，于 2005 年 3 月 2 日批准了最新的点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法 (双怠速法及简易工况法 )等标准，自 2005 年 7 月 1 日起实施，该标准规定了点燃式发动机汽车怠速和高怠速工况下排气污染物排放限值及测量方法。可见，由于新的国家标准的出台，对于机动车尾气排放污染物的限制将更加严格。因此，本课题是在中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法和国家 环保总局 对机动车排放 染物排放限值的要求下，设计能应用于尾气成分检测的尾气分析系统。 究目的意义和应用前景 尾气分析仪以往主要由一 些检测站和国家环保部门购买，是一种“ 罚款工具”。购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 一般维修企业很少置备。但新的汽车维修业开业条件将尾气分析仪作为一种“维修工具”。以往购买尾气分析仪所需要的款项一般由管理部门承担，由于通过检测具有快速盈利的可能，因此对尾气分析仪的价格不是十分敏感。但是对于汽车维修企业，大量企业是民营性质，企业规模不大，在我国维修技术还不发达的情况下，维修人员素质还远没有达到把尾气分析结果作为维修依据的程度，相反尾气检测可能会为其带来有关维修质量的纠纷。所以对于维修企业来讲，尾气分析仪的购置还不是一种自愿的需求。尾气分析仪的高 价格使它很难在我国维修企业中得到推广。我国目前尾气分析仪生产厂家有 10 余家，大都采用进口核心光学平台 (气传感器 )组装。国际上主要的平台供应商有 。虽然我国也有企业曾经开发过尾气光学平台，由于我国的红外气体分析技术主要靠 80 年代与国外的合资引进，进入 90 年代后，特别是随着 术的发展，国际上红外 汽体分析技术得到了快速的发展，价格也直线下降，国内以往的技术在产品性能和生产成本上都不具备竞争优势。国内企业产品宣传中的“采用进口先进光学平台”优势实际上也是企业 不得己的选择。采用进口光学平台不仅大大增加了仪器的整体成本，同时在维修上也造成困难。因此尾气检测核心光学平台的国产化十分必要而核心光学平台也正是本课题研究的重点内容 1 。 究的主要内容 （ 1）总体方案设计。包括车辆排放智 能检测仪的基本原理及基本组成。 （ 2）取样装置设计。包括取样装置的设计思路及其主要部件的选择与设计。 （ 3）气体检测装置设计。包括气体检测装置的基本组成，各传感器的选择与确定。 （ 4）其他部件的选择与设计。包括微型打印机、液晶显示屏、油温 及 转速传感器、 风扇、电源开关的选择。 （ 5）处理控制装置设计。包括单片机的确定以及控制系统相关电路的设计。 （ 6）机械部分设计。包括总体布置、总体概述、实现功能及主要规格和技术要求。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 2 章 总体方案 设计 辆排放智能检测仪 基本原理 汽车尾气分析仪对机动车排放废气中的 （ 1） （ 2） 是点火方面的问题，比如是点火正时不对； （ 3） 是发动机方面的问题，意图降低 指标，从原理上来讲 ，只要发动机工作温度低于 270 ，就可以有效降低 50% ，要想降低发动机温度办法有很多，比如废气回收、加 （ 4） 是燃烧方面的问题，想要降低 法只有一种，提高车辆密封性，保持良好的工作状态，使其燃烧完全，电喷 +三元催化应该可以有效降低 汽车尾气分析仪还具有压力和温度自动补偿、自动凋零、数字显示、数字通信等先进功能。 辆排放智能检测仪 基本组成 样装置 废气取样装置由取样 探 头、滤清器、导管、水分离器和泵组成。在汽车的排气管里采集废 气，再用滤清器和水分离器把废气中的碳渣、灰尘和水分除掉，是把废气送入分析装置。 取样头具有耐热性并能防止导管吸附 体，它是用特殊材料制成 2。 体 检测 装置 气体 检测 装置 由 对应着各种气体成分的传感器 组成 ，其中有红外气体分析装置，氧传感器，氮氧化物传感器。它们要能检测 出 体的浓度 3。 红外气体分析装置 用来 探测尾气中的 浓度。 很多材料能吸收红外辐射（由于分子内振动） 。 对任何一种材料，它的吸收能力随波长（它的吸收光谱）变化而变化不同材料有不同的 吸收光谱 。 从而检测不同成分的含量。 目前使用的氧传感器有二氧化锆 (氧传感器和二氧化钛 ( 氧传感器两种。目前应用最多的是氧化锆氧传感器。氧化锆是具有传导氧离子能力的固体电解质，它能在氧分子浓度差的作用下产生电动势。在传感器壳体内有一个由氧化购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 锆陶瓷体制成的一端封闭的锆管，锆管的内外表面均覆盖一层多孔性薄铂导电层作为电极。锆管的内电极与大气相通，外电极与排气接触。 一氧化氮电化学传感器是利用一氧化氮分子在传感器的敏感电极上发生电化学反应，从而产生电学性质发生改变产生电流。 理 控制 装置 处理控制装置 主要包括分析信号 的 A/D 转换、单片机系统的数据处理及控制、数据显示输出三部分 1）信号处理（ 2）数据存储（ 3）结果显示与输出。 单片机是整个系统的“大脑”，是智能检测仪中最重要的部分。通过它才能对气体成分信号进行处理，对比，记录，管理，历史记录查询等功能，也是通过它实现人机对话。 系统菜单操作界面和结果显示采用液晶 示 ,同时编制了打印报告 ,可由标准打印机打印输出或直接通过 行接口与计算机连接作数据备份 4。 章小结 本章主要讲述了车辆排放 智能检测仪的的基本原理，确定了其基本组成，介绍了取样装置的基本组成，取样装置的原理，确定了气体检测装置的组成以及原理，确定了处理控制装置的基本组成以及原理。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 3 章 取样装置设计 计 思路 一个取样系统是一些元件或设备的集合。它可完成从工艺过程取出足够有代表性的样品的功能。 处理好的样品直接进入在线分析仪， 通过分析器后排出去。足够有代表性是说一部分样品、尘、微粒和其它一些物质将被排空与去掉，而不会影响分析仪测量结果的有效性。取样系统通常也包括校验和证实分析仪的标准 样品的引入接口。取样系统由一个取样点和探头、导管或传送管线、过滤器、阀件或其它组件组成 5。 通过探头采集尾气。探头插入排气管，尾部通过取样软管与粗过滤器的入口相连，然后将短导管一端与粗过滤器的出口相连，另一端与仪器的样气入口连接。在仪器的内部选择水分离器与粉尘过滤器，对采集来的尾气进行干燥过滤，然后送到尾气检测部分 6。 要 部件选择 与设计 样探头以及粗过滤器 根据 2005 和 21 2003. 设计取样探头长度为 400取样探头直径 8用 钢。 取样探头以及粗过滤器，如图 粗过滤器作用是将尾气中比较大的固体颗粒先过滤出去，进行尾气处理的第一步：粗过滤。我所选用的是型号为 滤器。 技术指标： 17m3/阻 300 过滤器在过滤层全部淋湿的情况下流阻仅增加 干空气继续被过滤。在过滤层淋湿消失后流阻恢复原来状态 ； 流过过滤器的空气含尘量流过过滤器的粉尘固体颗粒粒径 5m， 过滤效率 8000 小时。 分离器 水分离器的作用是过滤掉尾气中的水分，达到干燥的目的。我选用的型号为分离器，外壳材料为铝合金，如图 尘过滤器 粉尘过滤器的作用是过滤掉尾气中所悬浮的固体小颗粒，因为这些小颗粒传感器的影响特别大，容易引起传感器失效。我所选 用的是 5 型号的粉尘过滤器，它采用了玻纤滤纸，能很好的过滤尾气中的固体杂质 ，起到净化的作 用 。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 图 样探头以及粗过滤器 图 号水分离器实物图 技术指标：公称流量 （ 立方米 /秒 ） ： 材质：铝合金 。 样泵 取样泵 用来吸取尾气 ，然后送入到传感器。 真正意义上的微型真空泵（如 列、 列等）是可以长时间对密闭容器抽真空的泵，它可以带动较大的负载。而气体取样泵（如 列、 列等）工作时泵腔内外的压差较小，所以它带的负载是很小的。就是因为对带载能力的要求不同，造成微型真空泵与气体采样泵所选用的零配 件有很大的差别。 微型真空泵对隔膜和电机都有很高的要求。对这两个主要零件而言，疲劳强度、可靠性、寿命等技术指标都是要求在带负购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 载的条件下达标，而不同于气体采样泵只要求在极轻载荷下达标 （ 试验证明 负载稍大气体采样泵就容易损坏 ） 。因此，两种微型泵的成本差别很大 。 综上所述，如果把微型真空泵用于气体采样，势必得到很高的可靠性、更长的寿命，但成本偏高；如果把气体采样泵用在负载稍大的场合，可靠性、寿命就大打折扣，甚至无法正常工作，虽然它在成本上有较大优势。 由于本课题需要的负荷较小，所以选择气体取样泵 ，如图 图 号取样泵 特点： 真空；微型采样泵里寿命最长； 维护；可 24 小时连续运转； 样，气体循环，移动、手持设备等气体取样 。 技术指标 ： 型号： 电压 （ V） ： 5 ； 负载电流 （ A） ： 规定值？ 车辆调整 测量值 规定值？ 怠速测量 测量值 规定值？ 打印测量结果 主界面 油温测量 排放合格 排放不合格 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 第 7 章 机械 部分 设计 体布置 1、 箱体设计 箱体主体材料使用铝锌合金，总体外型尺寸 258 197 294，底面厚度 8余各面厚度 5后左右各面与底面采用电弧焊焊接成型。上箱盖采用丝连接固定。 2、 各部件的安装定位 电源、风扇、细滤器、水分离器、电磁阀、气泵、气室、红外气体传感器、打印机、液晶显示屏、按键、微处理器均采用 钉进行固定，其具体布置位置详见装配示意图。 检测仪内 气体通道采用 制管路导管与各部件连接用密封件密封并用管箍连接。 氧传感器和 感器使用胶粘剂固定在气室上。 体概述 采用大屏幕高亮度的液晶显示，丰富的中文交互式菜单操作提示，直观简便，通过菜单切换检测的流程，使操作者无须记忆操作过程，实现操作的傻瓜化。提供面板按键和键盘输入二种手动控制方式，可输入并打印车牌号等信息。气路采用 3级过滤方式，过滤器件更换方便。压力和温度自动补偿，消除了外界压力变化的影响，具有极佳的温度稳定性。仪器接口简单方便，有形象生动的图形提示，可避免错误连接。配备标准的 以与计算机通讯，实现远程控制。内置打印机，超静音、快速打印当前测量结果及仪器信息。具有日历时钟记忆功能，断电后不影响时钟的运行，仪器可记录车辆检测的日期时间。提供先进的在线可编程功能，通过 动计算发动机空燃比入值；自动计算稀释比，在有稀释存在的情况下，能够显示 实反映机动车的排放状况。具有强大的自诊断功能，保证仪器在的良好的状况下工作。具备油温检测功能，让操作者清楚了解到发动机的工作温度。具有 使用者清楚了解到汽车内部工作的情 况，为汽车的维修保养提供了极大的方便。具有多种可选择的转速测量方式。灵活的配置方式，可以单独作为不透光烟度计或五气、四气、三气、两气的尾气分析仪来使用。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 现功能 （ 1） 指定工况测试功能 :根据用户需要，将汽车发动机置于用户指定工况运行，可测量此时的废气排放数据以参数、直方图、曲线等形式进行显示、记录。 （ 2） 双怠速测试功能 :根据双怠速测试标准进行测试，并可自动判断测试结果是否达标，测试过程提示清晰，步骤标准，操作准确。 （ 3） 加速模拟工况测试功能 :配合底盘测功机，根据加速模拟工况测试标准进行测试， 并可自动判断测试结果是否达标，测试过程提示清晰，步骤标准，操作准确。 （ 4） 历史记录查询功能 :根据车号，可查询所测汽车以往记录修理过程中的多次废气测量结果，通过查询功能进行比较以指导维修作业。 （ 5） 故障诊断、分析和维修指导功能 :通过对测量的废气参数变化情况的分析，帮助您判断汽车排放超标的原因，并提出修理建议，指导故障诊断和维修。 （ 6） 气路泄漏自检功能 :将取样探头前端用阻塞帽阻塞，进行“气路泄漏自检”操作，可检测整个气路有无泄露现象。 （ 7） 通过仪器后面板 据，用以综合管理、诊断。 （ 8） 内置点阵式打印机，可打印测试结果和历史记录。 要 技术参数 （ 1） 测量原理：不分光红外吸收法 （ 氧及氮氧化物分析采用电化学原理 ） （ 2） 测量气体： O（ 五气 ） （ 3） 测量范围： （ 0 9999） O （ 0 % （ 0 %2 （ 0 %O （ 0 5000） 温： （ 0 150） 转速： （ 250 9999） 买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 （ 4） 预热时间： 不大于 5分钟 （ 5） 量程漂移： 12h h 0.5%h 0.5%h （ 6） 分 辨 率： 1O 0.1%2 0.1%O 1温： 转速： 1 7） 重 复 性 : 不大于 不大于 不大于 （ 8） 输出接口 : 9） 响应时间 : 0秒； 5秒 （ 10） 工作环境温度 : （ 0 40） （ 11） 工作相对湿度 : 20% 85% （ 12） 电 源 : 220V10% 50%， 10A （ 13） 消耗功率 : 约 50W （ 14） 重 量 : 9 15） 体 积 : 258 197 294 章小结 本章主要进行了车辆排放智能检测仪的总体布置设计，对本次设计的仪器进行了总体概述，介绍了本仪器能够实现的功能，并参照国家标准对仪器的主要技术参数进行了确定。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 结 论 本文所设计的检测仪器 采用 大屏幕、图形式液晶显示器，所有测量结果一目了然。内置数据存储器，通过 口将数据下载 。打印机随时打印、记录测量结果。配备预过滤器和精细过滤器，有效滤除尾气中的杂质 。车辆排放 智能 检测仪 的基本原理及基本组成。取样装置的设计思路及其主要部件的选择与设计。气体检测装置的基本组成，各传感器的选择与确定。微型打印机、液晶显示屏、油温机转速传感器、 风扇、电源开关的选择。单片机的确定以及控制系统相关电路的设计。总体布置、总体概述、实现功能及主要规格和技术要求。 2500样导管，并附气水分离器 。 对测量数据进行分析、统计、显示、打印并储存。采用 220V 交流供电。结构紧凑，携带方便。 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 参考文献 1李春生 J2006,(09):12强添纲 ,关强 J2007,(06):63刘运年 ,李兰 J 书 , 2007,(06):34牟宣理 D2006:265陈磊 D 2007:356田学航 D 北京 ） ,2007:567王春秀 D2006:328王敏 D 2006:569王海棠 D2007:1310刘志强 ,杜传进 ,王明松 ,许建民 J2007,(03):1 11琚雪梅 ,张巍 ,毕东云 ,司良友 J2005,(08):6 12甘宏 ,潘丹 ,张洪春 J2007,(01):4 13吴义虎 ,侯志祥 ,黎苏 J2005,(01):214王振国 J 2005,(02):8 15张帆 ,张立萍 J 2005,(05):14 16范磊 ,谢元平 列在微弱信号检测中的应用 J 2005,(02):32 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 17张玮玮 D 2007:6518刘敏 D2006:3419利民 D 2006:26 20赵亮 统 的在线煤质分析系统 D2006:3321郭常亮 D2007:4622刘小波 D 2007:2723宋敬滨 D 2007:1624陈燕涛 D2006:5625沙学锋 D2007:6726惠国华 壁纳米碳管气敏传感器阵列的 D2008:1327张雄 ,李孟良 ,乔维高 车载排放测试 J2006,(06):4428白泽生 J 2007,(07):5629 ,2006(08):5230of of J2005:2131007:36购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 致 谢 经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这 个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师 付百学 老师。 付 老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是 付 老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩 付 老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次要感谢我的同学对我无私的帮助，正因为如此我才能顺利的完成设计，我要感谢我的母校 黑龙江工程学院 ，是母校给我们提供了优良的学习环 境；另外，我还要感谢那些曾给我授过课的每一位老师，是你们教会我专业知识。在此，我再说一次谢谢 ！ 购买文档送全套 纸 咨询 14951605 下载文档送对应的 纸 14951605 或 1304139763 附 录 f . . 964, by of in of 982, to of to a of as is at