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,导师：,特种车辆空气滤颗粒污染物监测装置设计,DesignofAirborneFilterParticulateContaminantMonitoringDeviceforSpecialVehicles,答辩人：,课题背景及研究现状,第一部分,研究背景及意义,国内外研究现状,研究背景及意义,背景,意义,1.特种车辆的空气进气系统中的主要部件空气滤清器面临着比普通车辆更加严酷的使用环境。2.空气滤目前的监测手段主要是压差报警器，更多的是对于纳污容量进行监测，对于实际使用的空气滤清器过滤效率尚没有有效的监测手段。,1.事实证明大量灰尘的吸入将使发动机各部位如活塞环等产生严重的磨损,使发动机功率迅速下降，甚至使发动机报废。2.设计一套在线监测装置便于及时检测进气系统是否失效，提醒驾驶员保证进气系统正常工作，使发动机良好运转，提高整车动力。,国内外研究现状,过滤型粉尘探测器（Donaldson公司研制）,管道在线监测流程图（中国石油大学研制）,第二部分,颗粒污染物检测方法选择,光学传感器的选型,监测系统的电路设计,试验装置的设计,主要研究内容,论文框架,颗粒污染物检测方法选择,颗粒污染物检测方法具体包括重量法、射线吸收法、压电晶体法、微量振荡天平法、光散射法等，现将各方法原理对比如下：,重量法,射线吸收法,光散射法,微量振荡天平法,综合考虑，光散射法简便易行，适用性广，对本设计来说是最佳检测方案。,光学传感器的选型,光学传感器的选型要求：（1）灵敏度高；（2）有较宽的频带；（3）与管壁绝缘，绝缘电阻要超过10；（4）耐热抗腐蚀和耐磨性强。,综合考虑，GP2Y1051AU0F传感器灵敏度高，输出电压范围小，为最佳选型方案。,监测系统的电路设计,针对以上考虑，本设计选用了STM32F103这款单片机。,单片机选型：,监测系统的电路设计,电路模块示意图：,仿真分析图：,试验装置的设计,试验装置图：1.光电二极管；2.光陷阱区；3.出气口；4.凸透镜；5.径直透镜；6.半导体激光器；7.风扇。,第三部分,设计总结,设计总结,设计总结,介绍了用于颗粒污染物检测的重量法、射线吸收法、压电晶体法、微量振荡天平法、以及光散射法这五种方法，比较后选择了光散射法。通过对比分析了夏普公司几款不同的光学传感器，并选择了GP2Y1051AU0F作为本方案的光学传感器。比较后选用了STM32F103这款单片机，并从信号采集模块、微处理器模块、电源模块和显示模块四方面入手介绍了设计方案，最后进行了仿真分析。进行了机械结构的设计，并将机械结构绘制成了二维和三维图纸，明确了各部件的工作职能。,本设计完成的主要工作：,设计总结,本设计所做的风扇无法将颗粒均匀地传到滤芯。因为颗粒容易沉底，风扇无法均匀使颗粒吹至滤芯；传感器各部件与管道的连接方式还有待改进；本设计没有考虑到尾气吸收装置。在接下来的时间里，我会继续参考相关文献，汲取经验，大胆
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