目 录
摘要 ……………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论…………………………………………………………………………1
1.1 国内外研究现状………………………………………………………………1
1.2 研究的目的意义和应用前景…………………………………………………1
1.3 研究的主要内容………………………………………………………………2
第2章 总体方案设计……………………………………………………………3
2.1 车辆排放智能检测仪基本原理………………………………………………3
2.2 车辆排放智能检测仪基本组成………………………………………………3
2.2.1 取样装置………………………………………………………………3
2.2.2 气体检测装置…………………………………………………………3
2.2.3 处理控制装置…………………………………………………………4
2.3 本章小结………………………………………………………………………4
第3章 取样装置设计……………………………………………………………5
3.1 设计思路………………………………………………………………………5
3.2 主要部件选择与设计…………………………………………………………5
3.2.1 取样探头及粗滤器……………………………………………………5
3.2.2 水分离器………………………………………………………………5
3.2.3 粉尘过滤器……………………………………………………………5
3.2.4 取样泵…………………………………………………………………6
3.3 本章小结………………………………………………………………………7
第4章 气体检测装置设计………………………………………………………8
4.1 气体检测装置基本组成………………………………………………………8
4.2 红外气体传感器………………………………………………………………8
4.2.1 红外气体传感器类型的确定…………………………………………8
4.2.2 红外气体分析的基本原理……………………………………………8
4.2.3 电调制红外气体传感器………………………………………………9
4.3 氮氧化物传感器 ……………………………………………………………10
4.3.1 氮氧化物传感器类型的确定………………………………………10
4.3.2 固体聚合物电解质NO电化学传感器 ……………………………11
4.4 氧传感器……………………………………………………………………11
4.4.1 氧传感器类型的确定………………………………………………11
4.4.2 极限型氧传感器……………………………………………………11
4.5 本章小结……………………………………………………………………12
第5章 其它部件的选择与设计 ……………………………………………13
5.1 微型打印机…………………………………………………………………13
5.2 液晶显示屏…………………………………………………………………13
5.3 油温及转速传感器…………………………………………………………14
5.4 风扇…………………………………………………………………………14
5.5 电源开关……………………………………………………………………14
5.6 本章小结……………………………………………………………………15
第6章 处理控制装置设计……………………………………………………16
6.1 单片机………………………………………………………………………16
6.2 单片机的确定………………………………………………………………16
6.3 控制系统相关电路设计……………………………………………………19
6.3.1 放大电路……………………………………………………………20
6.3.1 A/D 转换电路………………………………………………………20
6.3.2 显示电路……………………………………………………………21
6.3.3 输出打印电路………………………………………………………22
6.3.4 键盘电路……………………………………………………………22
6.3.5 RS-232 接口电路 …………………………………………………23
6.3.6 看门狗电路…………………………………………………………23
6.3.8 扩展电路……………………………………………………………23
6.4系统控制流程………………………………………………………………24
6.5 本章小结……………………………………………………………………24
第7章 机械部分设计…………………………………………………………25
7.1 总体布置……………………………………………………………………25
7.2 总体概述……………………………………………………………………25
7.3 实现功能……………………………………………………………………26
7.4 主要技术参数………………………………………………………………26
7.5 本章小结……………………………………………………………………27
结论…………………………………………………………………………………28
参考文献………………………………………………………………………………29
致谢……………………………………………………………………………………31
附录……………………………………………………………………………………32
第 1 章 绪 论
1.1 国内外研究现状
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ECE标准I、n、m、IV号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。
1.2 研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”。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(NDIR三气传感器)组装。国际上主要的平台供应商有Andros，Horiba，CityTech等。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IT技术的发展，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] 。
1.3 研究的主要内容
（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。
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