三組分汽車尾氣濃度傳感器的研制.pdf

1、如今,隨著機動車保有量的快速增長,給人們的生活帶來便利的同時,也給我們的生存環(huán)境造成了嚴重的污染。機動車排放的尾氣已成為大氣污染的主要來源,已成為影響城市大氣環(huán)境質量的最主要因素之一。對于機動車排放的污染控制,最好的辦法就是對尾氣排放進行檢測和控制,限制排放不達標的車輛。為此,我國從1981年就著手制定機動車排放相關標準。此后隨著一次比一次更加嚴格的新國家標準的頒布,對尾氣排放限值的控制指標正逐步與國際先進指標接近。因此,對現有尾氣檢測

2、儀器的精度和性能也提出了更高要求。本文研制的汽車尾氣濃度傳感器就是專門適用于測量汽車尾氣排放中污染物氣體的濃度。這將在一定程度上提高我國機動車尾氣的分析檢測技術,改善大氣環(huán)境、改善人民居住環(huán)境,特別是對于促進高污染高排放車輛淘汰更新、保護日益緊張的石油資源、節(jié)能減排起到積極作用。
　　本文設計了一種基于不分光紅外(NDIR)法原理分析機動車排放尾氣濃度信息的尾氣傳感器,可以同時快速測量尾氣中CO、CO2、HC化合物3組成分氣體的濃

3、度。
　　本文在分析了機動車尾氣檢測的發(fā)展現狀和不分光紅外檢測技術的基礎上,確定了完整的系統(tǒng)檢測方案,通過選擇合適的紅外光源、窗口片、紅外探測器、氣室等作為光路、氣路系統(tǒng)的部件,設計了新型檢測系統(tǒng)的機械結構。根據紅外光源的特性設計了光源恒壓驅動電路,針對紅外探測器的輸出特性設計了微弱信號放大濾波電路。并設計了后續(xù)的A/D轉換電路、單片機控制電路及其外圍電路,編寫下位機程序完成系統(tǒng)的控制過程,編寫上位機程序方便數據的分析處理,繼而完

4、成整套尾氣濃度傳感器系統(tǒng)的設計。
　　本文設計了實驗對傳感器系統(tǒng)平臺進行標定,通過對不同濃度范圍的各組分的標準氣體的實驗測量,擬合得到探測器輸出電壓和相應氣體濃度之間的對應關系。通過對實驗數據分析和處理,擬合出了CO、CO2、HC三組分之間的相互干擾關系曲線,并對其進行修正,提高了傳感器系統(tǒng)的精度。系統(tǒng)測量相對誤差在±5％之內,重復性和穩(wěn)定度均在±1%之內,響應時間在3秒之內。最后對影響系統(tǒng)因素進行了詳細分析,并給出了影響系統(tǒng)的誤