空氣凈化裝置

1、廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文汽車空氣凈化和清潔裝置的設(shè)計(jì)Automotive air purification and cleaning device design作者姓名： 吳國波 學(xué)科專業(yè)： 07汽車電子 學(xué)院(系部)：機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師： 羅勇 廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院2010年1月摘要煙油量過多是汽車內(nèi)很常見的問題。而在車內(nèi)抽煙就會(huì)導(dǎo)致車內(nèi)煙油量過大，而使車內(nèi)人不舒服，出于這些現(xiàn)象，我們設(shè)計(jì)了汽車空氣凈化裝置。此裝置的設(shè)計(jì)，能提供給車內(nèi)人一個(gè)舒服的環(huán)境，也能有效地防止的交通事故的發(fā)生。同時(shí)該裝置是利用汽車上的電源對此裝置供電，通過氣體傳感器（MQ-2）檢測空氣質(zhì)量并將空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電壓信

2、號，由電壓信號大小控制三極管能否導(dǎo)通，并控制是否要啟動(dòng)凈化和清潔系統(tǒng)，從而可以實(shí)現(xiàn)凈化車內(nèi)空氣的目的。同時(shí)此裝置具有手動(dòng)調(diào)節(jié)該裝置的導(dǎo)通電壓信號，能使其工作在最佳的狀態(tài)。關(guān)鍵字：空氣凈化和清潔系統(tǒng)；氣體傳感器(MQ-2)。AbstractSmoke too much fuel a car for a very common problem. While in the car the car cigarette smoking can lead to excessive oil, leaving the car were uncomfortable, out of these phenomena

3、, we have designed the car air-purification equipment. The design of this device can provide a comfortable environment for people inside the vehicle, but also can effectively prevent the occurrence of traffic accidents. At the same time the device is the use of vehicles on the power supply to this u

4、nit, through the gas sensor (MQ-2) detection of air quality and air quality into voltage signal from the voltage signal controlling the size of transistors can turn and control whether or not to Start purification and cleaning systems, which can achieve the purpose of purifying the air inside the ve

5、hicle. At the same time this device has a manual adjustment of the device turn-on voltage signal, can it work in the best condition.Keywords: air purification and cleaning systems; gas sensor (MQ-2).目錄摘要Abstract第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù) 11.2 總體設(shè)計(jì)方案2 系統(tǒng)組成2 系統(tǒng)組成各模塊簡介21.3 本章小結(jié) 2第2章 空氣污染指

6、數(shù)3 2.1空氣污染指數(shù)的了解 3第3章 各模塊工作原理及電路設(shè)計(jì)4 3.1 整流濾波模塊4 3.2 電壓轉(zhuǎn)換指示模塊4 3.3 傳感器模塊5 3.4 控制顯示模塊6 3.5 空氣凈化裝置模塊6 3.6 電源模塊8 3.7 本章小結(jié)8第4章 控制面板設(shè)計(jì)、裝置安裝及使用說明9 4.1 控制面板設(shè)計(jì)9 4.2 裝置安裝94.3 裝置的使用說明9第5章 硬件調(diào)試及展望10 5.1 調(diào)試過程10 5.2 展望10總結(jié) 11致謝 12參考文獻(xiàn) 13附錄 14第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)汽車內(nèi)空氣凈化與清潔裝置。示意圖如圖1-1-1所示圖1-1-1汽車內(nèi)空氣凈化與清潔裝置外型

7、實(shí)物圖 設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù)（1）空氣被污染時(shí)，紅色的發(fā)光二極管亮，并啟動(dòng)空氣凈化裝置。（2）可以調(diào)節(jié)空氣污染的程度，使其工作在合適的狀態(tài)。（3）起到凈化空氣的作用。 （4）裝置能適合安裝于車內(nèi)（體積?。?。1.2 總體設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)組成圖1-2-1 總體設(shè)計(jì)電路圖 系統(tǒng)組成各模塊簡介（1）直流整流濾波模塊： 變壓整流濾波；（2）電壓轉(zhuǎn)換指示燈模塊： 采用7812、7805、發(fā)光二極管（綠)；（3）傳感器模塊： 采用氣體傳感器（QM-2）；（4）控制顯示模塊： 采用可調(diào)電阻驅(qū)動(dòng)三極管控制紅色發(fā)光二極管發(fā)光；（5）空氣凈化裝置模塊： 以TWH8751為中心器件的電路組成負(fù)氧離子發(fā)生器；1.3 本章小

8、結(jié)本章主要就本設(shè)計(jì)的基本要求和總體設(shè)計(jì)做了簡單的介紹。同時(shí)還對各模塊的功能選擇做了簡單的了解。第2章 空氣污染指數(shù)2.1 空氣污染指數(shù)的了解API（Air Pollution Index的英文縮寫）是空氣污染指數(shù)，我國城市空氣質(zhì)量日報(bào)API分級標(biāo)準(zhǔn)如表1： 表1 空氣污染指數(shù)對應(yīng)的污染物濃度限值污染指數(shù)污染物濃度（毫克/立方米）APISO2（日均值）NO2（日均值）PM10（日均值）CO（小時(shí)均值）O3（小時(shí)均值）500.0500.0800.050 50.1201000.1500.1200.150 100.2002000.8000.2800.350 600.4003001.6000.5650.

9、420 900.8004002.1000.7500.5001201.0005002.6200.9400.6001501.200表2 空氣污染指數(shù)范圍及相應(yīng)的空氣質(zhì)量類別空氣污染指數(shù)API空氣質(zhì)量狀況對健康的影響建議采取的措施050優(yōu) 可正?；顒?dòng)51100良101150輕微污染 易感人群癥狀有輕度加劇，健康人群出現(xiàn)刺激癥狀 心臟病和呼吸系統(tǒng)疾病患者應(yīng)減少體力消耗和戶外活動(dòng)151200輕度污染201250中度污染 心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇，運(yùn)動(dòng)耐受力降低，健康人群中普遍出現(xiàn)癥狀 老年人和心臟病、肺病患者應(yīng)在停留在室內(nèi)，并減少體力活動(dòng)251300中度重污染>300重污染 健康人運(yùn)動(dòng)耐受力降

10、低，有明顯強(qiáng)烈癥狀 老年人和病人應(yīng)當(dāng)留在室內(nèi)，避免體力消耗第3章 各模塊工作原理及電路設(shè)計(jì)3.1 整流濾波模塊圖3-1-1整流濾波電路變壓器輸出電壓為12V，整流前后的關(guān)系：UoUi,接了負(fù)載后電壓偏小于Ui。經(jīng)過C1濾波后，得到比較穩(wěn)定的電壓。該電壓可以直接作為7812的輸入電壓。3.2 電壓轉(zhuǎn)換指示模塊電路右圖所示：7812能將大于15V的電壓穩(wěn)壓到12V。同理，7805能將12V左右的電壓轉(zhuǎn)換成5V。這兩個(gè)電壓為后面的氣體傳感器MQ-2分別提供回路電壓和加熱電壓，使其正常工作。綠色發(fā)光二極管發(fā)亮表明電路連接正確。圖3-2-1電壓轉(zhuǎn)換指示電路3.3 傳感器模塊認(rèn)識傳感器： 圖3-3-1 傳

11、感器 圖3-3-2傳感器測試電路標(biāo)準(zhǔn)工作條件：VC回路電壓 15V ACorDCVH加熱電壓5.0V ACorDCRL負(fù)載電阻可調(diào)RH加熱電阻31±3 室溫PH加熱功耗900mW在本設(shè)計(jì)中，電路采用四跟腳的接法。因?yàn)榻?jīng)過調(diào)試，發(fā)覺四跟腳的接法更容易成功。該傳感器能檢測煙霧、液化氣、甲烷、丁烷、丙烷、氫氣、等有害氣體。應(yīng)用電路圖如右圖所示： 圖3-3-3 傳感器應(yīng)用電路3.4 控制顯示模塊電路右圖所示： 圖3-4-1控制顯示電路電路工作時(shí)：可調(diào)電阻調(diào)到適當(dāng)?shù)奈恢?。?dāng)室內(nèi)的有害氣體（空氣被污染）達(dá)到一定濃度時(shí)，由于傳感器4腳電位升高使VT1飽和導(dǎo)通，起到了檢測開關(guān)的作用。此時(shí)，紅色發(fā)光二

12、級管被點(diǎn)亮。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，能使空氣被污染的不同程度下，改變紅色發(fā)光二極管的亮滅，可以滿足應(yīng)用在其他的不同場合。3.5 空氣凈化裝置模塊電路下圖所示：圖3-5-1空氣凈化電路在正常室內(nèi)環(huán)境下，三極管9013截止，TWH8751的反相輸入端為高電位，振蕩器不工作。當(dāng)空氣被檢測到有煙霧或有還氣體時(shí)，9013導(dǎo)通，紅色Led被點(diǎn)亮。同時(shí)，TWH8751的反相輸被拉到低電位，TWH8751工作。經(jīng)過T2次級可得到5kV左右的高壓。在R5電阻后采用放電端子。放電端子采用開放式，可以大大地提高負(fù)氧離子的濃度。負(fù)離子一方面對人體健康有直接的有益作用，另一方面負(fù)離子可以和室內(nèi)環(huán)境中的污染物發(fā)生作用，使污染物濃度

13、降低，提高了空氣的質(zhì)量；T2用14吋行輸出變壓器改制，其高壓包不動(dòng)，將低壓繞組線圈全部拆除，用0.6mm漆包線重繞45匝。放電端子用大頭針做成，在長170mm、寬40mm的敷銅板上鉆三排眼，每排16個(gè)，均為1mm。將大頭針一一插入孔中并焊牢，要使焊點(diǎn)圓滑，不能有毛刺。挑選大頭針時(shí)要注意長短一致，且尖頭越尖越好。整機(jī)裝入一個(gè)180×110×80（mm3）的ABS工程塑料盒中。使用時(shí)，可調(diào)節(jié)RP旋鈕以使整機(jī)有合適的靈敏度。3.6 電源模塊在電子電路及設(shè)備中，一般都需要穩(wěn)定的直流電源供電。本文設(shè)計(jì)中的直流電源可以使用12V的汽車電源。3.6 本章小結(jié) 本章主要就各個(gè)模塊的工作原理

14、及電路設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的介紹，具體的內(nèi)容分為以下幾個(gè)部分：（1）認(rèn)識了橋式整流前后的電壓關(guān)系。（2）7815、7805元件的使用。（3）氣敏元件（MQ-2）的認(rèn)識和使用。（4）對TWH8751的認(rèn)識和使用（5）對尖端放電原理的了解。第4章 控制面板設(shè)計(jì)、裝置安裝及使用說明4.1 控制面板設(shè)計(jì)控制面板上共有1個(gè)按鍵和2個(gè)狀態(tài)燈，電源開關(guān)采用普通機(jī)械開關(guān)，手動(dòng)采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)。具體樣圖如圖4-1所示。4.2 裝置安裝（1）電路及空氣凈化系統(tǒng)全部安裝在設(shè)備內(nèi)。（2）氣體傳感器固定在裝置內(nèi)部的右側(cè)通風(fēng)口，讓其能準(zhǔn)確的檢測到空氣的污染程度，空氣凈化系統(tǒng)則固定在裝置內(nèi)部的左側(cè)，讓處理完的空氣從左通風(fēng)口送出。由于傳

15、感器工作一段時(shí)間后，透鏡表面會(huì)吸附塵埃、油污，這些引起檢測質(zhì)量會(huì)減低，甚至無法檢測。所以在安裝的過程還應(yīng)注意到防塵。4.3 裝置的使用說明直接把插座接到220V的電源上。綠色指示燈亮，紅色指示燈滅（不滅的話，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，把它調(diào)到滅）。當(dāng)在附近燃燒廢紙產(chǎn)生煙霧時(shí)，紅色的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。第5章 硬件調(diào)試及展望5.1 調(diào)試過程插座接到220V的電源上，觀察紅色發(fā)光二級管Led有沒有被點(diǎn)亮。如果被點(diǎn)亮，證明有電通過了。再用電壓表測7812的輸出電壓是否12左右，再檢測7812的輸入電壓是否15V左右。檢測到7812能正常工作并且紅色發(fā)光二級管Led被點(diǎn)亮證明7812之前電路正常工作。用同樣的方法檢

16、測7805是否正常工作。檢測完7805后，就到檢測氣敏元件MQ-2是否工作。這是該電路的難點(diǎn)。由于氣敏元件加熱電壓直接接到7805的輸出端。用電壓法檢測無效。只能采用電流法。先用電烙鐵焊開5V電壓的那斷電路，再用電流表串連在7805的輸出端和氣敏元件第二個(gè)端子上，電流表打到500mA的檔位上，正常電流應(yīng)為150mA左右。檢測后面的電流師傅連接好最簡單的方法：用一跟導(dǎo)線一端接到7805的輸出端，另一端接到中間的那一端，紅色的發(fā)光二極管Led被點(diǎn)亮，就證明了后面電路連接的正確。5.2 展望設(shè)計(jì)一個(gè)空氣質(zhì)量的檢測和凈化處理系統(tǒng)。由可調(diào)電阻調(diào)節(jié)使到合適的環(huán)境中檢測空氣的受污染程度。如果空氣被污染則驅(qū)動(dòng)

17、空氣凈化裝置。通過該空氣凈化裝置，快速的將汽車內(nèi)的不良空氣凈化。讓車內(nèi)的人覺得舒適，安逸。此外，該設(shè)備也可應(yīng)用于室內(nèi)凈化系統(tǒng)，也可改裝為室內(nèi)有害氣體的檢測和防火系統(tǒng)等?？偨Y(jié)本系統(tǒng)以氣敏元件（MQ-2）為核心，檢測空氣的受污染程度，驅(qū)動(dòng)三極管9013使發(fā)光二極管Led2被點(diǎn)亮，同時(shí)，使到以TWH8751為中心器件的電路組成負(fù)氧離子發(fā)生器工作，產(chǎn)生負(fù)氧氣離子，起到凈化空氣的作用。但由于有些電路的設(shè)計(jì)有一定的危險(xiǎn)性和成本較高，部分電路和部分的設(shè)計(jì)完成不了，也是本設(shè)計(jì)電路的遺憾。在本次設(shè)計(jì)的過程中，讓我對很多新的器件有了一定的了解，同時(shí)遇見了很多以前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識，提高了自己焊接的技術(shù)。通過復(fù)習(xí)，使自己的基礎(chǔ)知識得到了一定的鞏固。這次設(shè)計(jì)中讓我感受最大的是通過查找資料及編寫論文以及查找電路故障的方法，使我的思維開闊了很多，同時(shí)解決問題的能力得到了很大的提高。致 謝本文是在指導(dǎo)老師羅勇老師的悉心指導(dǎo)下完成的。羅勇老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神給我留下了終生難忘的印象。特別是經(jīng)常利用其休息時(shí)間給其學(xué)生指導(dǎo)，筆者倍受感動(dòng)。在此，筆者謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示衷心的感謝。此次論文的順利完成，除了得到知道老師的幫助外，還得到了許多同學(xué)的幫助。在此一并向這些老師和同學(xué)們表示感謝。 畢業(yè)論文完成之時(shí)，也是即將畢業(yè)之時(shí)。學(xué)校三年的學(xué)習(xí)和生活，為我以后的人生打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在