汽车尾气检测系统的设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流汽车尾气检测系统的设计.精品文档.毕业论文题 目: 汽车尾气检测系统的设计学生姓名: 贺达磊 专 业: 汽车制造与装配 班 级: 汽制1403 指导教师: 刘自辉 2016年11月摘 要本论文是在当前汽车尾气污染不断加重和汽车尾气检测标准越来越高的形势下提出的，汽车尾气中含有CO、HC、NOx等主要化合物这些尾气对人体有害并且影响自然环境，这已发展成为严重的社会问题。对汽车排放污染物的治理，是世界性的环保课题。它推动了汽车工业的革命，同时带动了燃料、净化技术及监测仪器等相关产业的发展。常用的气体分析方法中，红外光学吸收方式仪器的优点是精度和灵

2、敏度高、响应速度快、测量范围大、选择性、稳定性和可靠性好，可以快速和连续检测。因此受到各国重视，获得广泛应用。本论文尽可能消除环境干扰影响，提高尾气检测的精确性。能够在实际中根据结果评价发动机的技术状况，特别是燃油供给系统和点火系统的技术状况。本文通过对汽车尾气检测系统的设计，展开了以下工作：一是模拟信号采集、处理及A/D转换，本文在数据采集的过程中由于外界的干扰，导致测试的结果不够准确，针对外界的干扰分析了环境影响，此环境包括温度、压力、湿度等；二是在环境的影响基础上，本文进一步用试验来验证在不同的温度和压力下，尾气检测结果不同；三是利用汽车尾气取样设备，把尾气送入仪器，尾气在通过气室的过程

3、中，红外传感器产生模拟信号。传感器直接产生的模拟信号一般都比较微弱，并且有干扰信号，必须对它们进行放大、滤波，并有效地排除干扰信号；四是各项参数数值的计算，并根据检测结果受环境影响的大小，采用不同的补偿方法，最终得到正确的结果。关键词：汽车尾气 红外线 检测 系统设计目 录第一章 绪论11.1 汽车尾气的危害11.2 对汽车尾气进行检测的意义2第二章 影响排放污染物的主要因素32.1 汽车发动机自身内部因素的影响32.2 环境因素对检测结果的影响5第三章 汽车尾气检测系统检测方法及原理73.1 非扩散型红外线分析仪(NDIR)73.2 氢火焰离子型分析仪(FD)83.3 化学发光法分析(CLD

4、)9第四章 汽车尾气检测系统的设计104.1 汽车尾气检测系统的介绍104.2 系统硬件构成分析及抗干扰措施114.3 系统软件设计13结束语15参考文献16致 谢17第一章 绪论1.1汽车尾气的危害随着我国改革开放事业的深入发展和作为我国国民经济支柱产业的汽车工业的崛起以及人们生活水平的不断提高，汽车越来越多地进入百姓的中间。汽车的发展在给人民经济活动和日常生活提供方便的同时，也带来了严重的环境污染。1995年全国机动车排放C0总量达到2200万吨：NOx排放总量超过140万吨，而且大部分集中在城市区域。与国外城市相比，90年代东京拥有机动车约400万辆，而CO和NOx排放基本稳定在10万吨

5、和5万吨左右。1995年北京的汽车保有量仅为100万辆，而CO和NO，的排放量却分别超过了100万吨和1 0万吨，远远高于东京。近10年我国生产的汽车的排放污染虽有所改善，但与发达国家相比差距仍然很大。随着城市建设速度加快，高楼林立，更加不利于空气的扩散，使汽车排放加大了空气污染程度，并逐步成为城市大气的主要污染源之一。1998年世界卫生组织列出的“世界十大污染严重城市”中，我国就占了7个。与国外相比，这些城市的汽车保有量不大，但城市中CO、HC和N0x对大气污染的分摊率却达到了发达国家水平。汽车排放的污染物对人体健康和生态环境造成了很大的影响，特别是儿童、老人、孕妇以及心脏病和肺病患者，更容

6、易受到伤害。另外，空气污染还会损害生态环境，污染河流湖泊，危及野生动植物的生存。目前，对汽车排放污染物的控制主要是设法减少CO、HC和NOx，它们是造成大气污染的主要原因，也是汽车尾气中对人体构成危害的主要物质。在汽车排出的尾气中浓度最大有害气体是CO，而现代城市空气污染中80%左右的CO来自于汽车排放。CO是无色、无味的窒息性易燃有毒气体。它与血红素的亲和力比氧气与血红素的亲和力要大210多倍，而血红素担负着向人体器官和组织输送氧气的重任。因此，CO侵入体内便会很快与血液中的血红素相结合而成为羧基血红素(Carboxyhem0910bin，简写为COHb)，使血液的输氧能力降低而引起缺氧。这

7、对心脏病和呼吸系统疾病患者特别有害。即使健康的人吸入一定量的C0后会也会产生中毒，出现反应迟钝、恶心、头晕、疲劳等症状，严重时会使人窒息死亡。排放汽车的碳氢化合物来自三种排放源。对一般汽油发动机来说，约60的碳氢化合物来自内燃机废气排放，2025来自曲轴箱的泄漏，其余的1 520来自燃料系统的蒸发。汽车排放污染物除了对人体健康造成严重危害之外，还会对大气环境造成深远影响。近20年的研究结果表明，汽车的排放污染物对环境影响不仅是局部的，许多影响还可以扩展到大气层中很远的距离甚至其他地区，并存在很长时间。目前，全世界有10亿多城市人口的健康受到空气污染的威胁。据世界卫生组织估计。我国11个大城市中

8、，空气中的烟尘和颗粒物每年使数万人死亡，40多万人感染上慢性支气管炎。世界银行估计，因空气污染导致的医疗成本增加以及工人生病丧失生产力使得中国GDP被抵消掉5。因此，控制汽车排放污染，改善人类生存环境，已经刻不容缓。1.2对汽车尾气进行检测的意义新车生产型式认证和生产一致性检验中对排放尾气的检测手段和控制比较严格、规范，因此，新出厂汽车的排放达标率较高。但是，由于我国近几年汽车保有量增长迅猛，用户分散，对在用汽车的定期检查和维护工作不够严格和规范，因此，在用汽车技术状况变坏导致的排放污染比较严重。即使在发达的欧美国家，研究和统计数字也表明，在用汽车中大约1015属于高排放车，这些汽车的排放占汽

9、车污染物总排放的5060。由此可以推算我国在用汽车中高排放车的排放污染占汽车污染总排放的比例会更高。因此，控制汽车尾气排放给大气带来的污染，改善人类赖以生存的质量，是摆在我们面前的一项非常迫切的任务。在治理汽车排放的措施中，除了制定严格可行的汽车排放法规，推动汽车生产企业开发和应用先进的汽车排放控制技术，降低出厂新车的污染物排放以外，科学准确地对在用汽车尾气进行检测，适时地对汽车进行良好维护，是减少汽车排放的重要手段。美国等发达国家推行的I/M(Inspection/Maintenance)(检查/维护)制度是世界公认的控制在用汽车排放污染的有效方法，它强制要求在用汽车定期进行排放检测，对不合

10、格的车辆在指定的维修网点进行有针对性的维修，达标后方可继续使用。第二章 影响排放污染物的主要因素影响汽车排放污染物的主要因素很多也很复杂。有汽车的内部因素产生的影响，但这些排放物都是化学反应燃烧的产物，主要的影响因素空燃比(AF)、点火提前角()等。其次是环境因素对检测结果的影响。2.1 汽车发动机自身内部因素的影响2.1.1 空燃比 空燃比是混合气中空气与燃料质量之比，通常用AF表示。使1kg汽油完全燃烧按化学当量计算需要14.7kg空气，空燃比等于14.7，称为理论空燃比；燃烧1kg燃料实际供给的空气量与理论空气量之比称为过量空气系数。空燃比支配着发动机的动力性、经济性和排气清洁性，是发动

11、机最重要的控制参数。当实际空燃比比理论空燃比稍小时(AF=13.514)，燃烧火焰的温度最高。燃烧速度最大时的空燃比比火焰温度最高时的空燃比更小一点(AF=1213)。燃烧速度越快，燃烧压力越高，发动机的输出功率越大，因此AF=1213的稍大的空燃比被称为功率空燃比。但是，燃油消耗率最低时的空燃比要比理论空燃比稍大，AF=16左右，这种稍大的空燃比称为经济空燃比。图2-1 排放浓度与空燃比的关系 图2-2 三元催化器的空燃比特性曲线空燃比与汽油机排气有害成分的关系如图2-1所示。由图2-1可知，混和气越浓，由于空气不足，燃烧不完全，NOx排放不多，但HC、CO的排放增多；混和气越稀，燃烧完全，

12、HC、CO的排放减少，但NOx增加很多。供给更稀的混和气时，随着燃烧速度的下降，容易产生不稳定燃烧，这时NOx、CO的排放减少，而HC排放却增多。空燃比控制的目标是发动机尽可能多地使用较稀混合气，从而降低有害气体排放量并节油，同时必须满足发动机不同工况对空燃比的要求，否则发动机功率将下降、失稳，甚至熄火。空燃比对三元催化器的特性曲线如图2-2所示。由图2-2可知，当空燃比控制在14.7附近时，三元催化转化器(TWC)对有害排放物的净化效率最高。随着排放法规的不断严格，TWC得到广泛应用，目前汽油机混合气的空燃比通常采用闭环控制的方法，即在排气管中安装一个反应空燃比信号的氧传感器，将实际测到的空

13、燃比信号反馈给控制单元(ECU)，使ECU对喷油脉宽进行修正，使排气中平均空燃比达到设定的化学当量比附近，这样TWC对排气中的HC、CO、NOx均具有很高的转化率。2.1.2 点火提前角点火提前角对汽油机CO、HC、NOx排放浓度的影响如图2-3、如图2-4所示：图2-3 点火提前角对CO排放的影响 图2-4点火提前角对HC和NOx排放的影响点火提前角对CO排放浓度影响很小，除非点火提前角过分推迟，使CO没有充分的时间完全氧化而引起CO排放量增加。空燃比一定时，随点火提前角的推迟，HC和NOx同时降低。由于推迟点火提前角会导致排气温度上升，使在排气行程以及排气管中HC氧化反应加速，降低HC排放

14、：而推迟点火提前角将使上止点后燃烧的燃料增多，燃烧的最高温度下降而降低NOx的排放。2.1.3 发动机负荷和转速在汽油机怠速、减速等低速轻负荷运行时，由于转速低、汽油雾化差、混合气很浓，残余废气系数较大，产生较多的CO。当发动机在大负荷工况下运行时，其节气门位置接近于全开，进气量增加，火焰传播速度提高，缸内温度升高，使CO的生成较多。发动机转速的变化对HC和NOx的生成有一定的影响，而对CO影响程度相对较小。当发动机转速提高时，增强了气缸中的扰流混合与涡流的扩散，也增强了排气的混合，于是既改进了气缸内气体的燃烧，又促进了排气系统的氧化反应，因此HC明显降低。2.1.4 气缸压力发动机运转过程中

15、，如果燃烧室温度和压力下降，会使混合气燃烧不良，尾气CO浓度升高。汽车长期运行，发动机活塞、气缸和活塞环组件的磨损会导致气缸密封性下降，使气缸压力降低。气缸垫漏气、气门密封性不良、气门脚间隙过小以及活塞环对口等，也是造成气缸压力不足的主要原因。使用中为保持气缸良好的密封性，应定期对气缸压力进行检查。检查中，要求多缸发动机各缸压力均不得低于标准压力的80，同时，为保证发动机工作平稳，各缸压差不得大于5，不合要求，应及时进行维修。2.2环境因素对检测结果的影响考虑到汽车尾气检测结果受环境的影响，对此，汽车排放法规对各项指标的检测都有严格的试验环境要求。由于汽车检测大部分都在室外进行，环境变化比较大

16、，容易受到温度、压力、湿度等影响，所以容易出现检测结果不稳定和抗干扰性差等现象。因此对汽车尾气检测仓内的环境要求比较高。温度对检测结果的影响。尤其是对测点的温度(-7C1C)要求更高。所以环境参数就比较严格。环境温度变化主要影响空燃比的变化，温度一般控制在20C 30C范围。温度越高则大气的密度越小，根据流体力学原理，大气流动速度加快。那么在单位时间内进入气缸的混合气体不变的情况下，混合气体就越稀。混合气的空燃比大于理论空燃比，此时气缸内混合气燃烧完全，因此CO的生成量减少，CO排放减少。同时红外气体传感器的温度效应比较明显，在数据采集的过程中，由于环境温度变化比较大，因此会导致测试结果不准确

17、。压力对检测结果的影响。大气压力大小对尾气排放检测结果的影响也是比较大的，由于通入气缸的气体为空气和燃油的混合气，燃油进入气缸的量是固定的，然而通入气缸的空气受外界大气压力的影响，在气缸的工作过程中，由于第一行程是进气行程，缸内的残余气体压力比较低，近似于真空状态。此时进入气缸的气体取决于汽缸内、外气体的压力差。当大气压力变化时，气缸内、外压力差比较大，此时进入气缸内的大气多少取决于外界大气压力。大气压力越低，进入气缸的空气越少，此时气缸内的混合气越浓，自然空燃比就越小，混合气燃烧不充分，CO生成量增加。在汽车检测的过程中会因为CO量增加。第三章 汽车尾气检测系统检测方法及原理目前用于汽车尾气

18、分析的方法主要有三种，即：用不分光红外分析(NDIR)测量CO、HC和NO；用氢气火焰离子分析仪(FDI)测量HC；用电化学原理测量NOx和O2。世界各国在工况法检测标准中都严格规定必须采用上述测量方法，但怠速法检测标准中略有不同。3.1 非扩散型红外线分析仪(NDIR)非扩散型(不分光型)红外线分析仪用来测定废气中CO、NO、HC的浓度(主要测量CO的浓度)。它使用非扩散型红外线即NDIR光。当红外线穿透CO、NO和HC与其它气体的混合物时，特定波长的红外线被各种气体吸收，吸收程度与CO、NO、HC及其它气体的浓度成正比。非扩散型红外线分析装置的结构原理如图3-1所示，它由两相同的红外线光源

19、1、滤波室10、基准室9、分析室3、检测室8、信号放大器6及记录显示器7等组成。在基准室9内封入对红外线不吸收的气体如氮气，在分析室3内测定气体，检测室8内装有可变电容器，其动极为铝薄膜5把检测室8分成左、右两个辐射接收室。来自光源的红外线由反射镜聚成平行光束，遮光板11又把连续的光束调制成一定频率的光信号。当红外线通过分析室3和基准室9时，由于分析室3内的一部分红外线被式样气体吸收，结果检测室8左、右两接收室接收的红外辐射能不同，而转换为压力作用于薄膜5上。随红外线断断续续地被遮光板11阻挡，薄膜5振动，这一振动又转换为交流电信号，传送到记录显示器7。图3-1 非扩散型红外线分析仪的结构原理

20、图基本检测原理实验及理论计算得出，CO在波长4.7m附近存在着强烈的振动吸收峰，其吸收关系服从朗伯-比尔定律。因此，当在波长4.7m一定强度的窄带红外光附近通过含有CO的混合气体时，入射光强度而与出射光强度晓问存在如下关系(3.1)式中为CO气体的吸收系数；C为待测CO气体的浓度。令：(3.2)则式(3.1)可简化成：(3.3)或：(3.4)其中：(3.5)显然，只要测出D及I，即可利用式(3.4)计算出CO气体的浓度。3.2 氢火焰离子型分析仪(FD)氢火焰离子型分析仪(Flame Ionization Defector)用来分析HC。由于NDIR对HC中的稀烃和芳香族烃感度低，所以在CVS

21、取样测定中改用FID分析HC。FID可以测到极小浓度的HC。FID的测量原理是：碳氢化合物在氢火焰中燃烧时，火焰的高温(2000摄氏度)会使其分解产生离子，这些离子的产生和HC浓度成正比。图3-2为氢火焰离子型分析仪的结构原理图，它由喷嘴7、燃烧室1、收集器3、传感器4等组成。取样气体和燃烧气体在喷嘴A处混合，然后这一混合气体又在燃烧室1和空气混合。在喷嘴7和收集器3间加一高电压，传感器4计算火焰中产生离子的数目，探测在喷嘴7和收集器3这两个电极之间流动的离子流大小，依此计算出HC浓度，其结果被输出至记录器。图3-2氢火焰离子型分析仪结构原理3.3 化学发光法分析(CLD)化学发光法分析仪(C

22、hemical Luminscence Detector)用来测量NOx的浓度，其优点是感度高、应答性好，在0.01浓度范围内输出特性呈线性关系，适合连续分析。在化学发光法分析的结构中。在排气成分中，其它产生化学发光的物质有CO、稀烃等，它们都以比59mm短的波长发光，为了消除它们的影响，可用滤波器将这些光波滤除。NO和O3进入反应器内，发生化学反应，所发出的光通过滤波器，由光电倍增管检出、放大并测量，这样就确定了废气中NOx的浓度。分析仪是从汽车排气管内收集取出汽车的尾气，并对气体中所含有的CO、HC、02和NOx的浓度进行连续测定的仪器。它主要由尾气取样系统、尾气分析系统、指示系统和校正系

23、统等组成。第四章 汽车尾气检测系统的设计4.1 汽车尾气检测系统的介绍本检测系统采用不分光红外分析(NDIR)法测量CO、HC和C02。此方法是建立在惰性气体不吸收红外线能量，而异原子组成的气体如汽车尾气中的CO、HC、C02等均能吸收一定波长的红外线能量的基础上。其吸收能量的红外线波长称为特征波长，吸收强度用吸收系数反映。当红外线通过气体时，由于气体对红外线波段中特征波长红外线能量的吸收，红外线的能量将减少，其减少量与气体浓度、气体室厚度和吸收系数有关，它服从朗伯-比尔定律。图4-1 红外气体分析装置结构原理图根据上述原理制成的红外气体分析装置如图4-1所示。红外线光源发出的红外线的波长在2

24、7m之间，红外线经过取样室后，通过旋转的红外滤光片(红外滤光片分CO、C02、HC和基准信号四个光片组成)到达光电池产生电信号，由图4-1红外气体分析装置结构原理所示，当旋转的红外滤光片旋转一周，CO、C02、HC和基准信号四个滤光片分别通过取样室下方一次，这样在光电池上产生两个正半周期的正弦波形。本系统的电机转速为120转/分。气体的浓度越高，波形幅值越小，反之越大。根据通入气体前后的幅值变化，可以得到尾气各组分含量的检测结果。4.2 系统硬件构成分析及抗干扰措施4.2.1系统硬件构成分析由于温度和压力对检测结果的影响比较大，这就要求研究人员在设计和升级产品时采用硬件和软件干扰措施抑制这些现

25、象。传感器直接产生的模拟信号一般都比较微弱，并且有干扰信号，必须对它们进行放大、滤波，并有效地排除于扰信号。传感器产生的信号较弱，需要把信号放大和滤波之后才能进行A/D转换。微处理器在键盘的控制下进行显示、通讯、打印、抽气、排气等操作。下面分别介绍系统几个主要硬件模块的组成和器件的选择。传感器：传感器是将外界输入的被测量信号变换成电信号的元器件或装置。它作为信息获取的工具和手段，在测量控制型智能仪器中占据了极其重要的地位。传感器能转换信息存在的能量形式，通常是将其他能量形式转换成电量形式，以便进一步加工处理，传感器的输出往往总是电信号。这主要是由于电信号较容易放大、反馈、滤波、积分、微分、存储

26、及远距离传送等操作。传感器精度的高低是影响测控系统精度、可靠性和成本的重要因素之一。在精度、可靠性满足系统要求的情况下，选择价格适宜的传感器。红外气体传感器：本系统使用的是美国PerkinElemer公司的红外气体传感器。该传感器可同时检测CO、C02和HC(特别是C2H6，C3H8)的含量，还提供一个基本信号。大气压力传感器：使用美国IC Sensors公司的HIT-1210型压力传感器，选用量程015Psi。1210型是通用的固态压阻式压力传感器，为双列直插封装结构(DIP)。适合于要求长期稳定性好、成本低而且使用批量大的场合。A/D转换：微处理器能处理的信号应是数字信号，因此，在智能仪器

27、的输入通道中加入能把模拟信号转换成数字信号的芯片即A/D转换器。使用A/D转换器时应先根据输入通道的总误差，选择A/D转换器的精度及分辨率。根据信号对象的变化率及转换精度要求，确定A/D转换速度，以保证智能仪器的实时性要求，对快速信号必须考虑采样。在选用A/D转换器时还应考虑智能仪器所处的环境选择AD转换器的环境参数。不同A/D转换器有不同的输出状态，应根据计算机的接口特性选择输出状态。A/D转换器与微处理器的接口一般要完成的操作有微处理器发出启动转换信号，微处理器取回转换结束状态信号，读取转换的数据。任何信号的A/D转换器可以同任何型号的微处理器接口，但其接口形式随A/D转换器的型号，以及A

28、/D转换速度、分辨率的要求不同而有所差异。4.2.2硬件电路的抗干扰措施近年来，随着汽车尾气排放法规要求的进一步加强和汽车尾气分析仪的广泛应用，并有效地控制了尾气排放对大气污染的影响。但是，汽车尾气分析仪的工作环境往往是比较恶劣和复杂的，其应用的可靠性、精确性就成为一个非常突出的问题。系统必须长期稳定、可靠地进行，否则将导致误差加大，严重时会使系统失灵。要形成干扰，必有三个因素，即干扰源、耦合通道和敏感电路。它们之间的联系如图4-2所示。干扰源产生的电磁干扰信号，通过电路或者磁路的传播和耦合，对易受干扰的电路或器件产生影响，使之工作异常。图4-2 干扰三要素结构图为消除和抑制干扰，就要针对这三

29、个因素采取措施。对于干扰源，要尽量消除，不能消除的，则通过隔离、滤波等措施，尽量减弱其发出的干扰信号的强度；对于干扰的藕合通道，要切断或采用滤波、选频、屏蔽等技术进行抑制：对于对干扰信号敏感的电路或元件，要采用合理接地和退耦、滤波等措施提高电路或元件的抗干扰能力。在本系统中，主要采用了以下方法来防止干扰。首先是滤波技术。滤波器对噪声、干扰等进行抑制或衰减，特别是对由导线传导耦合到电路中而又具有一定频率特征的干扰信号，具有十分明显的效果。在本课题中，在所有集成元件的电源部分，均并联一只0.1uF的电容，滤除从电源窜入的干扰。在信号调理电路中使用了有源滤波器。其次是光电隔离技术。光电隔离是由光电耦

30、合器件完成的。光电耦合器件是70年代发展起来的新型电子元件，是以光为媒介传输信号的器件。其输入端配置发光源，输出端配置受光器，因而输入和输出在电气上是完全隔离的。开关量输入电路接入光电藕合器之后，由于光电耦合器的隔离作用，使夹杂在输入开关量中的各种干扰脉冲都被挡在输入回路中的一侧。除此之外，还能起到很好的安全保障作用，因为在光电耦合器的输入回路和输出回路之间有很高的耐压值，达500V1000V，甚至更高。由于光电耦合器不是将输入侧和输出侧的电信号进行耦合，而是以光为媒介进行间接祸合，具有较高的电气隔离和抗干扰能力。本文在单片机对排气泵和换向阀的控制中，采用了光电隔离电路，以消除220V电源的继

31、电器产生的强电流导致的干扰。再次是采用印制电路板抗干扰措施。加粗地线能降低导线电阻，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。使电源线、地线的走向与数据信息传递方向一致。满接地，即在印制板上除供传输信号用的印制导线外，把电路板上没有被器件占用的面积全做为接地线等措施。4.3 系统软件设计4.3.1 软件的控制部分红外汽车尾气分析仪的程序是由MCS.51单片机汇编语言编写，主要由以下六个模块组成：(1)数据采集模块。完成气泵控制和汽车尾气各组分的数模转换。(2)数据处理模块。对数据进行补偿，消除大气压力和温度对它的影响。(3)传感器标定模块。先通入标准气体，记录检测结果，制成表格写入程序。在实际检测时

32、，通过查询表格或计算得实际测试值。(4)液晶显示模块。对各组分的测量结果进行实时显示。(5)与PC机的通信模块。包括接受应答信号和设定参数，发送采集数据等。(6)打印检测结果模块。图4-3 主程序流程图4.3.2 红外传感器数据的采集启动气泵进行抽气，尾气在通过气室的同时，红外传感器产生微弱的电压信号。信号经过信号调理电路后进入AD7895。红外传感器同时产生HC、CO2、CO和基准信号等四种信号，所以需要配置四个AD7895。AD7895的时序图如图4-4。图4-4 AD7895的时序图由于四种信号同时产生，所以需要把四个AD7895的SCLK引脚连到单片机的同一个引脚P1.4；把四个AD7

33、895的CONVST引脚连到单片机的同一个引脚P1.7；AD7S95的DOUT端分别接在单片机的P1.0、P1.1、P1.2和P1.3。由于在检测过程中，传感器中的滤光片是旋转的，所以产生的电压信号是类似于正弦波形的。计算过程中需要取出该信号的峰值差。为减小干扰的影响，在编写程序时，采用滑动滤波和平均滤波等方法计算。结束语汽车尾气检测理论及其技术的发展是随着汽车技术不断进步和人们环保意识的不断加强而逐步完善的过程。系统工作环境的复杂化、系统功能的多样化、检测过程的自动化以及显示信息的智能化都成为汽车尾气检测过程中值得注意而且必须考虑的关键问题。多参数、智能化、高精度、便携式及长期稳定性方向已成

34、为汽车尾气检测的必然要求和技术发展的必然趋势。特别是，汽车发动机所摔出的污染物成分和浓度与发动机的技术状况密切相关，所以通过对发动机的排气污染物进行检测，可评价发动机的技术状况，特别是燃油供给系统和点火系统的技术状况。这就为汽车维护和修理人员提供了很大的方便。(1) 本文在分析了国内外汽车尾气检测技术的发展情况后，提出应在设备标准化、自动化、智能化、国产化等方面加大研究和开发力度。(2) 基于比尔定律和气体对红外线的选择性吸收规律，利用红外法对汽车尾气进行检测，能够满足多参数、高精度的要求。并且使用方便，编程量小，是一种较为理想的用于检测汽车尾气成分及其含量的方法。(3)设计了一套电路板，该电

35、路板包含了信号调理电路、上电复位电路、串行通讯电路等，并且具有很好的抗干扰性，能够满足系统在复杂环境下使用的需要。(4)研制了一套完整的基于单片机技术的数据采集与处理系统。对尾气受大气压力和温度的影响等情况做了分析，并提供了相应的补偿机制或算法。使得该系统具有精度高、重复性、稳定性好、抗干扰能力强等特点，能实现对汽车尾气多组分参数测量。(5)编写了数据采集与处理等程序。向用户提供丰富的信息，方便了用户的使用。并尽可能简化用户的操作步骤。实现了智能化。参考文献1 王子华、陈原生、王青.汽车尾气治理与发动机性能的关系.J.机械管理开发,2004(5)2 李业德、李业刚、贾鹏.微电脑红外汽车尾气分析

36、仪.J.山东工程学院学报, 2002(3)3 SCHILZ J.Thermophysica minima:applications of thermoelectric infrared sensors (thermopiles):gas detection by infrared absorption, NDIR,PerkinElmer optoelectronics 20004 胡汉才单片机原理及其按口技术M清华大学出版社，19965.5 张广军、吕俊芳、周锈银等红外线气体分析中环境温度和总压影响的补偿方法研究J计量学报，19966 任纪宝，孟庆山四气体汽车尾气分析仪的研制与开发J测量与设备

37、，20017 JKPieperandRMehrotra，Air/FuelRatio Control Using Sliding Mode Methods，Proceedings of the American Control Conference，19998 龚金科.汽车排放污染及控制M.北京：人民交通出版社，2005.6致 谢毕业设计是对我们知识运用能力的一次全面的考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后撰写专业学术论文和工作打下良好的基础。本次设计能够顺利完成，首先我要感谢我的母校湖南汽车工程职院，是她为我们提供了学习知识的土壤，使我们在这里茁壮成长；其次我要感谢XXX学院的老师们，他们不仅教会我们专业方面的知识，而且教会我们做人做事的道理；尤其要感谢在本次设计中给与我大力支持和帮助的*老师，每有问题，老师总是耐心的解答，使我能够充满热情的投入到毕业设计中去；还要感谢我的同学们，他们热心的帮助，使我感到了来自兄弟姐妹的情谊；最后还要感谢相关资料的编著者和给予我们支持的社会各界人士，感谢您们为我们提供一个良好的环境，使本次设计圆满完成。