空气净化装置

1、广东工程职业技术学院毕业论文汽车空气净化和清洁装置的设计Automotive air purification and cleaning device design作者姓名： 吴国波 学科专业： 07汽车电子 学院(系部)：机电工程系 指导教师： 罗勇 广东工程职业技术学院2010年1月摘要烟油量过多是汽车内很常见的问题。而在车内抽烟就会导致车内烟油量过大，而使车内人不舒服，出于这些现象，我们设计了汽车空气净化装置。此装置的设计，能提供给车内人一个舒服的环境，也能有效地防止的交通事故的发生。同时该装置是利用汽车上的电源对此装置供电，通过气体传感器（MQ-2）检测空气质量并将空气质量转换成电压信

2、号，由电压信号大小控制三极管能否导通，并控制是否要启动净化和清洁系统，从而可以实现净化车内空气的目的。同时此装置具有手动调节该装置的导通电压信号，能使其工作在最佳的状态。关键字：空气净化和清洁系统；气体传感器(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).目录摘要Abstract第1章 系统设计 1 1.1 设计任务及要求1 设计任务 1 设计要求及技术参数 11.2 总体设计方案2 系统组成2 系统组成各模块简介21.3 本章小结 2第2章 空气污染指

6、数3 2.1空气污染指数的了解 3第3章 各模块工作原理及电路设计4 3.1 整流滤波模块4 3.2 电压转换指示模块4 3.3 传感器模块5 3.4 控制显示模块6 3.5 空气净化装置模块6 3.6 电源模块8 3.7 本章小结8第4章 控制面板设计、装置安装及使用说明9 4.1 控制面板设计9 4.2 装置安装94.3 装置的使用说明9第5章 硬件调试及展望10 5.1 调试过程10 5.2 展望10总结 11致谢 12参考文献 13附录 14第1章 系统设计1.1 设计任务及要求 设计任务设计一个汽车内空气净化与清洁装置。示意图如图1-1-1所示图1-1-1汽车内空气净化与清洁装置外型

7、实物图 设计要求及技术参数（1）空气被污染时，红色的发光二极管亮，并启动空气净化装置。（2）可以调节空气污染的程度，使其工作在合适的状态。（3）起到净化空气的作用。 （4）装置能适合安装于车内（体积小）。1.2 总体设计方案 系统组成图1-2-1 总体设计电路图 系统组成各模块简介（1）直流整流滤波模块： 变压整流滤波；（2）电压转换指示灯模块： 采用7812、7805、发光二极管（绿)；（3）传感器模块： 采用气体传感器（QM-2）；（4）控制显示模块： 采用可调电阻驱动三极管控制红色发光二极管发光；（5）空气净化装置模块： 以TWH8751为中心器件的电路组成负氧离子发生器；1.3 本章小

8、结本章主要就本设计的基本要求和总体设计做了简单的介绍。同时还对各模块的功能选择做了简单的了解。第2章 空气污染指数2.1 空气污染指数的了解API（Air Pollution Index的英文缩写）是空气污染指数，我国城市空气质量日报API分级标准如表1： 表1 空气污染指数对应的污染物浓度限值污染指数污染物浓度（毫克/立方米）APISO2（日均值）NO2（日均值）PM10（日均值）CO（小时均值）O3（小时均值）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 空气污染指数范围及相应的空气质量类别空气污染指数API空气质量状况对健康的影响建议采取的措施050优 可正常活动51100良101150轻微污染 易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状 心脏病和呼吸系统疾病患者应减少体力消耗和户外活动151200轻度污染201250中度污染 心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群中普遍出现症状 老年人和心脏病、肺病患者应在停留在室内，并减少体力活动251300中度重污染>300重污染 健康人运动耐受力降

10、低，有明显强烈症状 老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗第3章 各模块工作原理及电路设计3.1 整流滤波模块图3-1-1整流滤波电路变压器输出电压为12V，整流前后的关系：UoUi,接了负载后电压偏小于Ui。经过C1滤波后，得到比较稳定的电压。该电压可以直接作为7812的输入电压。3.2 电压转换指示模块电路右图所示：7812能将大于15V的电压稳压到12V。同理，7805能将12V左右的电压转换成5V。这两个电压为后面的气体传感器MQ-2分别提供回路电压和加热电压，使其正常工作。绿色发光二极管发亮表明电路连接正确。图3-2-1电压转换指示电路3.3 传感器模块认识传感器： 图3-3-1 传

11、感器 图3-3-2传感器测试电路标准工作条件：VC回路电压 15V ACorDCVH加热电压5.0V ACorDCRL负载电阻可调RH加热电阻31±3 室温PH加热功耗900mW在本设计中，电路采用四跟脚的接法。因为经过调试，发觉四跟脚的接法更容易成功。该传感器能检测烟雾、液化气、甲烷、丁烷、丙烷、氢气、等有害气体。应用电路图如右图所示： 图3-3-3 传感器应用电路3.4 控制显示模块电路右图所示： 图3-4-1控制显示电路电路工作时：可调电阻调到适当的位置。当室内的有害气体（空气被污染）达到一定浓度时，由于传感器4脚电位升高使VT1饱和导通，起到了检测开关的作用。此时，红色发光二

12、级管被点亮。调节可调电阻，能使空气被污染的不同程度下，改变红色发光二极管的亮灭，可以满足应用在其他的不同场合。3.5 空气净化装置模块电路下图所示：图3-5-1空气净化电路在正常室内环境下，三极管9013截止，TWH8751的反相输入端为高电位，振荡器不工作。当空气被检测到有烟雾或有还气体时，9013导通，红色Led被点亮。同时，TWH8751的反相输被拉到低电位，TWH8751工作。经过T2次级可得到5kV左右的高压。在R5电阻后采用放电端子。放电端子采用开放式，可以大大地提高负氧离子的浓度。负离子一方面对人体健康有直接的有益作用，另一方面负离子可以和室内环境中的污染物发生作用，使污染物浓度

13、降低，提高了空气的质量；T2用14吋行输出变压器改制，其高压包不动，将低压绕组线圈全部拆除，用0.6mm漆包线重绕45匝。放电端子用大头针做成，在长170mm、宽40mm的敷铜板上钻三排眼，每排16个，均为1mm。将大头针一一插入孔中并焊牢，要使焊点圆滑，不能有毛刺。挑选大头针时要注意长短一致，且尖头越尖越好。整机装入一个180×110×80（mm3）的ABS工程塑料盒中。使用时，可调节RP旋钮以使整机有合适的灵敏度。3.6 电源模块在电子电路及设备中，一般都需要稳定的直流电源供电。本文设计中的直流电源可以使用12V的汽车电源。3.6 本章小结 本章主要就各个模块的工作原理

14、及电路设计做了详细的介绍，具体的内容分为以下几个部分：（1）认识了桥式整流前后的电压关系。（2）7815、7805元件的使用。（3）气敏元件（MQ-2）的认识和使用。（4）对TWH8751的认识和使用（5）对尖端放电原理的了解。第4章 控制面板设计、装置安装及使用说明4.1 控制面板设计控制面板上共有1个按键和2个状态灯，电源开关采用普通机械开关，手动采用旋转开关。具体样图如图4-1所示。4.2 装置安装（1）电路及空气净化系统全部安装在设备内。（2）气体传感器固定在装置内部的右侧通风口，让其能准确的检测到空气的污染程度，空气净化系统则固定在装置内部的左侧，让处理完的空气从左通风口送出。由于传

15、感器工作一段时间后，透镜表面会吸附尘埃、油污，这些引起检测质量会减低，甚至无法检测。所以在安装的过程还应注意到防尘。4.3 装置的使用说明直接把插座接到220V的电源上。绿色指示灯亮，红色指示灯灭（不灭的话，调节可调电阻，把它调到灭）。当在附近燃烧废纸产生烟雾时，红色的发光二极管被点亮。第5章 硬件调试及展望5.1 调试过程插座接到220V的电源上，观察红色发光二级管Led有没有被点亮。如果被点亮，证明有电通过了。再用电压表测7812的输出电压是否12左右，再检测7812的输入电压是否15V左右。检测到7812能正常工作并且红色发光二级管Led被点亮证明7812之前电路正常工作。用同样的方法检

16、测7805是否正常工作。检测完7805后，就到检测气敏元件MQ-2是否工作。这是该电路的难点。由于气敏元件加热电压直接接到7805的输出端。用电压法检测无效。只能采用电流法。先用电烙铁焊开5V电压的那断电路，再用电流表串连在7805的输出端和气敏元件第二个端子上，电流表打到500mA的档位上，正常电流应为150mA左右。检测后面的电流师傅连接好最简单的方法：用一跟导线一端接到7805的输出端，另一端接到中间的那一端，红色的发光二极管Led被点亮，就证明了后面电路连接的正确。5.2 展望设计一个空气质量的检测和净化处理系统。由可调电阻调节使到合适的环境中检测空气的受污染程度。如果空气被污染则驱动

17、空气净化装置。通过该空气净化装置，快速的将汽车内的不良空气净化。让车内的人觉得舒适，安逸。此外，该设备也可应用于室内净化系统，也可改装为室内有害气体的检测和防火系统等。总结本系统以气敏元件（MQ-2）为核心，检测空气的受污染程度，驱动三极管9013使发光二极管Led2被点亮，同时，使到以TWH8751为中心器件的电路组成负氧离子发生器工作，产生负氧气离子，起到净化空气的作用。但由于有些电路的设计有一定的危险性和成本较高，部分电路和部分的设计完成不了，也是本设计电路的遗憾。在本次设计的过程中，让我对很多新的器件有了一定的了解，同时遇见了很多以前学习的基础知识，提高了自己焊接的技术。通过复习，使自己的基础知识得到了一定的巩固。这次设计中让我感受最大的是通过查找资料及编写论文以及查找电路故障的方法，使我的思维开阔了很多，同时解决问题的能力得到了很大的提高。致 谢本文是在指导老师罗勇老师的悉心指导下完成的。罗勇老师严谨的治学态度、高度的敬业精神给我留下了终生难忘的印象。特别是经常利用其休息时间给其学生指导，笔者倍受感动。在此，笔者谨向指导老师表示衷心的感谢。此次论文的顺利完成，除了得到知道老师的帮助外，还得到了许多同学的帮助。在此一并向这些老师和同学们表示感谢。 毕业论文完成之时，也是即将毕业之时。学校三年的学习和生活，为我以后的人生打下了坚实的基础。在