汽车有害排放物植物净化实验室研究设计

论文摘要

保护环境是当今世界工农业发展的主题，近年来，随着汽车保有量的急剧增加，汽车排放污染物已成为大气污染物中的主要来源。而且汽车有害物质排放对大气环境的污染越来越严重。目前，多数研究都是针对于汽车本身净化措施的提高，提高空间不是很大。鉴于此，本课题研究设计了针对于汽车有害排放物植物净化的实验室，设计的实验室主要为了研究植物对汽车有害排放物的净化效果。按照GB3095-1996《环境空气质量标准》以及GB／T5181-2001《汽车排放术语和定义》配制定量的汽车有害排放物，通过植物净化汽车有害排放物的研究，找出对汽车有害排放物净化强的植物。本实验室在设计过程中对实验室的温度、压力及气密性做出了技术要求，并且根据植物光合作用反应条件特点，当自然光不足时需采用模拟太阳光的较好的替代光源进行补光。在分析和比较国内外相关的环境实验室的基础上，采用了先进的计算机测控技术，在WINDOWS环境下采用Delphi7.0开发出的监控系统软件界面，通过PLC对整个实验系统进行控制。开发出监控系统，实现了试验中的测控过程全自动化，并且界面友好，显示直观，操作方便灵活，该系统不仅保证了测量精度和可靠性，而且还可以完成以往人工调节无法完成的工作。本论文较为详细地介绍了汽车有害排放物植物净化实验室的设计思想、设计依据、零部件的选配及其整个测控系统的工作原理和结构设计。并以公路常用绿化树种大叶黄杨净化有害气体CO为例，对汽车有害排放物植物净化实验室的性能做测试评价。整个实验的测试是以合理的实验方案和实验方法进行的，通过实验证明本课题所设计汽车有害排放物植物净化实验室能为汽车排放物的净化研究提供了良好的实验基础和测试平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 2 实验室总体设计构想
• 2.1 实验室整体设计技术要求
• 2.1.1 气密性要求
• 2.1.2 光照强度要求
• 2.1.3 温度控制要求
• 2.1.4 压力控制要求
• 2.2 总体设计构想
• 2.2.1 汽车有害排放物扩散模式的模拟
• 2.2.2 实验室框架设计
• 2.2.3 控制系统
• 2.2.4 系统软件设计原则
• 2.2.5 实验气体来源和采样方式的选择
• 2.3 本章小结
• 3 实验室设计及硬件选配
• 3.1 现场情况简介
• 3.2 实验室工作原理及其结构设计
• 3.2.1 实验室的工作原理
• 3.2.2 实验室结构设计
• 3.3 气体供给装置
• 3.3.1 气体减压阀的工作原理
• 3.3.2 气体减压阀的使用方法
• 3.3.3 气体减压阀选择
• 3.4 采样三维定位系统及环境监测元件的选配
• 3.4.1 PLC选型
• 3.4.2 电动机及电机驱动器的选型
• 3.4.3 温度与压力传感器选型
• 3.4.4 空凋选型
• 3.5 采样及分析装置
• 3.5.1 采样装置
• 3.5.2 分析装置
• 3.6 植物替代光源的选择
• 3.6.1 替代光源的特点分析
• 3.6.2 植物生长灯——高光通钠灯
• 3.7 本章小结
• 4 控制系统设计
• 4.1 PC与PLC机之间的串行通讯
• 4.1.1 上位机的串口通信
• 4.1.2 上下位机参数设置及通信过程
• 4.1.3 用Delphi实现PC与PLC机之间的串行通讯
• 4.1.4 数据区设置
• 4.2 汽车有害排放物进气量控制
• 4.3 环境参数控制
• 4.3.1 温度控制
• 4.3.2 压力监控
• 4.4 采样位置控制
• 4.4.1 步进电机控制的主要因素
• 4.4.2 步进电机控制系统组成及控制电路
• 4.4.3 采样机构的控制方法
• 4.5 风机和采样回路控制
• 4.6 本章小结
• 5 实验室主控系统软件设计
• 5.1 系统开发平台介绍
• 5.2 主控系统软件的组成
• 5.2.1 用户设置界面
• 5.2.2 参数设置界面
• 5.2.3 自动采样控制界面
• 5.2.4 手动采样控制界面
• 5.3 软件流程图
• 5.4 本章小结
• 6 实验及实验数据分析
• 6.1 实验室气密性检验
• 6.1.1 实验目的
• 6.1.2 实验方案
• 6.1.3 实验所需器材
• 6.1.4 实验过程
• 6.1.5 实验室气密性分析
• 6.2 采样系统的稳定性分析
• 6.2.1 实验目的
• 6.2.2 实验方案
• 6.2.3 实验所需器材
• 6.2.4 实验过程
• 6.2.5 采样系统的稳定性分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢