汽车尾气净化器密封性能检测系统设计.doc

摘要:汽车作为现代主要交通工具，影响力变得越来越大。汽油和柴油作为汽车的主要动力源，其燃烧产生的尾气也是现代城市空气污染的主要原因之一。

汽车尾气净化器是控制尾气排放污染的重要装置，其密封质量的好坏直接影响净化效果及其使用性能和寿命，也直接影响到周围环境的空气质量。因此要提高净化器的密封性能，就必须检测其密封质量，以保证达到要求。检测净化器的密封质量，实质上是检测净化器管件焊缝的质量。如果检测到不合格的产品，需对不合格产品进行补焊，以符合产品要求。

本课题针对某特定型号的净化器，设计了一种基于压降法（直压法）结合PLC控制技术的气密检测仪，并设计了一套专用的夹持机构。利用高精度的电阻应变片式压力传感器对净化器的密封质量进行检测，利用PLC的控制能够实时显示检测状态和检测结果，克服了传统方法易受主观因素的影响等缺点，实现了检测的自动化。

论文首先阐述了课题的背景、研究现状及研究意义，确定了设计方案和总体框图。并按模块化的设计思想分别对系统的硬件电路和软件程序进行了分析。硬件电路主要包括：气路的设计、压力信号的采集与处理电路、LCD显示电路和电源电路；软件设计主要包括：PLC的选型与输入输出分配、设计的思路，给出了PLC控制的流程图与相关的程序。系统可以及时检测到不合格工件，并通过指示灯和蜂鸣器进行提示报警，以便检测人员及时对不合格产品作出处理，从而提高净化器的密封性能。

关键词：汽车尾气；净化器；密封性能；PLC；压力传感器

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1概述-1

1.2课题的意义-1

1.3本课题研究的主要内容-1

第2章 系统总体设计方案-3

2.1检测方法的选择-3

2.1.1检测方法的比较-3

2.1.2检测方法的确定-3

2.2控制元件的选择-4

2.1.1 PLC控制与继电器控制相比较-4

2.2.2 PLC控制与单片机控制的区别-5

2.2.3确定系统控制元件-5

2.3传感器的选择-5

第3章 系统总体结构设计-7

3.1系统结构及特点-7

3.2系统工作原理-9

3.2.1检测原理-9

3.2.2泄漏率的确定-9

第4章 传感器的选型及分析计算、结构设计-11

4.1传感器型号的选择-11

4.1.1电阻应变式传感器特点：-11

4.1.2测量电路-12

4.1.3 ZQ-Y3电阻应变式压力传感器参数-13

4.2ZQ-Y3电阻应变式压力传感器结构-13

第5章 夹持和驱动机构的设计-15

5.1夹持机构设计-15

5.1.1活动夹持机构-16

5.1.2固定夹持机构-17

5.1.3密封和润滑-18

5.2驱动元件的选择-18

5.2.1气缸的理论输出力-18

5.2.2缸径的计算和行程的选择-18

5.2.3活塞杆直径-18

5.2.4活塞杆的稳定性校核-19

5.2.5气缸的型号的确定-19

5.2.6气缸耗气量的计算-19

5.2.7气缸的固定-19

第6章 系统硬件设计-21

6.1汽车尾气净化器密封性能检测仪硬件设计-21

6.1.1系统原理框图-21

6.1.2系统性能指标-21

6.2 AT89S51单片机-22

6.2.1 AT89S51管脚功能说明-23

6.3控制面板设计-24

6.4信号放大电路设计-25

6.5 A/D转换电路设计-25

6.5.1模数转换芯片ADC0809-26

6.5.2 A/D转换电路-26

6.6电源电路设计-27

6.7显示电路设计-28

6.7.1 LCD液晶显示器CA240128A-28

6.7.2液晶显示器的接口电路-29

6.8气动回路设计-31

6.8.1气源-31

6.8.2电磁阀-32

6.8.3双电控换向阀-33

第7章 系统软件设计-35

7.1可编程控制器PLC-35

7.2 PLC的选型及输入输出地址分配-36

7.2.1输入输出信号及地址分配-36

7.2.2 PLC的选型-37

7.3主程序设计-37

7.4系统控制程序设计-39

7.4.1设备初始化-39

7.4.2检测启动阶段-39

7.4.3充气和稳定阶段-40

7.4.4检测状态的输出-40

7.4.5排气与系统的复位-40

7.4.6 PLC信号的输出-40

第8章 结论与展望-43

8.1结论-43

8.2不足之处及展望-43

参考文献-45

致  谢-47

附  录-49