基于单片机的粉尘净化系统的设计。doc.pdf

本课题研究的目的及意义：

在一些工业与制造场合，往往会产生大量的粉尘以及多种有害气体，这对于

现场的工作人员的危害是巨大的。例如在一些大型电机车间设备在运转过程中电

机整流子与电刷磨合时产生大量碳粉附着在电机上，由于碳粉具有导电性，所以

在电机组装后必须将碳粉用压缩空气吹净，致使作业现场的空气中有害粉尘浓度

增高，污染较大，直接影响机器设备的检修质量。若不彻底清除碳粉，就会导致

电机的绝缘性能降低，严重时引起电机环火、放炮以至于机车在行驶过程中产生

严重事故。同时工人在此环境下工作，很有可能导致呼吸道狭窄、肺活量减少或

呼吸困难，长期下去可引起尘肺病，对人造成近期和远期的危害。

本设计致力于解决现实中大量粉尘存在于工业现场中的问题，提出了构造粉

尘净化系

统的方案。系统以PIC单片机为核心，通过调节直流电动机的转速，实现对于空

气进入系统速度的控制。主要分为电动机控制、压差信号采集与处理、蜂鸣器、

键盘输入、液晶显示等模块部分。通过人机接口键盘可以实现开机、关机以及对

空气进入系统速度的调节。实现系统对空气中粉尘浓度的自动监控与报警，并且

液晶模块动态显示当前速度及压差值，在系统出现故障时显示报警信息。借助

MPLAB一IDEV6.60集成开发环境软件包来进行编程、离线仿真，与在线调试

器配合使用进行在线调试、编程及程序下载。这使得该装置的设计开发变得更容

易。通过系统的循环运行，使带有粉尘的空气进入系统后经过滤芯过滤，从出口

排除后就成为符合人体健康的标准空气。此方案具有方便，实用，可靠，经济等

特点，并具有很强的推广性。

国内外研究现状：

空气净化技术的应用己有20多年的历史，随着全球环境污染状况的日益恶

化，空气净化技术也随之不断地创新和发展。由于大气污染的加剧、室内装演和

空调器使用的普及而造成的室内空气污染情况目前越来越引起人们的重视，室内

空气净化器就是用来改善和提高室内空气质量的装置。目前国内市场上的空气净

化装置按其原理分类有以下五种：

（1）滤网式空气净化装置：采用风扇强制换气，同时对空气进行过滤、净

化可除去有害物质。

（2）静电集尘式空气净化装置：用纤维状活性炭滤网及静电滤尘网进行净

化空气。

（3）负氧离子式空气净化装置：装有负氧离子发生器，发出负氧离子，其

主要作用是使人们获取新鲜空气。

（4）紫外线杀菌式空气净化装置：装有紫外线灯，能杀死细菌、病毒。

（5）光催化式空气净化装置：利用纳米T102光催化剂，将有害气体、气味

及细菌病毒等通过光催化氧化的方法彻底去除。

但目前市场上现有的各类产品均存在着一定的自身缺陷，前两种形式的净化

器已被逐渐淘汰，负离子式一般认为只有消除烟尘的物理作用，对细菌病毒及化

学污染物则无能为力，紫外线杀菌式对有害气体气味等有机物无能为力。近年来，

光催化技术被认为是很有发展前途的室内空气净化技术，它可将有害气体、气味

及细菌病毒等通过光催化氧化的方法而彻底去除，但其作为一种单元操作过程，

还存在一定的局限性和不足，如催化剂微孔易被堵塞、催化效率较低、催化活性

易劣化等。因此，全自动监控周围空气污染情况，能够根据周围空气污染情况全

自动控制各项运行系统，能杀菌和抗病菌的空气净化产品是未来市场的必然趋

势。

应当看到，目前在收尘技术方面，与其他工程学科相比，其学术基础还是比

较薄弱的、虽然规定了一些设计规范，但是往往不能准确预测所选用的收尘装置

的最终性能。因此在国外迄今仍很重视设计前的模型试验和安装后维护管理和定

期测试监督，并加强收尘装置制造厂商与使用单位的配合，以求设备达到最理想

的收尘效果，想来就是由于对收尘技术的特有规律认识不足，同时对错综复杂的

因素考虑和掌握得不充分的缘故。因此对工业生产现场粉尘治理进行深入、全面

的、系统的研究，设计出合理的、高效的综合治理方案，是目前亟待解决的问题，

具有十分重要的意义。