论文总字数：16558字

摘 要

随着人类科技发展和大量的生产活动，每年都会产生大量粉尘污染。针对这一现象，人们急需一种实用而高效除尘手段。静电除尘因其成本小，工作高效，成本低等优点得到越来越多的应用。而静电除尘需要工作在高压的环境下，稍有疏忽便会对人体产生极大的危害，存在非常大的安全隐患。于是在静电除尘器的工作过程中，如何解决系统的自动控制和运行参数检测称为本次设计的关键问题。

本文阐述了静电除尘技术的原理和该技术在国内外的发展研究现状。本文采用C8051F0XX系列单片机，将现场模拟信号通过传感器转换为统一的电信号，再利用单片机的数模转换功能，将模拟信号转换为单片机可以识别数字信号。利用单片机实现系统在对应工作环境下的自动升压，过压保护等相应功能。

上位机采用Labview开发软件建立人机界面，实时地检测系统运行。采用VISA协议处理串口数据，采用SubPanel技术实现监测数据的实时显示，使用windows自带的Office建立后台数据库，通过Labview的数据包技术将数据库与电脑相连，以实现系统的数据通信和存储功能。

关键词： 静电除尘装置 单片机 LabVIEW

Design and Research of Electrostatic Precipitator

Abstract

Along with social progress and development of the times,pollution is getting worse. Dust pollution has became a problem.ESP (Electrostatic precipitator) is getting more and more applications because it cost low and work efficient.But the systeem need to work under the environment of high voltage in which may injury to humans.The key question is how to achieve autocontrol and data monitoring when it work.

This paper illustrates the fundamentals,development history and current status of ESP Technology at home and abroad. It also gives a vision of the future.

The paper uses C8051F060 single chip as a lower computer.Use sensor to convert on-site analog to current signals for signal collecting and data processing.Use microcontroller transform analog to digital signals through its digital-to-analogue conversion and achieve overvoltage protection,auto-boost and auto-decrease.

We use LabVIEW to create a real-time human-computer interface of ESP system and connect it with computer through VISA and using Sub Panel technology to realize storing,demonstration and statistical searching and so on of correlating data.

Keywords: ESP; Microcontroller; LabVIEW

目 录

摘要 2

Abstract 3

第一章 绪论 7

1.1 课题背景及研究意义 7

1.2 静电除尘技术的研究现状 8

1.2.1 国外研究现状 8

1.2.2 国内研究现状 8

1.3 研究思路和方法 9

第二章 静电除尘装置概述 10

2.1 静电除尘技术简介 10

2.2 ESP的工作原理 10

2.2.1 气体的电离过程 10

2.2.2 粉尘荷电 10

2.2.3 粉尘的收集过程 11

第三章 下位机设计 12

3.1 C8051F060单片机简介 12

3.2 输出电压采集 13

3.3 输出电流采集 14

3.4 浓度采集 14

3.5 C8051F060的A/D转换结构 15

3.6 单片机硬件设计 15

3.7 ADC转换模块编程 16

3.8 串口通信设计 19

3.8.1 硬件设计 19

3.8.2 软件设计 20

3.9 主程序设计 21

第四章 上位机设计 25

4.1 LabVIEW构建的虚拟检测系统 25

4.1.1 数据接收模块 26

4.1.2 数据转换模块 27

4.1.3 数据查询模块 27

总结与展望 31

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

随着人类的发展，生产活动日益频繁，空气污染的问题也越来越严重。其中影响最大的是颗粒污染。颗粒物污染指悬浮在空气中对生物和人体健康会造成危害的固体或液体颗粒物。颗粒污染物有一次性颗粒物和二次性颗粒物两种；前者指的是自然产生的颗粒和人类生产活动产生并直接排放进入大气的颗粒，常见一次性颗粒有花粉，工厂排放的烟尘等；后者指空气中的成分之间发生化合反应生成二次性颗粒污染物，例如，硫化物，氮化物和碳氢化合物之间通过催化反应和氧化反应生成的气溶胶粒子。颗粒物泛指0.1-75μm的尘粒，由于其体积小，质量轻，在空气中滞留时间长，所以污染范围大而远。

人类在生产过程中不可避免的灰造成环境污染，随着科技的发展和社会进步，人为污染已经成为颗粒污染的主要原因。在冶金，制造，轻工重工等工业部门每年都会排放大量污染颗粒物。污染产生的源头主要有以下几点： (1).物质的燃烧产生的粉尘；(2).固体物质研磨和粉碎产生的粉尘；(3).物质在加热过程中汽化后在空气中凝结和氧化生成粉尘；(4).粉末状产品的生产和运输时会将大量粉尘泄露到大气中。

根据统计数据，颗粒物污染是影响城市空气质量最严重的因素。其对空气的污染主要表现为：(1).颗粒物在大气中会随气象因素产生迁移，对大面积的环境区域产生负面影响； (2).大气颗粒中的碳成分可以作为催化剂生成危害更大的污染物； (3).水溶性离子成分会污染水源，恶化区域能见度；(4).重金属成分进入人体后与人体内蛋白质发生化学反应，危害极大(5).大气污染物会成为病毒和细菌等有毒物质的载体，使部分污染物变成有害颗粒物经呼吸进入人体血液循环，对人体产生危害。

颗粒污染对大气和人类的危害已经引起了广泛关注，除尘技术得到更大企业和工厂的高度重视，在众多除尘装置中，静电除尘器因为能耗低，处理效率高，受环境影响小等优点脱颖而出。

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