通过汲取国内外设计的经验并总结不足之处，本设计从传感器的选型与设计、电路部分的设计和机械结构的设计着手，进行了较为全面的分析。首先，本文介绍了颗粒污染物监测的意义及国内外监测现状和发展历程，详细分析了现有的颗粒污染物检测的5种方法；在选择了光散射法后，介绍了光学传感器的特点与应用；然后，对传感器进行了选型分析，设计了光路系统和气路系统，并对方案中电路各个模块的设计进行了详细描述；最后，建立了监测装置机械结构的三维模型。

空气滤清器是保护发动机不受损害的重要装置，车用空气过滤器捕集粉尘的量与未过滤空气中的粉尘量之比为“过滤效率”。本文主要结合了车用滤清器特点，通过对比现有管道内颗粒物浓度与尺度的测试方法，以实用性为前提设计监测方案，完成了监测传感器选型，参考相关设计标准，给出了管道、滤清器等机械部分的工程设计和电路部分的工程设计。

本文着重需要解决的问题是空气滤在线监测系统及其试验装置的设计，以实现对空气滤清器管道内颗粒质量浓度的测试，以便及时检测进气系统是否失效，提醒驾驶员保证进气系统正常工作，保障发动机良好运转。本文取得的主要成果如下：

① 详细介绍了粒污染物主流检测方法，具体包括：重量法、射线吸收法、压电晶体法、微量振荡天平法、以及光散射法等，并对以上各种方法进行了优缺点比较，最后选择了光散射法。

②对光学传感器做了简要介绍，然后对比分析了几款不同的光学传感器，并进行了传感器的选型，最后进行了传感器光路系统和气路系统的设计。

③进行了单片机的选型，并从信号采集模块、微处理器模块、电源模块和显示模块四方面入手，介绍了四个模块的设计方案，最后描述了软件部分的设计，给出了程序代码，并进行仿真分析。

④进行了整体的机械结构的设计，并用CATIA将整体机械结构和重点零件绘制成图，明确了各部件的工作职能。