近年来,随着经济的高速发展和能源消耗的增加,随之而来的有害气体污染日益严重,对于有害气体的检测已经成为改善区域环境水平、提高生存质量、保障人类健康的重要手段。但是在广泛存在粉尘扬起逸散的多尘工况下,气体检测往往受到粉尘颗粒物的干扰,在长时间的检测下,仪器检测精度大大降低,使用寿命也受到不同程度的影响。现有的气体检测装置气路通道为管道结构,对含尘气流中的颗粒物无过滤作用,需要专门的过滤装置来过滤颗粒物,针对多尘工况下气体检测设备容易受颗粒物干扰及现有过滤装置过滤压降高、不可重复使用的问题,本研究采用工程仿生学原理,借鉴植被屏障捕获颗粒物的有效特征及可重复滞尘能力,通过研究有利于植被滞尘的叶片宏微观特征,提取仿生要素:刺柏的条状刺形叶片、植被表面凹槽、脊及毛状体结构,依此设计了含尘气体检测装置的两类仿生气路（I型和N型）的12种结构（I-L-blanks,I-L-leaves,I-S-leaves,I-L-grooves,I-S-grooves,I-H-grooves,N-B-grooves,N-S-grooves,N-B-ridges,N-S-ridges,N-B-trichomes,N-S-trichomes）,采用3D打印技术对仿生气路进行制备。并搭建了过滤性能测试试验台,通过对比测量样件前后颗粒物的浓度及测试样件在不同气流速度下对模拟颗粒物源的过滤效率和阻力压降,分析各个样件过滤性能随气流流速的变化。最后采用计算流体力学模拟方法对样件的过滤过程进行了数值模拟计算分析,获取颗粒物在样件内部的流动情况及样件内部空气流速和阻力压降的变化。主要结论如下:（1）与空白对照组相比,仿生样件碰撞表面的仿生结构增加了颗粒物的沉积机率。增加样件的通道长度和碰撞表面的截面面积可以提升过滤效率,但是不如增加通道的蜿蜒性而获得的效果好。所有过滤样件对粗颗粒物的过滤效率较高。总体上,N型样件的过滤效率大于I型,压降小于I型,过滤效率随着含尘气流速度的增加而降低,压降随着气流速度的增加而增加。N型样件对含尘气流的阻力压降非常低,最小为13Pa,碰撞表面的凹槽和毛状体显著提升了过滤效率,N-S-grooves、N-S-trichomes和N-B-grooves结构具有最佳的过滤效率。N-S-grooves、N-B-trichomes和N-B-grooves结构具有最大的品质因子。（2）通过在样件内部碰撞表面涂抹涂层,进一步增加了其对含尘气流中颗粒物的过滤效率,特别是对细颗粒物PM2.5的过滤效率,但是压降也随之增高,导致品质因子降低。在使用过后,通过清洗样件,可以恢复其滞尘能力,说明该设计具有良好的可重复使用性。（3）计算流体力学模拟结果表明,气流在样件内部偏转加速,颗粒物则由于惯性与壁面碰撞沉积,碰撞表面的仿生结构增加了颗粒物的沉积,气流在N型样件的中间通道部分的下部分高速流动并与壁面碰撞,所以中间管道的下壁面沉积了大量的颗粒物,同时N型管道的中间管道对气流的阻力也较小,所以增加管道的蜿蜒性可以有效提高气路通道的过滤性能,且N-S-grooves、N-S-trichomes和N-B-grooves内部碰撞表面沉积了最多的颗粒物。