專利名稱：一種可吸入顆粒物探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可吸入顆粒物探測器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種可吸入顆粒物探測器。
背景技術(shù)：
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)化程度的提高和自然環(huán)境的惡化，人們賴以生存的大氣中可吸入顆粒物濃度在不斷增高，造成了顆粒物濃度的超標(biāo)，致使室外和室內(nèi)空氣質(zhì)量不斷惡化，尤其是狹小的居住空間和公共場所，可吸入小顆粒濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家規(guī)定范圍，現(xiàn)在空氣中存在大量的懸浮顆粒物，使得人們吸入了更多的顆粒物，空氣中的懸浮粒子被吸入后，一部分通過呼氣重新排出，另一部分沉附在氣管和肺泡的壁上，對人體身體健康造成了極大危害。[0003]針對這種生存狀況，世界各國在空氣可吸入顆粒物監(jiān)測領(lǐng)域做了大量的研究工作，并取得了一些成績。如今針對可吸入顆粒物的檢測人們已提出多種方法，但歸結(jié)起來， 主要有兩種一是絕對質(zhì)量濃度稱重法，二是相對濃度測量法；在可吸入顆粒物防治方面主要提出噴霧降塵法、通風(fēng)除塵法、泡沫除塵等方法。這些方法對可吸入顆粒物的檢測與防治都起到了作用，但效果不是很明顯。但絕對質(zhì)量濃度采樣法需要稱重采樣，烘干等過程， 費(fèi)時(shí)費(fèi)力，只作為定期定點(diǎn)但不能作為室內(nèi)實(shí)時(shí)應(yīng)用；第二種方法可快速檢測，但不能實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)。因此研制一種適合檢測室內(nèi)(如辦公室、實(shí)驗(yàn)室、家庭、汽車內(nèi))可吸入顆粒物的監(jiān)測裝置對于保證人們的身體健康、舒心工作具有重要意義。[0004]我國從八十年代初開始研究檢測顆粒物濃度的超標(biāo)等問題，主要有當(dāng)時(shí)的北京市的顆粒物研究所、中國高能物理所的相關(guān)科學(xué)家在研究，但進(jìn)展緩慢，測量原理主要是光散射原理。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和對外開放，國內(nèi)于九十年代初由北京 市科委引進(jìn)了日本的一臺測塵儀，從此國內(nèi)可吸入顆粒物的檢測才進(jìn)入了快速發(fā)展階段。目前國內(nèi)成熟的可吸入顆粒物的檢測儀器主要是北京市科委的測塵儀，其后都是以其為基礎(chǔ)發(fā)展開發(fā)的。但該測塵儀只能檢測不具有控制功能因此針對國內(nèi)外可吸入顆粒物檢測防治現(xiàn)狀，研究開發(fā)能對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的、可報(bào)警的、具有控制功能的可吸入顆粒物監(jiān)測裝置不僅必須而且是非常必要的。[0005]通過檢索文獻(xiàn)等沒有查閱到室內(nèi)(如家庭居室、汽車內(nèi)、辦公室內(nèi)等)空氣中可吸入顆粒物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的監(jiān)測裝置。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型的目的在于提出一種可吸入顆粒物探測器，既能夠?qū)κ覂?nèi)空氣中可吸入顆粒物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)能夠在可吸入顆粒物濃度超標(biāo)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)控制，達(dá)到清潔空氣的目的。[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是[0008]一種可吸入顆粒物探測器，包括有單片機(jī)控制器、用于檢測可吸入顆粒物濃度的測量探頭、能夠顯示可吸入顆粒物濃度信息的顯示模塊、以及在可吸入顆粒物濃度超標(biāo)時(shí)能夠做出響應(yīng)的控制與報(bào)警模塊，該控制與報(bào)警模塊連接有除塵裝置；所述單片機(jī)控制器還連接有無線輸入模塊。[0009]進(jìn)一步的，所述測量探頭采用光學(xué)測量暗室，其內(nèi)部設(shè)置有光電倍增管。[0010]進(jìn)一步的，所述控制與報(bào)警模塊的內(nèi)部設(shè)置有用于隔離所述單片機(jī)控制器與所述除塵裝置的光耦合器。[0011]進(jìn)一步的，所述無線輸入模塊包括一個(gè)無線發(fā)射器與一個(gè)無線接收器。[0012]進(jìn)一步的，所述單片機(jī)控制器連接有與計(jì)算機(jī)通信的通信模塊。[0013]進(jìn)一步的，所述可吸入顆粒物探測器還包括有為所述單片機(jī)控制器、測量探頭、顯示模塊、控制與報(bào)警模塊、無線輸入模塊與通信模塊提供電能的DC/DC轉(zhuǎn)換電路。[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是[0015]本實(shí)用新型中所述及的一種可吸入顆粒物探測器，能夠?qū)κ覂?nèi)空氣中可吸入顆粒物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并通過顯示模塊對可吸入顆粒物濃度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到可吸入顆粒物濃度超標(biāo)時(shí)，會(huì)發(fā)出命令給控制與報(bào)警模塊，一方面進(jìn)行濃度超標(biāo)報(bào)警，另一方面控制除塵裝置清理室內(nèi)空氣中的可吸入顆粒物，達(dá)到清潔空氣的效果， 實(shí)現(xiàn)了可吸入顆粒物濃度的自動(dòng)控制；另外，可吸入顆粒物探測器還設(shè)置有無線輸入模塊， 單片機(jī)控制器通過判斷接收無線輸入模塊的信號并及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整調(diào)整測量探頭的校正系數(shù)、控制除塵裝置工作。

[0016]附圖為本實(shí)用新型中一種可吸入顆粒物探測器的原理結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
[0017]
以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明[0018]結(jié)合附圖所示，一種可吸入顆粒物探測器，包括有單片機(jī)控制器、用于檢測可吸入顆粒物濃度的測量探頭、能夠顯示可吸入顆粒物濃度信息的顯示模塊、以及在可吸入顆粒物濃度超標(biāo)時(shí)能夠做出響應(yīng)的控制與報(bào)警模塊，該控制與報(bào)警模塊連接有除塵裝置；所述單片機(jī)控制器還連接有無線輸入模塊。所述除塵裝置為抽風(fēng)扇、空調(diào)與噴霧設(shè)備等。[0019]測量探頭，采用光學(xué)測量暗室，測量的基本原理是含塵氣流可以認(rèn)為是空氣中散布著固體顆粒的氣溶膠，當(dāng)光束通過含塵空氣時(shí)，會(huì)發(fā)生吸收和散射，從而使光在原來傳播方向上的光強(qiáng)減弱，測量原理采用米氏散射原理進(jìn)行測量。光學(xué)測量暗室的主要測量部件是一個(gè)光電倍增管，光電倍增管能將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。[0020]單片機(jī)控制器選用STC89C52單片機(jī)，STC89C52是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為本設(shè)計(jì)提供了高靈活、超有效的解決方案。另外該單片機(jī)所具有的8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPR0M,MAX810 復(fù)位電路，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)及全雙工串行口都大大提高了測量裝置設(shè)計(jì)的靈活性，單片機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)了對光電倍增管輸出信號的處理，計(jì)算出粉塵濃度信息，并送顯示模塊進(jìn)行濃度信息顯示，同時(shí)判斷粉塵濃度是否超標(biāo)，當(dāng)超標(biāo)時(shí)控制與報(bào)警模塊報(bào)警，并同時(shí)控制除塵裝置工作，另外單片機(jī)控制器具有記憶功能，能夠記錄用戶需要記錄時(shí)刻的粉塵濃度信息。[0021]顯示模塊選用12864液晶顯示模塊，模塊顯示效果黃綠底黑字，能夠顯示粉塵濃度信息，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)顯示報(bào)警，也能夠查看記錄的歷史數(shù)據(jù)。[0022]控制與報(bào)警模塊的內(nèi)部設(shè)置有光稱合器，優(yōu)選地，所述光稱合器為6N137光I禹合器，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制器與除塵裝置的信號隔離，有效的防止了外部信號對探測器的影響， 6N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個(gè)850nm波長AlGaAs LED 和一個(gè)集成檢測器組成，其檢測器由一個(gè)光敏二極管、高增益線性運(yùn)放及一個(gè)肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補(bǔ)償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/ TTL兼容，高速(典型為IOMBd)，5mA的極小輸入電流。這些特性有助于減小功耗，增加系統(tǒng)的可靠性等功能。[0023]無線輸入模塊由一個(gè)無線發(fā)射器與一個(gè)無線接收器組成，無線接收器接收無線發(fā)射器發(fā)出的信號，將接收到的信號輸入到單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器通過判斷接收的信號做出相應(yīng)的調(diào)整調(diào)整測量探頭的校正系數(shù)、控制除塵裝置工作等，該無線輸入模塊具有無線標(biāo)定的功能。[0024]通信模塊主要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制器與計(jì)算機(jī)的通信，因?yàn)檫x用的單片機(jī)控制器本身帶有通信功能，所以只需要加一個(gè)電平轉(zhuǎn)換芯片就能實(shí)現(xiàn)232通信，電平轉(zhuǎn)換芯片選用 max232芯片，MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5v單電源供電，方便了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。[0025]可吸入顆粒物探測器還包括有DC/DC轉(zhuǎn)換電路，用于為所述單片機(jī)控制器、測量探頭、顯示模塊、控制與報(bào)警模塊、無線輸入模塊與通信模塊提供電能，其中，附圖中交直流變壓器能夠?qū)?20V的交流電直接變成12V的直流電壓，方便直接從室內(nèi)取電，變壓器能輸出電壓為12V，最大驅(qū)動(dòng)能力為2A的穩(wěn)定直流信號。[0026]DC/DC轉(zhuǎn)換電路采用LM2596芯片實(shí)現(xiàn)12V電壓到5V電壓的變換，LM2596是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓芯片，它內(nèi)含固定頻率振蕩器 (150KHZ)，和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器(I. 23v)，并具有完善的保護(hù)電路電流限制、熱關(guān)斷電路等。[0027]當(dāng)然，上述說明并不是對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不限于上述舉例，應(yīng)當(dāng)說明的是，本領(lǐng)域的技術(shù)·人員在本說明書的教導(dǎo)下，所作出的任何改變、變化或替換形式，均落在本說明書的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實(shí)用新型的保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種可吸入顆粒物探測器，其特征在于，包括有單片機(jī)控制器、用于檢測可吸入顆粒物濃度的測量探頭、能夠顯示可吸入顆粒物濃度信息的顯示模塊、以及在可吸入顆粒物濃度超標(biāo)時(shí)能夠做出響應(yīng)的控制與報(bào)警模塊，該控制與報(bào)警模塊連接有除塵裝置；所述單片機(jī)控制器還連接有無線輸入模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可吸入顆粒物探測器，其特征在于，所述測量探頭采用光學(xué)測量暗室，其內(nèi)部設(shè)置有光電倍增管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可吸入顆粒物探測器，其特征在于，所述控制與報(bào)警模塊的內(nèi)部設(shè)置有用于隔離所述單片機(jī)控制器與所述除塵裝置的光耦合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的一種可吸入顆粒物探測器，其特征在于，所述無線輸入模塊包括一個(gè)無線發(fā)射器與一個(gè)無線接收器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可吸入顆粒物探測器，其特征在于，所述單片機(jī)控制器連接有與計(jì)算機(jī)通信的通信模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可吸入顆粒物探測器，其特征在于，所述可吸入顆粒物探測器還包括有為所述單片機(jī)控制器、測量探頭、顯示模塊、控制與報(bào)警模塊、無線輸入模塊與通信模塊提供電能的DC/DC轉(zhuǎn)換電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可吸入顆粒物探測器。所述可吸入顆粒物探測器，包括有單片機(jī)控制器、用于檢測可吸入顆粒物濃度的測量探頭、能夠顯示可吸入顆粒物濃度信息的顯示模塊、以及在可吸入顆粒物濃度超標(biāo)時(shí)能夠做出響應(yīng)的控制與報(bào)警模塊，該控制與報(bào)警模塊連接有除塵裝置；所述單片機(jī)控制器還連接有無線輸入模塊。本實(shí)用新型能夠?qū)κ覂?nèi)空氣中可吸入顆粒物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并通過顯示模塊對可吸入顆粒物濃度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)單片機(jī)控制器檢測到可吸入顆粒物濃度超標(biāo)時(shí)，會(huì)發(fā)出命令給控制與報(bào)警模塊，一方面進(jìn)行濃度超標(biāo)報(bào)警，另一方面控制除塵裝置清理室內(nèi)空氣中的可吸入顆粒物，達(dá)到清潔空氣的效果，實(shí)現(xiàn)了可吸入顆粒物濃度的自動(dòng)控制。
文檔編號G01N15/06GK202793981SQ20122046787
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者李成宇, 馬驥, 趙經(jīng)華, 宋愛美, 李繼明 申請人:山東科技大學(xué)