專利名稱：多功能激光粉塵儀的制作方法
技術(shù)領域：
多功能激光粉塵儀技術(shù)領域[0001]本實用新型涉及一種粉塵測量儀，具體地說，涉及一種多功能激光粉塵儀，具有無線發(fā)射和支持雙向通訊的功能。
背景技術(shù)：
[0002]粉塵檢測儀主要用于檢測環(huán)境中的粉塵濃度，當前人們對生活工作居住環(huán)境的要求越來越高，其工作原理主要是激光光散射原理；主要適用于各種研究機構(gòu)，氣象學，公眾衛(wèi)生學，工業(yè)勞動衛(wèi)生工程學，大氣污染研究等。目前，國內(nèi)、外所有的快速粉塵(顆粒物)測定儀器，比如環(huán)保系統(tǒng)廣泛使用的美國T0EM1400錐體振蕩天平顆粒物測定儀，還有公共場所、勞動作業(yè)現(xiàn)場及室內(nèi)、外環(huán)境監(jiān)測廣泛使用的各種光散射式測(粉)塵儀以及各種型號的β射線法測塵儀器，都不具備無線發(fā)射功能。實用新型內(nèi)容[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多功能激光粉塵儀，具有無線發(fā)射和支持雙向通訊的功能。[0004]本實用新型的技術(shù)方案如下[0005]一種多功能激光粉塵儀，包括檢測單元、控制和顯示單元、無線發(fā)射單元和電源； 其中，檢測單元，包括氣體分離切割器、暗室、光源系統(tǒng)、光電接收系統(tǒng)、濾膜采樣器、分流器、流量傳感器和過濾器；所述氣體分離切割器設置在進氣口的底端，所述氣體分離切割器和所述暗室之間連接有氣流通道；所述光源系統(tǒng)和所述光電接收系統(tǒng)分別設置在所述暗室的兩端；所述暗室和所述濾膜采樣器之間連接有出氣口，所述濾膜采樣器和所述分流器之間連接有抽氣泵，所述分流器上設置有第一出口和第二出口，所述第一出口的一端連接有所述流量傳感器，所述第二出口的一端連接有過濾器；控 制和顯示單元，包括微型計算機、 顯示器、鍵盤和打印機；所述微型計算機分別與所述光源系統(tǒng)、所述顯示器、所述鍵盤和所述打印機電連接；所述無線發(fā)射單元和所述計算機之間電連接有計算機通訊串行接口 ；所述電源分別與所述檢測單元、所述控制和顯示單元和所述無線發(fā)射單元電連接。[0006]進一步所述光源系統(tǒng)包括激光功率控制器和激光發(fā)生器；所述激光功率控制器和所述激光發(fā)生器控制光源產(chǎn)生激光照射到粉塵顆粒物上，所述激光功率控制器和所述微型計算機電連接。[0007]進一步所述光電接收系統(tǒng)包括光電接收器和光學透鏡組；所述光學透鏡組設置在所述光電接收器和所述光源中間。[0008]進一步所述暗室內(nèi)設置有隔板，所述隔板設置在所述光學透鏡組和所述光源之間，所述隔板上設置有與所述光源和所述光學透鏡組相應的出光孔。[0009]進一步所述隔板為兩個，所述隔板設置在所述進氣口的下方的兩側(cè)，所述隔板的下端和所述暗室之間設置有間隙。[0010]進一步所述暗室的上端開設有兩個過濾氣體出氣口，所述兩個過濾氣體出氣口分別設置在兩個所述隔板的外側(cè)，所述兩個過濾氣體出氣口和所述過濾器連接。[0011]進一步所述流量傳感器和所述微型計算機電連接，恒流控制器連接在所述微型 計算機和所述抽氣泵之間，被測氣體出氣口設置在所述流量傳感器的上端。[0012]進一步所述光電接收器和前置放大器電連接，所述前置放大器和積分電路電連 接，所述積分電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述微型計算機電連接。[0013]進一步所述微型計算機為單片微型計算機，所述電源為N1-MH充電電池，所述計 算機通訊串行接口為RS485接口，所述激光發(fā)生器為半導體激光器，所述顯示器為液晶顯 示器。[0014]進一步所述多功能激光粉塵儀還設置有標準散射板自校準系統(tǒng)。[0015]本實用新型的技術(shù)效果如下[0016]1、本實用新型的多功能激光粉塵儀設置有無線發(fā)射單元，因此，本實用新型不僅 可以檢測粉塵顆粒物濃度，還可以把粉塵顆粒物濃度的數(shù)據(jù)通過電信部門的通用分組無線 服務技術(shù)(General Packet Radio Service,GPRS)或碼分多址網(wǎng)(Code Division Multiple Access, CDMA網(wǎng))與互聯(lián)網(wǎng)(INTNET網(wǎng))相連接，實現(xiàn)向數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)傳輸。[0017]2、本實用新型的多功能激光粉塵儀的微型計算機內(nèi)設置有通信功能模塊，可與數(shù) 據(jù)中心雙向通信，接收數(shù)據(jù)中心指令，對粉塵儀的運行及數(shù)據(jù)發(fā)送進行控制。


[0018]圖1是本實用新型的多功能激光粉塵儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0019]下面結(jié)合實施例對本實用新型的具體實施方式
進行說明。[0020]如圖1所示，是本實用新型的多功能激光粉塵儀的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]本實用新型包括檢測單元、控制和顯示單元、無線發(fā)射單元和電源；其中，檢測單 兀包括氣體分離切割器2、暗室4、光源系統(tǒng)、光電接收系統(tǒng)、濾膜米樣器6、分流器8、流量傳 感器9和過濾器5。控制和顯示單元包括微型計算機20、顯示器21、鍵盤22和打印機23。 微型計算機20分別與光源系統(tǒng)、顯示器21、鍵盤22和打印機23電連接。無線發(fā)射單元25 和微型計算機20之間電連接有該計算機通訊串行接口 24，微型計算機20可以接收無線發(fā) 射單元25發(fā)射的信息，也可以向無線發(fā)射單元25發(fā)出信息。電源分別與檢測單元、控制和 顯示單元和無線發(fā)射單元25電連接,為上述單元提供工作能源。[0022]氣體分離切割器2設置在進氣口 I的底端。粒子分離切割器2可以更換，該粒子 分離切割器2根據(jù)不同環(huán)境下的被測粉塵，可以采用PM10、PM5、PM2. 5或PMl等型號的粒子 分離切割器，以實現(xiàn)PM10、PM5、PM2. 5或PMl等多種粒子分離切割器兼容。氣體分離切割器 2和暗室4之間連接有氣流通道3。被測氣體進入進氣口 I后通過粒子分離切割器2，然后 通過氣流通道3進入暗室4。[0023]光源系統(tǒng)設置在暗室4的一端，光源系統(tǒng)包括激光功率控制器19和激光發(fā)生器18。暗室4 一端設置有激光的光源12。光源12由激光功率控制器19和激光發(fā)生器18控 制產(chǎn)生激光。光源12發(fā)出的激光照射到粉塵顆粒物上，使其產(chǎn)生散射光。本實用新型一優(yōu) 選的實施例中，激光發(fā)生器18采用半導體激光器，其產(chǎn)生的紅外激光具有良好的單色性，從而減小了質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)(K值)的變化范圍。激光功率控制器19通過控制線與微型 計算機20電連接。光源12光線的強弱變化數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線輸送給微型計算機20，再由微 型計算機20通過激光功率控制器19向激光發(fā)生器18發(fā)出控制指令，控制激光發(fā)生器18及 激光光源12，從而實現(xiàn)激光發(fā)射功率的閉環(huán)控制，使激光的發(fā)射強度恒定，從而提高本實用 新型測量的穩(wěn)定性。本實用新型一優(yōu)選的實施例中，微型計算機20采用單片微型計算機。 其內(nèi)預置有粉塵濃度超標報警閾值和通信功能模塊。[0024]光電接收系統(tǒng)設置在暗室4的另一端。光電接收系統(tǒng)包括光電接收器14和光學 透鏡組13。光電接收器14與光源12中間設置有光學透鏡組13。暗室4內(nèi)設置有隔板41。 在本實用新型一優(yōu)選的實施例中，隔板41為兩個。光學透鏡組13與光源12之間設置有兩 個隔板41。兩個隔板41分別位于進氣口 I的下方兩側(cè)。兩個隔板41上都開設有與光源 12和光學透鏡組13相應的出光孔42。[0025]暗室4和濾膜采樣器6之間連接有出氣口 43。出氣口 43設置在暗室4的下方，并 且與進氣口 I相對。被測氣體經(jīng)過暗室4后沿出氣口 43進入濾膜采樣器6。濾膜采樣器 6實現(xiàn)了連續(xù)監(jiān)測粉塵濃度與濾膜采樣兼容，可以分析所收集到粉塵顆粒物的成份，并能求 出該場所的質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)即K值。濾膜采樣器6和分流器8之間連接有抽氣泵7。濾 膜采樣器6 —端通過管路連接不同流量的抽氣泵7，根據(jù)不同環(huán)境下的被測粉塵，可以選擇 與環(huán)境適應的抽氣泵7，用于過濾被測氣體。該抽氣泵7的另一端通過管路連接分流器8。[0026]分流器8上開設有第一出口 81和第二 82，第一出口 81的一端通過管路連接流量 傳感器9。流量傳感器9和微型計算機20電連接。流量傳感器9將感應到的被測氣體的流 量信號通過數(shù)據(jù)線輸送至微型計算機20。恒流控制器10連接在微型計算機20和抽氣泵7 之間。當濾膜采樣器6上收集的粉塵增厚，使被測氣體流量變小時，微型計算機20通過連 接在其與抽氣泵7之間的恒流控制器10，向抽氣泵7發(fā)出增大抽氣量的指令，從而實現(xiàn)吸入 空氣流量的閉環(huán)控制，確保濾膜采樣器6采樣流量的恒定，進而保證切割曲線的正確。流量 傳感器9上端還開設有被測氣體出氣口 11，作為排出被測氣體的通道。[0027]分流器8上的第二出口 82的一端通過管路連接過濾器5，對被測氣體再次進行過 濾。暗室4的上端開設有兩個過濾氣體出氣口 44。過濾器5通過一管路連接到暗室4上 開設的兩過濾氣體出氣口 44。被測氣體被經(jīng)過兩次過濾沿兩過濾氣體出氣口 44進入暗室4。兩過濾氣體出氣口 44分別位于兩隔板41的外側(cè)。兩隔板41的下端與暗室4之間設置 有間隙，形成一光路自清洗系統(tǒng)。光路自清洗系統(tǒng)確保光源12、光學透鏡組13和光電接收 器14與粉塵含量高的被測氣體隔離開，從而不受污染，因此進一步提高本實用新型測量粉 塵濃度的準確性。[0028]光電接收器14和前置放大器15電連接。前置放大器15和積分電路16電連接。 積分電路16和模數(shù)轉(zhuǎn)換器17電連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換器17和微型計算機20電連接。光電接收 器14將接收到的粉塵顆粒物散射光的光強信號依序通過前置放大器15、積分電路16和模 數(shù)轉(zhuǎn)換器17輸送到微型計算機20。前置放大器15、積分電路16和模數(shù)轉(zhuǎn)換器17為本領 域常用設備，在此不再詳述。[0029]微型計算機20的顯示輸出端連接有顯示器21。在本實用新型一優(yōu)選的實施例中， 顯示器21為液晶顯示器。結(jié)合微型計算機20內(nèi)預置的漢字庫，可以通過漢字顯示所有檢 測信息。所有檢測信息可以通過微型計算機20上具有的微型打印輸出端口連接的打印機23，直接打印出來。微型計算機20的I/O接口上連接有用于輸入指令和數(shù)據(jù)的鍵盤22，及 計算(PC)機通訊串行接口 24。在本實用新型一優(yōu)選的實施例中該接口采用RS485接口。 微型計算機20經(jīng)無線發(fā)射單元25，實現(xiàn)與數(shù)據(jù)中心的雙向通訊。[0030]本實用新型還設置有標準散射板自校準系統(tǒng)作為儀器的校準部件，其為一個標準 的光學器件，在儀器設為校準狀態(tài)時，將標準散射自校準系統(tǒng)打入光路中模擬粒子的散射， 作為標準散射光來校準儀器。[0031]在本實用新型一優(yōu)選的實施例中，電源采用N1-MH充電電池，可連續(xù)使用8小時， 并配備有電源適配器。[0032]本實用新型設計有適合公共場所顆粒物質(zhì)量濃度檢測的一般測量模式；適合大 氣環(huán)境監(jiān)測的定時采樣模式；以及根據(jù)工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標準(GBZ1-2002)和工作場所有害因 素接觸限值(GBZ2-2002)標準，可計算出時間加權(quán)平均值(TWA)以及短時間接觸容許濃度 (STEL)的勞動衛(wèi)生模式。[0033]使用時，本實用新型的基本工作原理是被測氣體被吸入進氣口 1，經(jīng)過粒子分離 切割器2分離，除去粗大的粉塵顆粒物，依序進入暗室4，濾膜采樣器6和抽氣泵7，然后通 過分流器8將被測氣體分為兩路。其中一路被測氣體通過過濾器5后，再次進入暗室4，粉 塵顆粒物在光源12發(fā)出的紅外激光照射下產(chǎn)生散射光。散射光信號經(jīng)過光電接收器14接 收后，再依序通過前置放大器15、積分電路16和模數(shù)轉(zhuǎn)換器17輸送到微型計算機20，轉(zhuǎn)換 為散射光強度，以及與粉塵顆粒物濃度成正比的每分鐘脈沖計數(shù)即粉塵顆粒物的相對質(zhì)量 濃度R(CPM)。同樣，另一路被測氣體依序通過流量傳感器9，將感應到的氣體流量信號輸送 給單片微型計算機20。單片微型計算機20中的通信功能模塊經(jīng)PC機通訊串行接口 24及 無線發(fā)射單元25與GPRS網(wǎng)、INTENET網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心(中心站)相連，實現(xiàn)粉塵儀與數(shù)據(jù) 中心(中心站)的雙向通信。[0034]以上所述，僅為實用新型的具體實施方式
。本實用新型的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替 換，都應當涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多功能激光粉塵儀，其特征在于包括檢測單元、控制和顯示單元、無線發(fā)射單元和電源；其中，檢測單元，包括氣體分離切割器、暗室、光源系統(tǒng)、光電接收系統(tǒng)、濾膜采樣器、分流器、 流量傳感器和過濾器；所述氣體分離切割器設置在進氣口的底端，所述氣體分離切割器和所述暗室之間連接有氣流通道；所述光源系統(tǒng)和所述光電接收系統(tǒng)分別設置在所述暗室的兩端；所述暗室和所述濾膜采樣器之間連接有出氣口，所述濾膜采樣器和所述分流器之間連接有抽氣泵，所述分流器上設置有第一出口和第二出口，所述第一出口的一端連接有所述流量傳感器，所述第二出口的一端連接有過濾器；控制和顯示單元，包括微型計算機、顯示器、鍵盤和打印機；所述微型計算機分別與所述光源系統(tǒng)、所述顯示器、所述鍵盤和所述打印機電連接；所述無線發(fā)射單元和所述計算機之間電連接有計算機通訊串行接口；所述電源分別與所述檢測單元、所述控制和顯示單元和所述無線發(fā)射單元電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述光源系統(tǒng)包括激光功率控制器和激光發(fā)生器；所述激光功率控制器和所述激光發(fā)生器控制光源產(chǎn)生激光照射到粉塵顆粒物上，所述激光功率控制器和所述微型計算機電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述光電接收系統(tǒng)包括光電接收器和光學透鏡組；所述光學透鏡組設置在所述光電接收器和所述光源中間。
4.如權(quán)利要求3所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述暗室內(nèi)設置有隔板，所述隔板設置在所述光學透鏡組和所述光源之間，所述隔板上設置有與所述光源和所述光學透鏡組相應的出光孔。
5.如權(quán)利要求4所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述隔板為兩個，所述隔板設置在所述進氣口的下方的兩側(cè)，所述隔板的下端和所述暗室之間設置有間隙。
6.如權(quán)利要求5所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述暗室的上端開設有兩個過濾氣體出氣口，所述兩個過濾氣體出氣口分別設置在兩個所述隔板的外側(cè)，所述兩個過濾氣體出氣口和所述過濾器連接。
7.如權(quán)利要求6所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述流量傳感器和所述微型計算機電連接，恒流控制器連接在所述微型計算機和所述抽氣泵之間，被測氣體出氣口設置在所述流量傳感器的上端。
8.如權(quán)利要求7所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述光電接收器和前置放大器電連接，所述前置放大器和積分電路電連接，所述積分電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述微型計算機電連接。
9.如權(quán)利要求8所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述微型計算機為單片微型計算機，所述電源為N1-MH充電電池，所述計算機通訊串行接口為RS485接口，所述激光發(fā)生器為半導體激光器，所述顯示器為液晶顯示器。
10.如權(quán)利要求9所述的多功能激光粉塵儀，其特征在于所述多功能激光粉塵儀還設置有標準散射板自校準系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能激光粉塵儀，包括檢測單元、控制和顯示單元、無線發(fā)射單元和電源；其中，檢測單元，包括氣體分離切割器、暗室、光源系統(tǒng)、光電接收系統(tǒng)、濾膜采樣器、分流器、流量傳感器和過濾器；控制和顯示單元，包括微型計算機、顯示器、鍵盤和打印機；所述微型計算機分別與所述光源系統(tǒng)、所述顯示器、所述鍵盤和所述打印機電連接；所述無線發(fā)射單元和所述計算機之間電連接有計算機通訊串行接口；所述電源分別與所述檢測單元、所述控制和顯示單元和所述無線發(fā)射單元電連接。本實用新型的多功能激光粉塵儀不僅可以檢測粉塵顆粒物濃度，還具有無線發(fā)射和支持雙向通訊的功能。
文檔編號G01N15/06GK202837149SQ201220493198
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者朱蕓德, 張晶, 畢昕, 張芳翰, 朱一川 申請人:北京綠林創(chuàng)新數(shù)碼科技有限公司