一種手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀，包括觸摸式彩色液晶屏、真空泵，PM2.5塵埃激光粒子傳感器和智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)包括單片機(jī)控制電路、高速分選式粒子信號(hào)積分電路和真空泵驅(qū)動(dòng)模塊，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，體積較小、功耗低、性能可靠，能自動(dòng)快速收集數(shù)據(jù)并顯示和存貯，通過(guò)串行通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)打印和數(shù)據(jù)通訊，并能智能化地實(shí)現(xiàn)了不同工作條件下的自動(dòng)響應(yīng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粉塵檢測(cè)設(shè)備，具體涉及一種手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀。

【背景技術(shù)】
[0002]在空氣動(dòng)力學(xué)和環(huán)境氣象學(xué)中，顆粒物是按直徑大小來(lái)分類(lèi)的，粒徑小于100微米的稱(chēng)為T(mén)SP(TotalSuspendedParticle),即總懸浮物顆粒；粒徑小于10微米的稱(chēng)為PMlO (PM為ParticulateMatter縮寫(xiě))，即可吸入顆粒物；粒徑小于2.5微米的稱(chēng)為PM2.5，即可入肺顆粒物，它的直徑僅相當(dāng)于人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它與較粗的大氣顆粒物相比，粒徑小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn)，因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量影響更大，對(duì)PM2.5的檢測(cè)顯得尤為重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已有幾種pm2.5粉塵檢測(cè)儀，具體為:
1、摩擦靜電技術(shù):用一個(gè)探針插入到煙氣管道，這個(gè)可以測(cè)量顆粒攜帶的電荷的變化從而記錄它們的存在。他們的準(zhǔn)確性和可靠性是受以下幾點(diǎn)影響:它們只能測(cè)量碰撞的或者是非?？拷筋^的粉塵。
[0004]2、光吸收技術(shù):當(dāng)光波通過(guò)線性物質(zhì)時(shí)，會(huì)與物質(zhì)發(fā)生相互作用，光波一部分被介質(zhì)吸收，轉(zhuǎn)化為熱能；一部分被介質(zhì)散射，偏離了原來(lái)的傳播方向，剩下的部分仍按原來(lái)的傳播方向通過(guò)介質(zhì)。透過(guò)部分的光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之間符合朗伯一比爾定律。光吸收型粉塵濃度傳感器以朗伯一比爾定律為基礎(chǔ)，通過(guò)測(cè)量入射光強(qiáng)與出射光強(qiáng)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到粉塵濃度，該法具有在高粉塵濃度情況下測(cè)量準(zhǔn)確的特點(diǎn)。3、光散射技術(shù):光散射技術(shù)利用氣流中的顆粒反射出來(lái)的閃光的頻率及跟持續(xù)時(shí)間來(lái)測(cè)量顆粒的含量，它比其他技術(shù)而言擁有壓倒性?xún)?yōu)勢(shì)是把由于氣流中的濕度導(dǎo)致的誤差大大地降低到了無(wú)關(guān)緊要的水平。利用光散射技術(shù)的pm2.5激光粉塵儀可以在連續(xù)監(jiān)測(cè)粉塵濃度的同時(shí)，可收集到顆粒物，以便對(duì)其成份進(jìn)行分析，并求出質(zhì)量濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)K值?？芍弊x粉塵質(zhì)量濃度(mg/m)，具有PMlO、PM5、PM2.5及TSP切割器供選擇。
[0005]上述技術(shù)都有其特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，檢測(cè)靈敏度差，功能較單一，性能不佳，實(shí)際使用效果不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于，所述檢測(cè)儀包括:
殼體；觸摸式彩色液晶屏，所述觸摸式彩色液晶屏設(shè)置在所述殼體表面，作為檢測(cè)儀操作顯示和操作界面；
真空泵，用于抽取環(huán)境中的粉塵；
PM2.5塵埃激光粒子傳感器，用作采集所述真空泵抽取的粉塵的處理信息；以及智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)包括單片機(jī)控制電路、高速分選式粒子信號(hào)積分電路和真空泵驅(qū)動(dòng)模塊，所述單片機(jī)控制電路分別與所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路、真空泵驅(qū)動(dòng)模塊和觸摸式彩色液晶屏信號(hào)連通，所述真空泵驅(qū)動(dòng)模塊與所述真空泵電性連接，所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路與所述PM2.5塵埃激光粒子傳感器信號(hào)連接。
[0008]優(yōu)選地，所述智能控制系統(tǒng)還包括流量傳感器，所述流量傳感器分別與所述單片機(jī)控制電路和真空泵信號(hào)連通。
[0009]優(yōu)選地，所述手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀還包括設(shè)置在殼體表面上的微型打印機(jī)，所述微型打印機(jī)通過(guò)打印接口與所述單片機(jī)控制電路信號(hào)連通。
[0010]優(yōu)選地，所述智能控制系統(tǒng)還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊為所述智能控制系統(tǒng)其它模塊電路連接。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述檢測(cè)儀還包括蓄電池，所述蓄電池設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并與所述電源管理模塊電連接。
[0012]優(yōu)選地，檢測(cè)儀還包括交流電源充電接口，所述交流電源充電接口與所述電源管理模塊電連接。
[0013]優(yōu)選地，所述PM2.5塵埃激光粒子傳感器包括光強(qiáng)度恒定的半導(dǎo)體激光發(fā)射管、陣列式半導(dǎo)體激光接收器、光反射(散射)密封腔體、氣體通道。
[0014]優(yōu)選地，所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路包括一塊微型電路板、以及安裝于其上的放大器、比較器、積分器、模擬開(kāi)關(guān)及其輔助電路。
[0015]優(yōu)選地，所述真空泵為2.83L/min真空泵。
[0016]優(yōu)選地，所述智能控制系統(tǒng)還包括RS232通訊接口，所述單片機(jī)控制電路將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)所述RS232通訊接口輸出串行數(shù)據(jù)。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:設(shè)計(jì)合理，體積小、功耗低、性能可靠，安裝方便、交直流電二用、能自動(dòng)快速收集數(shù)據(jù)并顯示和存貯，通過(guò)串行通訊接口進(jìn)行數(shù)據(jù)打印和數(shù)據(jù)通訊，并能智能化地實(shí)現(xiàn)了不同工作條件下的自動(dòng)響應(yīng)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]圖1是本發(fā)明一種手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明一種手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明一種手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀原理框圖。
[0022]圖4是高速分選式粒子信號(hào)積分電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、觸摸式彩色液晶屏；2、微型打印機(jī)；3、PM2.5塵埃激光粒子傳感器；4、真空泵；5、蓄電池；6、高速分選式粒子信號(hào)積分電路；7、單片機(jī)控制電路；8、流量傳感器；9、電源管理模塊；10、真空泵驅(qū)動(dòng)模塊；11、打印接口 ；12、交流電源充電接口 ；13、RS232通訊接口 ； 14、電路板。
[0024]

【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0025]請(qǐng)參閱附圖1、2和3，本發(fā)明一種手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀，包括:觸摸式彩色液晶屏1、微型打印機(jī)2、PM2.5塵埃激光粒子傳感器3、2.83L/min真空泵4、蓄電池5、智能控制系統(tǒng)和殼體，所述觸摸式彩色液晶屏I和微型打印機(jī)2設(shè)置在所述殼體上，所述觸摸式彩色液晶屏1、微型打印機(jī)2、PM2.5塵埃激光粒子傳感器3、2.83L/min真空泵4、蓄電池5由智能控制系統(tǒng)控制。
[0026]進(jìn)一步說(shuō)，所述智能控制系統(tǒng)包括一塊電路板14和安裝在電路板上的高速分選式粒子信號(hào)積分電路6、單片機(jī)控制電路7、流量傳感器8、電源管理模塊9、真空泵驅(qū)動(dòng)模塊10、打印接口 11和RS232通訊接口 13，所述單片機(jī)控制電路7分別與所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路6、流量傳感器8、真空泵驅(qū)動(dòng)模塊10、打印接口 11、RS232通訊接口 13和觸摸式彩色液晶屏I信號(hào)連通，所述真空泵驅(qū)動(dòng)模塊10與所述真空泵4電性連接，所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路6與所述PM2.5塵埃激光粒子傳感器3信號(hào)連接。
[0027]較佳地，所述PM2.5塵埃激光粒子傳感器包括光強(qiáng)度恒定的半導(dǎo)體激光發(fā)射管、陣列式半導(dǎo)體激光接收器、光反射(散射)密封腔體、氣體通道；所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路包括一塊微型電路板、以及安裝于其上的放大器、比較器、積分器、模擬開(kāi)關(guān)及其輔助電路。
[0028]所述單片機(jī)控制電路作為智能控制器控制采樣、計(jì)算、顯示、存取，通訊的全過(guò)程，分選式粒子信號(hào)積分電路、可調(diào)節(jié)流量的真空泵電源電路、流量傳感器及其輔助電路還組成具有“采樣分選” “流量控制”的功能切換電路，可用于分選粒子和自動(dòng)流量調(diào)節(jié)。
[0029]如圖3所示，所述電源管理模塊9為所述智能控制系統(tǒng)其它模塊電路連接，其一端電連接殼體內(nèi)設(shè)置的蓄電池5，其另一端電連接電源管理交流電源充電接口 12。
[0030]當(dāng)手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀工作時(shí):
所述單片機(jī)控制電路7控制所述真空泵驅(qū)動(dòng)模塊10驅(qū)動(dòng)所述2.83L/min真空泵4。
[0031]所述PM2.5塵埃激光粒子傳感器3采集由所述2.83L/min真空泵4抽取的塵埃粒子送所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路處理，高速分選式粒子信號(hào)積分電路結(jié)構(gòu)如圖4所示，處理后的信號(hào)送所述單片機(jī)控制電路7計(jì)算、存貯。
[0032]所述流量傳感器8采樣流過(guò)所述PM2.5塵埃激光粒子傳感器3的空氣流量，數(shù)據(jù)送所述單片機(jī)控制電路7計(jì)算、比較，并由所述單片機(jī)控制電路7調(diào)整所述真空泵驅(qū)動(dòng)模塊10的參數(shù)以實(shí)現(xiàn)流量的閉環(huán)控制。
[0033]所述觸摸式彩色液晶屏I作為手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀操作顯示界面可顯示所述單片機(jī)控制電路7采集的數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)，也可以工作參數(shù)設(shè)置。
[0034]所述單片機(jī)控制電路7將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)所述打印接口 11從微型打印機(jī)2輸出數(shù)據(jù)。
[0035]所述單片機(jī)控制電路7將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)所述RS232通訊接口 13輸出串行數(shù)據(jù)。
[0036]所述電源管理模塊9優(yōu)先選擇所述蓄電池5電源處理后供所述各電路模塊。
[0037]所述交流電源充電接口 12可將外部電源輸入所述電源管理模塊9并控制向所述蓄電池5充電和向所述各電路模塊供電。
[0038]當(dāng)手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀不工作時(shí):
所述交流電源充電接口 12可將外部電源輸入所述電源管理模塊9并控制向所述蓄電池5充電。
[0039]根據(jù)實(shí)踐證明本發(fā)明可以直讀粉塵質(zhì)量濃度(mg/m3)，5秒出結(jié)果；大屏幕觸摸式液晶顯示器，中英文菜單選擇；檢測(cè)靈敏度:0.01mg/m3 ； 0.001mg/m3 ;測(cè)量范圍:
0.0l?100 mg/m3 ； 0.001?10 mg/m3 ;具有公共場(chǎng)所監(jiān)測(cè)模式、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)模式以及勞動(dòng)衛(wèi)生模式?？捎?jì)算出時(shí)間加權(quán)平均值(TWA)和短時(shí)間接觸允許濃度(STEL);具有濕度修正功能；具有流量設(shè)置和自動(dòng)調(diào)節(jié)功能；具有粒子分選功能PMl.0, PM10、PM5、PM2.5及TSP供選擇。并具有手持式儀器的常用功能:通訊、打印、數(shù)據(jù)存取、電池管理等。
[0040]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于，所述檢測(cè)儀包括: 殼體； 觸摸式彩色液晶屏，所述觸摸式彩色液晶屏設(shè)置在所述殼體表面，作為檢測(cè)儀操作顯示和操作界面； 真空泵，用于抽取環(huán)境中的粉塵； PM2.5塵埃激光粒子傳感器，用作采集所述真空泵抽取的粉塵的處理信息；以及 智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)包括單片機(jī)控制電路、高速分選式粒子信號(hào)積分電路和真空泵驅(qū)動(dòng)模塊，所述單片機(jī)控制電路分別與所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路、真空泵驅(qū)動(dòng)模塊和觸摸式彩色液晶屏信號(hào)連通，所述真空泵驅(qū)動(dòng)模塊與所述真空泵電性連接，所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路與所述PM2.5塵埃激光粒子傳感器信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:所述智能控制系統(tǒng)還包括流量傳感器，所述流量傳感器分別與所述單片機(jī)控制電路和真空泵信號(hào)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:所述手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀還包括設(shè)置在殼體表面上的微型打印機(jī)，所述微型打印機(jī)通過(guò)打印接口與所述單片機(jī)控制電路信號(hào)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:所述智能控制系統(tǒng)還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊為所述智能控制系統(tǒng)其它模塊電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:所述檢測(cè)儀還包括蓄電池，所述蓄電池設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并與所述電源管理模塊電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手持式PM2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:檢測(cè)儀還包括交流電源充電接口，所述交流電源充電接口與所述電源管理模塊電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:所述PM2.5塵埃激光粒子傳感器包括光強(qiáng)度恒定的半導(dǎo)體激光發(fā)射管、陣列式半導(dǎo)體激光接收器、光反射(散射)密封腔體、氣體通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:所述高速分選式粒子信號(hào)積分電路包括一塊微型電路板、以及安裝于其上的放大器、比較器、積分器、模擬開(kāi)關(guān)及其輔助電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:所述真空泵為2.83L/min 真空泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式pm2.5粉塵檢測(cè)儀，其特征在于:所述智能控制系統(tǒng)還包括RS232通訊接口，所述單片機(jī)控制電路將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)所述RS232通訊接口輸出串行數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G01N15/06GK104359807SQ201410585392
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】顏友鈞 申請(qǐng)人:蘇州市職業(yè)大學(xué)