空氣顆粒物測(cè)重儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種空氣顆粒物測(cè)重儀，包括前殼和后殼，所述前殼和后殼的結(jié)合處設(shè)置有開(kāi)機(jī)按鈕和靜音按鈕；所述前殼的外部上設(shè)置有顯示屏；所述后殼的外部設(shè)置有排氣口和進(jìn)氣口；所述前殼的內(nèi)部設(shè)置有電路板；所述電路板上設(shè)置有激光底座和光伏電池；所述激光底座內(nèi)部依次設(shè)置有激光發(fā)生器、聚焦鏡片和激光傳感器；所述激光發(fā)生器與聚焦鏡片之間設(shè)置有遮光板；所述聚焦鏡片與激光傳感器之間設(shè)置有遮光板；所述激光底座上激光傳感器處設(shè)置有供空氣進(jìn)出的通氣孔；所述激光底座的上部設(shè)置有氣流增壓裝置；所述排氣口處設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型的有益之處在于：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，攜帶方便，能夠快速且準(zhǔn)確的對(duì)空氣中PM2.5及PM10等污染物進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。
【專(zhuān)利說(shuō)明】空氣顆粒物測(cè)重儀
(—)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，特別是涉及一種空氣顆粒物測(cè)重儀。
(二)

【背景技術(shù)】
[0002]PM2.5即細(xì)顆粒物。細(xì)顆粒物又稱(chēng)細(xì)粒、細(xì)顆粒、PM2.5。細(xì)顆粒物指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物。它能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中，其在空氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比，PM2.5粒徑小，面積大，活性強(qiáng)，易附帶有毒、有害物質(zhì)(例如，重金屬、微生物等)，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)量的影響更大。
[0003]PMlO即可吸入顆粒物。通常把粒徑在10微米以下的顆粒物稱(chēng)為PM10，又稱(chēng)為可吸入顆粒物或飄塵。顆粒物的直徑越小，進(jìn)入呼吸道的部位越深。10微米直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道，5微米直徑的可進(jìn)入呼吸道的深部，2微米以下的可100%深入到細(xì)支氣管和肺泡。可吸入顆粒物在環(huán)境空氣中持續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)人體健康和大氣能見(jiàn)度影響都很大。一些顆粒物來(lái)自污染源的直接排放，比如煙囪與車(chē)輛。另一些則是由環(huán)境空氣中硫氧化物、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物及其它化合物互相作用形成的細(xì)小顆粒物，它們的化學(xué)和物理組成依地點(diǎn)、氣候、一年中的季節(jié)不同而變化很大?？晌腩w粒物通常來(lái)自在未鋪浙青、水泥的路面上行使的機(jī)動(dòng)車(chē)、材料的破碎碾磨處理過(guò)程以及被風(fēng)揚(yáng)起的塵土。
[0004]空氣質(zhì)量檢測(cè)儀是指專(zhuān)用于測(cè)量空氣中PM2.5或PMlO數(shù)值的專(zhuān)用檢測(cè)儀器。適用于公共場(chǎng)所環(huán)境、大氣環(huán)境和室內(nèi)空氣的測(cè)定，還可用于空氣凈化器凈化效率的評(píng)價(jià)分析。
[0005]本實(shí)用新型提供一種利用激光聚焦技術(shù)來(lái)探測(cè)空氣流體中的粒子的裝置。主要對(duì)空氣中的PM2.5和PMlO進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了克服現(xiàn)有空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的不足之處，本實(shí)用新型提供了空氣顆粒物測(cè)重儀。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本方案的空氣顆粒物測(cè)重儀，包括前殼和后殼，其特征在于:所述前殼和后殼的結(jié)合處設(shè)置有開(kāi)機(jī)按鈕和靜音按鈕；所述前殼的外部上設(shè)置有顯示屏；所述后殼的外部設(shè)置有排氣口和進(jìn)氣口 ；所述前殼的內(nèi)部設(shè)置有電路板；所述電路板上設(shè)置有激光底座和光伏電池；所述激光底座內(nèi)部依次設(shè)置有激光發(fā)生器、聚焦鏡片和激光傳感器；所述激光發(fā)生器與聚焦鏡片之間設(shè)置有遮光板；所述聚焦鏡片與激光傳感器之間設(shè)置有遮光板；所述激光底座上激光傳感器處設(shè)置有供空氣進(jìn)出的通氣孔；所述激光底座的上部設(shè)置有氣流增壓裝置；所述排氣口處設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)。
[0009]進(jìn)一步，所述開(kāi)機(jī)按鈕、靜音按鈕、顯示屏、激光發(fā)生器、激光傳感器和鼓風(fēng)機(jī)均與電路板相連接。
[0010]進(jìn)一步，所述激光發(fā)生器、激光傳感器、顯示屏和鼓風(fēng)機(jī)均與光伏電池相連接。
[0011]進(jìn)一步，所述氣流增壓裝置與進(jìn)氣口相連接。
[0012]進(jìn)一步，所述氣流增壓裝置的寬度由進(jìn)氣口至激光底座逐漸減小。
[0013]本實(shí)用新型的有益之處在于:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，攜帶方便，能夠快速且準(zhǔn)確的對(duì)空氣中PM2.5及PMlO等污染物進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。
(四)

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的效果圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為圖1沿B-B’的剖視圖。
[0017]圖4為圖1沿A-A’的剖視圖。
[0018]圖5為本實(shí)用新型激光底座工作示意圖。
[0019]圖6為PM2.5和PMlO的脈沖波形。
[0020]圖7為電壓和鼓風(fēng)機(jī)電扇轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖。
[0021]圖8為顆粒物檢測(cè)程序流程。
[0022]圖9為電源控制方框圖。
[0023]其中:1-前殼，2-后殼，3-開(kāi)機(jī)按鈕，4-靜音按鈕，5-顯示屏，6_排氣口，7_進(jìn)氣口，8-電路板，9-激光底座，10-激光發(fā)生器，11-聚焦鏡片，12-激光傳感器，13-氣流增壓裝置，14-鼓風(fēng)機(jī),15-光伏電池，16-遮光板。
(五)

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式做出簡(jiǎn)要說(shuō)明。
[0025]如圖1至圖5的空氣顆粒物測(cè)重儀，包括前殼I和后殼2，所述前殼I和后殼2的結(jié)合處設(shè)置有開(kāi)機(jī)按鈕3和靜音按鈕4 ;所述前殼I的外部上設(shè)置有顯示屏5 ;所述后殼2的外部設(shè)置有排氣口 6和進(jìn)氣口 7 ;所述前殼I的內(nèi)部設(shè)置有電路板8 ;所述電路板8上設(shè)置有激光底座9和光伏電池15 ;所述激光底9座內(nèi)部依次設(shè)置有激光發(fā)生器10、聚焦鏡片11和激光傳感器12 ;所述激光發(fā)生器10與聚焦鏡片11之間設(shè)置有遮光板16 ;所述聚焦鏡片11與激光傳感器12之間設(shè)置有遮光板；所述激光底座9上激光傳感器12處設(shè)置有供空氣進(jìn)出的通氣孔；所述激光底座9的上部設(shè)置有氣流增壓裝置13 ;所述排氣口 6處設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)14 ;所述開(kāi)機(jī)按鈕3、靜音按鈕4、顯示屏5、激光發(fā)生器10、激光傳感器11和鼓風(fēng)機(jī)14均與電路板相連接；所述激光發(fā)生器10、激光傳感器12、顯示屏5和鼓風(fēng)機(jī)14均與光伏電池15相連接；所述氣流增壓裝置13與進(jìn)氣口 7相連接；所述氣流增壓裝置13的寬度由進(jìn)氣口 6至激光底座9逐漸減小。
[0026]本實(shí)例的工作過(guò)程:電路板8通過(guò)螺栓和前殼I相連接，激光底座9和光伏電池15固定在電路板8上,鼓風(fēng)機(jī)14固定在后殼2上,前殼I和后殼2組合在一起構(gòu)成了本實(shí)用新型的外殼，在本實(shí)用新型工作時(shí)，在鼓風(fēng)機(jī)14的作用下，空氣由進(jìn)氣口 7進(jìn)入，在氣流增壓裝置13的作用下，加速了空氣的流動(dòng)速度，空氣由激光底座9的通氣孔進(jìn)入，圖3展示了激光底座9、激光發(fā)生器10、聚焦鏡片11和激光傳感器12的位置。這個(gè)結(jié)構(gòu)能在機(jī)器工作時(shí)產(chǎn)生激光焦點(diǎn)，當(dāng)顆粒物經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生光電信號(hào)。激光底座9由模具注塑一體成型，用來(lái)控制和屏蔽自身和外界光源，減少對(duì)激光傳感器12的干擾，激光底座9內(nèi)有專(zhuān)門(mén)的激光通道和多個(gè)遮光板16，能屏蔽外部光源和自身散射產(chǎn)生的干擾，激光底座9發(fā)出的激光不會(huì)被反射回激光底座9內(nèi)部，在激光尾端有一個(gè)折射吸光裝置，對(duì)激光傳感器12有效的屏蔽光線干擾起著重要的作用。當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)激光底座9時(shí)，激光傳感器12會(huì)接收到空氣中的各種顆粒物產(chǎn)生的電脈波信號(hào)，這些電信號(hào)由電路板8上的傳感器送入放大器進(jìn)行放大，放大器帶高阻兩級(jí)選頻放大電路，測(cè)量出空氣中顆粒物的信號(hào)，放大器外部增加調(diào)整電路，可以輔助修正零件自身誤差和生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的誤差。濾波器電路再對(duì)放大器電路送來(lái)的信號(hào)再次處理，濾除其他不需要的顆粒物電信號(hào)，微處理器會(huì)處理有用的顆粒物信號(hào)進(jìn)行分析處理計(jì)算出顆粒物尺寸大小及重量等信息，同時(shí)顯示屏5上也會(huì)顯示其他的信息，如:空氣等級(jí)、質(zhì)量、溫濕度等信息。最后，空氣通過(guò)排氣口 6排出。
[0027]圖6為PM2.5和PMlO的脈沖波形。當(dāng)需要檢測(cè)空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣口 7，空氣中帶有的顆粒物信息同時(shí)進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部，氣流控制電路會(huì)穩(wěn)定空氣流動(dòng)速度?？諝庵械念w粒物經(jīng)過(guò)激光發(fā)射器10發(fā)出的激光光束時(shí)，激光傳感器12會(huì)感應(yīng)到顆粒物的大小尺寸信息并將這些信息產(chǎn)生出電信號(hào)，將傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)過(guò)放大器電路、濾波器電路后會(huì)輸出如圖6顯示的脈沖波形。
[0028]氣流控制電路輸出電壓給鼓風(fēng)機(jī)14的風(fēng)扇提供電能，電壓和轉(zhuǎn)速關(guān)系如圖7所示，轉(zhuǎn)速反饋電路反饋風(fēng)扇轉(zhuǎn)速信號(hào)，處理器通過(guò)計(jì)算風(fēng)扇反饋的轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)判斷風(fēng)扇速度，若檢測(cè)到轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，處理器會(huì)增加PWM的值，此時(shí)電壓會(huì)升高來(lái)提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)速度穩(wěn)定時(shí)，風(fēng)扇電壓會(huì)保持恒定。由于風(fēng)扇特性會(huì)有一定的誤差，這時(shí)處理器會(huì)處理風(fēng)扇的誤差，處理器檢測(cè)到風(fēng)扇反饋信號(hào)發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇速度高于設(shè)定值時(shí)，會(huì)減小PWM的值，電壓會(huì)降低來(lái)降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，當(dāng)速度穩(wěn)定時(shí)，風(fēng)扇電壓會(huì)保持恒定，如上循環(huán)來(lái)恒定風(fēng)扇速度，從而達(dá)到穩(wěn)定氣流和氣壓的目的。
[0029]如圖9所示，電源控制模塊通過(guò)USB 口提供充電電源，同時(shí)也可以作為機(jī)器供電電源來(lái)使用，當(dāng)USB接上電源后充電電路對(duì)電池進(jìn)行充電管理，充電時(shí)，充電電路會(huì)輸出相應(yīng)的充電信號(hào)通知處理器，屏幕上充電符號(hào)會(huì)顯示紅色，表示充電器已經(jīng)連接好，正在充電中。電池充滿電后，充電電路會(huì)反饋給一個(gè)信號(hào)給處理器，屏幕上充電符號(hào)會(huì)顯示綠色，表示充電已經(jīng)完成，在充電過(guò)程中所有電源均由充電器提供。在沒(méi)有外接電源的情況下開(kāi)機(jī)，所有電能均有電池提供，升壓電路會(huì)將電池進(jìn)行升壓后再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路提供穩(wěn)定干凈的DC直流電給機(jī)器工作，工作時(shí)處理器會(huì)時(shí)時(shí)監(jiān)視電池電量，電池電量低于電池供電最低值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉所有電源，電池處于斷開(kāi)狀態(tài)。
[0030]以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.空氣顆粒物測(cè)重儀，包括前殼和后殼，其特征在于:所述前殼和后殼的結(jié)合處設(shè)置有開(kāi)機(jī)按鈕和靜音按鈕；所述前殼的外部上設(shè)置有顯示屏；所述后殼的外部設(shè)置有排氣口和進(jìn)氣口 ；所述前殼的內(nèi)部設(shè)置有電路板；所述電路板上設(shè)置有激光底座和光伏電池；所述激光底座內(nèi)部依次設(shè)置有激光發(fā)生器、聚焦鏡片和激光傳感器；所述激光發(fā)生器與聚焦鏡片之間設(shè)置有遮光板；所述聚焦鏡片與激光傳感器之間設(shè)置有遮光板；所述激光底座上激光傳感器處設(shè)置有供空氣進(jìn)出的通氣孔；所述激光底座的上部設(shè)置有氣流增壓裝置；所述排氣口處設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣顆粒物測(cè)重儀，其特征在于:所述開(kāi)機(jī)按鈕、靜音按鈕、顯示屏、激光發(fā)生器、激光傳感器和鼓風(fēng)機(jī)均與電路板相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣顆粒物測(cè)重儀，其特征在于:所述激光發(fā)生器、激光傳感器、顯示屏和鼓風(fēng)機(jī)均與光伏電池相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣顆粒物測(cè)重儀，其特征在于:所述氣流增壓裝置與進(jìn)氣口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣顆粒物測(cè)重儀，其特征在于:所述氣流增壓裝置的寬度由進(jìn)氣口至激光底座逐漸減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣顆粒物測(cè)重儀，其特征在于:所述前殼的側(cè)部設(shè)置有USB□。
【文檔編號(hào)】G01N15/02GK203981543SQ201420291553
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】張志成, 劉玉國(guó) 申請(qǐng)人:天津國(guó)強(qiáng)科技有限公司