空氣負(fù)離子濃度檢測儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種檢測儀器，具體為檢測空氣清新度的檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 空氣負(fù)離子濃度檢測儀適用于檢測空氣中單位體積內(nèi)所含負(fù)離子濃度的裝置?？?氣負(fù)離子濃度檢測儀是通過離子收集器得到一定體積空氣中所含負(fù)離子對應(yīng)的電流大小， 然后通過微電流計檢測該電流的大小，最后通過控制器將微電流計測得的電流大小轉(zhuǎn)化為 單位體積空氣中所含負(fù)離子的個數(shù)，我國自80年代引進(jìn)負(fù)離子發(fā)生器，現(xiàn)階段的水平技術(shù) 水平已經(jīng)與發(fā)達(dá)國家持平。目前，空氣負(fù)離子檢測裝置主要是便攜式和室外測量兩種類型， 但是便攜裝置的測量范圍小、精度不高，室外測量裝置的體積太大。該些問題主要是源于微 電流檢測該一模塊的精度和測量范圍。
[0003] 現(xiàn)有的空氣負(fù)離子濃度檢測儀結(jié)構(gòu)原理圖如附圖1所示，該原理圖中的所設(shè)計的 參數(shù)包括：
[0004] I--對應(yīng)的電流（A)，
[0005] A一一收集器的有效截面積（cm2)，
[0006] Vf--收集器內(nèi)空氣的流速（cm/s)，
[0007] q--電荷電量（1. 6X10 1化)，
[0008] N--空氣負(fù)離子濃度（ions/cm3)。
[0009] 其中，收集器的有效截面積A為已設(shè)置好的參量，收集器內(nèi)空氣的流速Vf是設(shè)定 好風(fēng)扇的速度后通過流體分析得到的參量，我們認(rèn)為一個空氣負(fù)離子帶一個單位的負(fù)電 荷，電荷電量q為一物理量常數(shù)，也就是一個空氣負(fù)離子所帶的電量，對應(yīng)的電流I是通過 微電流計檢測得到的。通過測得一定體積空氣中所含的電荷量對應(yīng)的電流得到單位空氣 體積內(nèi)所含電荷量對應(yīng)的電荷，從而可W得到空氣單位體積內(nèi)所含負(fù)離子的個數(shù)，即空氣 負(fù)離子的濃度；N=I/(qAVf)。其中的重點(diǎn)是微電流計，通過對空氣負(fù)離子的估算得到所需 測量的電流范圍為幾十飛安（fA)到幾十微安（UA)，要使空氣負(fù)離子濃度檢測儀的精度達(dá) 到1個離子，即微電流檢測的精度要達(dá)到IfA。那么現(xiàn)在要解決的問題是微電流計的測量 量程和測量精度，在現(xiàn)有的空氣離子濃度檢測中，測量的精度比較低，顯示測量結(jié)果需要手 動調(diào)檔，該樣的設(shè)備使用不是很方便，在便攜式空氣離子濃度檢測儀中，由于設(shè)備規(guī)模的限 審IJ，收集器的有效截面積相對于室外測量的要小得多，要想達(dá)到相同的精度，就對微電流檢 測模塊提出了更高的要求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 本實(shí)用新型的技術(shù)目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可W改進(jìn)空氣負(fù)離 子濃度檢測儀微電流檢測模塊測量精度和測量范圍的方案。
[0011] 本實(shí)用新型公開的技術(shù)方案為：
[0012] 空氣負(fù)離子濃度檢測儀，設(shè)有離子收集器及微電流計，其特征在于：
[0013]所述微電流計包括切換開關(guān)模塊、調(diào)零模塊、i-v轉(zhuǎn)換模塊、低通濾波模塊、電壓放 大模塊、濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊及顯示模塊；
[0014]所述I-V轉(zhuǎn)換模塊、電壓放大模塊、濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊順次連接， 所述I-V轉(zhuǎn)換模塊與離子收集器連接，所述低通濾波模塊、調(diào)零模塊與I-V轉(zhuǎn)換模塊連接， 所述切換開關(guān)模塊與I-V轉(zhuǎn)換模塊連接和控制模塊連接，所述顯示模塊與所述控制模塊連 接；
[0015]所述I-V轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有一模擬運(yùn)放和并聯(lián)在模擬運(yùn)放反相輸入端及其輸出端兩 側(cè)的=路反饋電阻，所述模擬運(yùn)放的反相輸入端與待轉(zhuǎn)電流信號輸入端連接，所述反饋電 阻各自與一電容并聯(lián)，各反饋電阻與待轉(zhuǎn)電流信號輸入端之間的連接電路上各自串接有一 切換開關(guān)；，=路反饋電阻中，第一反饋電阻、第二反饋電阻、第=反饋電阻的電阻值依次 相差1000倍的數(shù)量級。
[0016]進(jìn)一步的技術(shù)方案還包括：
[0017]作為優(yōu)選，S路反饋電阻的電阻值可分別取100GQ U00MQ U00KQ。
[001引所述模擬運(yùn)放的同相輸入端接地，連接其反相輸入端和輸出端的電路上串接有保 護(hù)電阻。
[0019]作為優(yōu)選，并聯(lián)在反饋電阻兩端的電容采用溫度補(bǔ)償型的陶瓷電容。
[0020] 作為優(yōu)選，所述切換開關(guān)采用套上特氣龍管的干黃繼電器。
[002U作為優(yōu)選，所述模擬運(yùn)放可采用LMC6062A、LMC6042、INA116中的任一種。
[0022] 有益效果；
[0023] 本實(shí)用新型通過電路設(shè)計提高微電流計的測量精度和實(shí)現(xiàn)測量量程的自動切換， 達(dá)到空氣負(fù)離子濃度檢測結(jié)果直接精確顯示的目的，使用便捷。
【附圖說明】
[0024]圖1是空氣負(fù)離子濃度檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2是微電流計的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是圖2中I-V轉(zhuǎn)換模塊和切換開關(guān)模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了闡明本實(shí)用新型的技術(shù)方案及技術(shù)目的，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí) 用新型做進(jìn)一步的介紹。
[0028] 如圖1的由收集板和極化板構(gòu)成的空氣離子收集器，通過風(fēng)扇的作用將空氣鼓入 空氣離子收集器中，對收集器施加極化電壓使得收集板帶正電壓極化板帶負(fù)電壓，從而空 氣中的負(fù)離子全部向收集板偏轉(zhuǎn)在收集板上形成一股微弱電流，再通過微電流計測得該電 流的大小。由于電流非常的小，在不同的生態(tài)環(huán)境中，空氣負(fù)離子的濃度相差多個數(shù)量級， 那么對應(yīng)的電流的范圍也會相差多個數(shù)量級，因此不能直接通過普通的電流表測得，需要 通過微電流計進(jìn)行測量。
[0029] 如圖2所示，所述微電流計設(shè)有切換開關(guān)模塊2、調(diào)零模塊3、I-V轉(zhuǎn)換模塊4(電 流電壓轉(zhuǎn)換模塊）、低通濾波模塊5、電壓放大模塊6、濾波模塊7、A/D轉(zhuǎn)換模塊8 (數(shù)/模 轉(zhuǎn)換模塊）、控制模塊9及顯示模塊10。所述I-V轉(zhuǎn)換模塊4、電壓放大模塊6、濾波模塊7、 A/D轉(zhuǎn)換模塊8、控制模塊9順次連接，所述I-V轉(zhuǎn)換模塊4與離子收集器的收集板連接，所 述低通濾波模塊5、調(diào)零模塊3與I-V轉(zhuǎn)換模塊4連接，所述切換開關(guān)模塊2與I-V轉(zhuǎn)換模 塊連接4和控制模塊9連接，所述顯示模塊10與所述控制模塊9連接。
[0030] 所述I-V轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有一模擬運(yùn)放和并聯(lián)在模擬運(yùn)放反相輸入端及其輸出端兩 側(cè)的=路反饋電阻，所述模擬運(yùn)放的反相輸入端與待轉(zhuǎn)電流信號輸入端連接，所述反饋電 阻各自與一電容并聯(lián)，各反饋電阻與待轉(zhuǎn)電流信號輸入端之間的連接電路上各自串接有一 切換開關(guān)。所述模擬運(yùn)放的同相輸入端接地，連接