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专利名称：一种可吸入颗粒物探测器的制作方法
技术领域：
一种可吸入颗粒物探测器技术领域[0001]本实用新型涉及一种可吸入颗粒物探测器。
背景技术：
[0002]随着现代工业化程度的提高和自然环境的恶化，人们赖以生存的大气中可吸入颗粒物浓度在不断增高，造成了颗粒物浓度的超标，致使室外和室内空气质量不断恶化，尤其是狭小的居住空间和公共场所，可吸入小颗粒浓度远远超过了国家规定范围，现在空气中存在大量的悬浮颗粒物，使得人们吸入了更多的颗粒物，空气中的悬浮粒子被吸入后，一部分通过呼气重新排出，另一部分沉附在气管和肺泡的壁上，对人体身体健康造成了极大危害。[0003]针对这种生存状况，世界各国在空气可吸入颗粒物监测领域做了大量的研究工作，并取得了一些成绩。如今针对可吸入颗粒物的检测人们已提出多种方法，但归结起来， 主要有两种一是绝对质量浓度称重法，二是相对浓度测量法；在可吸入颗粒物防治方面主要提出喷雾降尘法、通风除尘法、泡沫除尘等方法。这些方法对可吸入颗粒物的检测与防治都起到了作用，但效果不是很明显。但绝对质量浓度采样法需要称重采样，烘干等过程， 费时费力，只作为定期定点但不能作为室内实时应用；第二种方法可快速检测，但不能实现在线实时。因此研制一种适合检测室内(如办公室、实验室、家庭、汽车内)可吸入颗粒物的监测装置对于保证人们的身体健康、舒心工作具有重要意义。[0004]我国从八十年代初开始研究检测颗粒物浓度的超标等问题，主要有当时的北京市的颗粒物研究所、中国高能物理所的相关科学家在研究，但进展缓慢，测量原理主要是光散射原理。随着科学技术发展和对外开放，国内于九十年代初由北京 市科委引进了日本的一台测尘仪，从此国内可吸入颗粒物的检测才进入了快速发展阶段。目前国内成熟的可吸入颗粒物的检测仪器主要是北京市科委的测尘仪，其后都是以其为基础发展开发的。但该测尘仪只能检测不具有控制功能因此针对国内外可吸入颗粒物检测防治现状，研究开发能对室内环境进行实时检测的、可报警的、具有控制功能的可吸入颗粒物监测装置不仅必须而且是非常必要的。[0005]通过检索文献等没有查阅到室内(如家庭居室、汽车内、办公室内等)空气中可吸入颗粒物浓度进行实时检测的监测装置。实用新型内容[0006]本实用新型的目的在于提出一种可吸入颗粒物探测器，既能够对室内空气中可吸入颗粒物浓度进行实时监测，同时能够在可吸入颗粒物浓度超标时进行自动控制，达到清洁空气的目的。[0007]为了实现上述目的，所采用的技术方案是[0008]一种可吸入颗粒物探测器，包括有单片机控制器、用于检测可吸入颗粒物浓度的测量探头、能够显示可吸入颗粒物浓度信息的显示模块、以及在可吸入颗粒物浓度超标时能够做出响应的控制与报警模块，该控制与报警模块连接有除尘装置；所述单片机控制器还连接有无线输入模块。[0009]进一步的，所述测量探头采用光学测量暗室，其内部设置有光电倍增管。[0010]进一步的，所述控制与报警模块的内部设置有用于隔离所述单片机控制器与所述除尘装置的光耦合器。[0011]进一步的，所述无线输入模块包括一个无线发射器与一个无线接收器。[0012]进一步的，所述单片机控制器连接有与计算机通信的通信模块。[0013]进一步的，所述可吸入颗粒物探测器还包括有为所述单片机控制器、测量探头、显示模块、控制与报警模块、无线输入模块与通信模块提供电能的DC/DC转换电路。[0014]本实用新型的优点是[0015]本实用新型中所述及的一种可吸入颗粒物探测器，能够对室内空气中可吸入颗粒物浓度进行实时监测，并通过显示模块对可吸入颗粒物浓度信息进行实时显示，当单片机控制器检测到可吸入颗粒物浓度超标时，会发出命令给控制与报警模块，一方面进行浓度超标报警，另一方面控制除尘装置清理室内空气中的可吸入颗粒物，达到清洁空气的效果， 实现了可吸入颗粒物浓度的自动控制；另外，可吸入颗粒物探测器还设置有无线输入模块， 单片机控制器通过判断接收无线输入模块的信号并及时做出相应调整调整测量探头的校正系数、控制除尘装置工作。

[0016]附图为本实用新型中一种可吸入颗粒物探测器的原理结构框图。
具体实施方式
[0017]
以下结合附图以及具体实施方式
对本实用新型作进一步说明[0018]结合附图所示，一种可吸入颗粒物探测器，包括有单片机控制器、用于检测可吸入颗粒物浓度的测量探头、能够显示可吸入颗粒物浓度信息的显示模块、以及在可吸入颗粒物浓度超标时能够做出响应的控制与报警模块，该控制与报警模块连接有除尘装置；所述单片机控制器还连接有无线输入模块。所述除尘装置为抽风扇、空调与喷雾设备等。[0019]测量探头，采用光学测量暗室，测量的基本原理是含尘气流可以认为是空气中散布着固体颗粒的气溶胶，当光束通过含尘空气时，会发生吸收和散射，从而使光在原来传播方向上的光强减弱，测量原理采用米氏散射原理进行测量。光学测量暗室的主要测量部件是一个光电倍增管，光电倍增管能将光信号转变为电信号。[0020]单片机控制器选用STC89C52单片机，STC89C52是一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为本设计提供了高灵活、超有效的解决方案。另外该单片机所具有的8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPR0M,MAX810 复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构及全双工串行口都大大提高了测量装置设计的灵活性，单片机控制器实现了对光电倍增管输出信号的处理，计算出粉尘浓度信息，并送显示模块进行浓度信息显示，同时判断粉尘浓度是否超标，当超标时控制与报警模块报警，并同时控制除尘装置工作，另外单片机控制器具有记忆功能，能够记录用户需要记录时刻的粉尘浓度信息。[0021]显示模块选用12864液晶显示模块，模块显示效果黄绿底黑字，能够显示粉尘浓度信息，同时能够实现显示报警，也能够查看记录的历史数据。[0022]控制与报警模块的内部设置有光稱合器，优选地，所述光稱合器为6N137光I禹合器，实现单片机控制器与除尘装置的信号隔离，有效的防止了外部信号对探测器的影响， 6N137光耦合器是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850nm波长AlGaAs LED 和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/ TTL兼容，高速(典型为IOMBd)，5mA的极小输入电流。这些特性有助于减小功耗，增加系统的可靠性等功能。[0023]无线输入模块由一个无线发射器与一个无线接收器组成，无线接收器接收无线发射器发出的信号，将接收到的信号输入到单片机控制器，单片机控制器通过判断接收的信号做出相应的调整调整测量探头的校正系数、控制除尘装置工作等，该无线输入模块具有无线标定的功能。[0024]通信模块主要实现单片机控制器与计算机的通信，因为选用的单片机控制器本身带有通信功能，所以只需要加一个电平转换芯片就能实现232通信，电平转换芯片选用 max232芯片，MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电，方便了系统的设计。[0025]可吸入颗粒物探测器还包括有DC/DC转换电路，用于为所述单片机控制器、测量探头、显示模块、控制与报警模块、无线输入模块与通信模块提供电能，其中，附图中交直流变压器能够将220V的交流电直接变成12V的直流电压，方便直接从室内取电，变压器能输出电压为12V，最大驱动能力为2A的稳定直流信号。[0026]DC/DC转换电路采用LM2596芯片实现12V电压到5V电压的变换，LM2596是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器 (150KHZ)，和基准稳压器(I. 23v)，并具有完善的保护电路电流限制、热关断电路等。[0027]当然，上述说明并不是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，应当说明的是，本领域的技术·人员在本说明书的教导下，所作出的任何改变、变化或替换形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
权利要求1.一种可吸入颗粒物探测器，其特征在于，包括有单片机控制器、用于检测可吸入颗粒物浓度的测量探头、能够显示可吸入颗粒物浓度信息的显示模块、以及在可吸入颗粒物浓度超标时能够做出响应的控制与报警模块，该控制与报警模块连接有除尘装置；所述单片机控制器还连接有无线输入模块。
2.根据权利要求I所述的一种可吸入颗粒物探测器，其特征在于，所述测量探头采用光学测量暗室，其内部设置有光电倍增管。
3.根据权利要求I所述的一种可吸入颗粒物探测器，其特征在于，所述控制与报警模块的内部设置有用于隔离所述单片机控制器与所述除尘装置的光耦合器。
4.根据权利要求I至3任一项所述的一种可吸入颗粒物探测器，其特征在于，所述无线输入模块包括一个无线发射器与一个无线接收器。
5.根据权利要求4所述的一种可吸入颗粒物探测器，其特征在于，所述单片机控制器连接有与计算机通信的通信模块。
6.根据权利要求5所述的一种可吸入颗粒物探测器，其特征在于，所述可吸入颗粒物探测器还包括有为所述单片机控制器、测量探头、显示模块、控制与报警模块、无线输入模块与通信模块提供电能的DC/DC转换电路。
专利摘要本实用新型涉及一种可吸入颗粒物探测器。所述可吸入颗粒物探测器，包括有单片机控制器、用于检测可吸入颗粒物浓度的测量探头、能够显示可吸入颗粒物浓度信息的显示模块、以及在可吸入颗粒物浓度超标时能够做出响应的控制与报警模块，该控制与报警模块连接有除尘装置；所述单片机控制器还连接有无线输入模块。本实用新型能够对室内空气中可吸入颗粒物浓度进行实时监测，并通过显示模块对可吸入颗粒物浓度信息进行实时显示，当单片机控制器检测到可吸入颗粒物浓度超标时，会发出命令给控制与报警模块，一方面进行浓度超标报警，另一方面控制除尘装置清理室内空气中的可吸入颗粒物，达到清洁空气的效果，实现了可吸入颗粒物浓度的自动控制。
文档编号G01N15/06GK202793981SQ20122046787
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者李成宇, 马骥, 赵经华, 宋爱美, 李继明 申请人:山东科技大学