[發明專利]一種粉塵檢測儀

在審

• 申請號: 201410603132.3
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105628565A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 劉秋麗
• 申請（專利權）人: 陜西高華知本化工科技有限公司
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/14
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 康凱

技術領域

本發明屬于檢測裝置領域，尤其涉及一種粉塵檢測儀。

背景技術

隨著人們生活水平的提高，空調的使用時越來越廣泛。作為空調冷熱交換的核心部件——散熱片不僅會積聚污垢灰塵，由于溫度、濕度適宜，散熱片還會在冷凝水作用下滋生大量細菌、霉菌、螨蟲等。當空調開啟時，這些灰塵和病菌就被空調吹出，隨呼吸道進入人體，導致人體出現頭暈乏力、過敏性鼻炎、甚至誘發哮喘。相關研究表明，80%以上的空調散熱片的細菌和霉菌總數超標，因此空調散熱片污染已成為危害家庭健康的主要因素。但是目前，這一問題并沒有引起人們的足夠重視。國內外也沒有類似的能對空調內部散熱片上攜帶了大量細菌和霉菌的粉塵進行自動監測的新型空調或監測裝置。由于粉塵的質量很輕，粉塵顆粒物體積也很微小。因此對粉塵進行檢測的這類傳感器就需要具有很高的精度。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供一種有效的粉塵檢測儀。

一種粉塵檢測儀，其特征在于包括散熱片粉塵檢測模塊和接收處理模塊；其中粉塵檢測模塊包括傳感器、調理電路和數模轉換電路；接收處理模塊包括處理器、顯示模塊、報警模塊、開關和時鐘模塊；傳感器設置于散熱片上，并與調理電路相連接；調理電路與數模轉換電路相連接；數模轉化電路、顯示模塊、報警模塊、開關和時鐘模塊均與處理器相連接。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述處理器采用STM32F103半導體微處理器。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述處理器的工作溫度為-40~110℃。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述傳感器為紅外光電傳感器。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述紅外光電傳感器為反射式紅外光電傳感器。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述紅外光電傳感器采用的為HOA1405-003型傳感器。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述顯示模塊采用TFT液晶顯示模塊。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述液晶顯示模塊為帶有觸摸屏的顯示模塊。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述報警模塊采用蜂鳴器和發光二級管。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，其特征在于所述時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片來實現。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，通過陣列式光電傳感器以及微弱信號調理電路，能實時精確地監測空調散熱片上粉塵強度，可實現分級別通過液晶顯示和聲光報警及時提示用戶清洗散熱片，并且為用戶的健康著想帶有強制斷電功能。具有低功耗、微型化、便攜式、低成本的特點，穩定性高，同時具有數據實時顯示、語音提示等功能，適應于各種類型空調內部散熱片粉塵測量監測，有很強的擴展性和推廣價值。

說明書附圖

圖1為本發明的結構示意框圖。

具體實施方式

一種粉塵檢測儀，其特征在于包括散熱片粉塵檢測模塊和接收處理模塊；其中粉塵檢測模塊包括傳感器、調理電路和數模轉換電路；接收處理模塊包括處理器、顯示模塊、報警模塊、開關和時鐘模塊；傳感器設置于散熱片上，并與調理電路相連接；調理電路與數模轉換電路相連接；數模轉化電路、顯示模塊、報警模塊、開關和時鐘模塊均與處理器相連接。

本發明所述的一種粉塵檢測儀，所述處理器采用STM32F103半導體微處理器。，最高頻率可以達到72MHz，帶4個片選的靜態存儲器控制和并行的LCD接口。多達112個快速I/O端口，所有的外部端口都可以映射到16個外部中斷；幾乎所有端口均可容忍5V，多達13個通信端口，內置高速存儲器，4個通用的16位定時器和2個PWM定時器。STM32F103可以工作于-40~105℃的溫度范圍，供電電壓為2.0~3.6V。選用這款微處理器，不僅可以滿足在較寬的溫度范圍內驅動芯片、數據處理的要求，還可使微處理器進入一系列的低功耗省電模式，有效地減少系統功耗，節約電能，增加使用時間。所述傳感器為紅外光電傳感器。所述紅外光電傳感器為反射式紅外光電傳感器。所述紅外光電傳感器采用的為HOA1405-003型傳感器，由于HOA1405-003的響應時間為12μs，相對于散熱片工作的速率很快，所以它能精確測出散熱片動態時候的粉塵厚度。當散熱片處于靜態時，考慮到散熱片的形狀，單個的光電傳感器可能處于散熱片的空隙中，從而不能測出散熱片上的粉塵，本系統采用3個HOA1405-003光電傳感器排列成以圓心相互成120°的陣列，能保證至少一個以上的光電傳感器測到散熱片上的粉塵；即使有一個光電傳感器出現故障，系統仍然能夠正常工作，因此陣列式的測量方式能長期地實時監測靜態或者動態時散熱片上的粉塵；對陣列式測量數據做平均可以減小隨機誤差，提高了粉塵的測量精度。調理電路，它包括前置放大端、雙運放帶通濾波器、中間級放大電路、二階低通濾波器和隔離放大電路。與傳感器三個光電轉換電路輸出相連，將調理的模擬電壓信號同時輸給后續的ADC模數轉換電路進行處理。所述顯示模塊采用TFT液晶顯示模塊。光電傳感器采集的信號經微弱電路調理電路后通過ADI公司生產的AD7195轉換后與STM32單片機相連，然后將發光前后的轉換的數值均送給單片機做差分處理，可以消除環境背景光的影響。所述液晶顯示模塊為帶有觸摸屏的顯示模塊，實時顯示測量的電壓值和表征粉塵量級參數的同時，利用該LCD觸摸屏，用戶可以自行設置空調需要清洗時的閾值。所述報警模塊采用蜂鳴器和發光二級管。如果粉塵的量級超過了之前規定的閾值。蜂鳴器發出警報，同時通過單片機驅動發光二極管發光報警，讓人們及時清理灰塵。所述時鐘模塊采用DS1302時鐘芯片來實現，可以選擇對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時。中心接收處理模塊通過觸摸液晶屏輸入設置閾值并顯示實時測量結果，當檢測的電壓值小于空調需要清洗的閾值時，控制繼電器開關一直閉合，空調系統處于工作狀態。一旦粉塵較多，電壓值將變大，超過閾值后，蜂鳴警和二極管聲光報警。若在一定時間內，檢測的電壓值持續高于設置的空調需要清洗的閘值，則控制繼電器切斷供電，空調停止工作，達到強制用戶對空調散熱上的粉塵進行清洗的功能。