專利名稱：室內(nèi)空氣測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是測量儀，具體的是能檢測出室內(nèi)六種有毒氣體含量.的室內(nèi) 空氣測量儀。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)水平的提高和人們生活的不斷改善，人們居住的房屋、辦公室、 賓館以至廠房都進(jìn)行過不同程度的修繕和粉飾。因?yàn)檠b修材料含有大量的有機(jī) 化合物，其緩慢不斷地?fù)]發(fā)混入室內(nèi)的空氣中，給人體造成相當(dāng)?shù)奈：Α?br> 另外工廠和汽車經(jīng)常連續(xù)不斷地向大氣排放煙氣，這些煙氣中不乏含有一 些有毒的氣體，混入空氣之中不時飄進(jìn)室內(nèi)，這對人體的健康和生活也構(gòu)成威 脅，因此，及時檢測出室內(nèi)含有的有毒氣體的含量，以便能及時采取措施是相 當(dāng)重要的。 -
目前雖然有一些室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀器，然而室內(nèi)普遍存在著不能同時檢 測的多種氣體，即便個別的儀器能同時檢測幾種有毒氣體因結(jié)構(gòu)并不完善，技 術(shù)還不夠先進(jìn)，精度和靈敏度都有待提高，且儀器整體操作復(fù)雜，價格不扉， 檢測過程時間較長，有的環(huán)節(jié)還需人工干予才能完成全部的檢測過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前通用的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測儀存在著不能同時檢測 多種有毒氣體，操作復(fù)雜，檢測精度低等問題，而提供一種能同時檢測六種有 毒有害氣體，具有定時自動控制，液晶顯示、精度高的室內(nèi)空氣測量儀。 采用的技術(shù)方案是 ^ 室內(nèi)空氣測量儀由硬件和軟件兩部分組成；硬件部分包括采樣機(jī)構(gòu)和控制 機(jī)構(gòu)；
所述采樣機(jī)構(gòu)包括采樣器、安全瓶和吸收瓶；吸收瓶的上端設(shè)有瓶芯，瓶 芯與吸收瓶為磨口緊密插拔連接，瓶芯的頂端設(shè)置有進(jìn)氣口，瓶芯的下部設(shè)置 有長管，長管插裝在吸收瓶的內(nèi)部；吸收瓶上部的一側(cè)設(shè)有出氣口，出氣口通 過軟管與安全瓶的進(jìn)氣口相連接，安全瓶的出氣口通過軟管與采樣器的進(jìn)氣通 道口相連接，進(jìn)氣通道口與轉(zhuǎn)子流量計的入口端相連接，轉(zhuǎn)子流量計固定在采 樣器的一側(cè)，轉(zhuǎn)子流量計的出口端與采樣器的出氣通道口相連接，出氣通道口 通過軟管與檢測儀箱體的入氣口相連接；所述控制機(jī)構(gòu)包括檢測儀箱體及裝在檢測儀箱體內(nèi)的六個微型泵和控制電 路板；
檢測儀箱體的入氣口通過管路分別與六個微型泵的入口相連接，六個微型 泵的出口通過管路相連接，管路的尾端開口與大氣連通；
控制電路板由控制微型泵電路部分和試樣分析電路部分所組成；控制微型 泵電路部分，包括供電單元電路、定時單元電路和驅(qū)動單元電路；
所述供電單元電路由市電連接到電源接口 XI，接口 XI的2腳經(jīng)并聯(lián)的阻 容回路的電容Cl和電阻Rl連接到整流橋電路的電源輸入端二極管D2的負(fù)極 和Dl的止極的連接點(diǎn)處；電源輸入端的另-端即接口 XI的1腳直接連接二極 管D4的負(fù)極和D3的正極連接點(diǎn)處，整流橋電路的一個輸出端二極管Dl的負(fù) 極同時連接電容C2、 C3和電阻R2的一端，此端作為+24V電源輸出，電容 C2、 C3的另一端接地，電阻R2的另一端同時連接電容C4、 C5、 C6、 C7、 C13的一端和穩(wěn)壓管D5的負(fù)極，此端作為電源6V輸出，穩(wěn)壓管D5的正極和 電容C4、 C5、 C6、 C7、 C13的另一端共同連接并接地；
本檢測儀還設(shè)置了另一組輸出5V的開關(guān)電源VCC， 5V的開關(guān)電源是采用 公知技術(shù)的變壓器變壓、整流及開關(guān)模塊輸出5V的VCC電源，電源VCC供給 U4、 U5、 U6 、 U7等，CPU芯片需用的3V的電源，是將VCC的5V經(jīng)公知技 術(shù)的三端式穩(wěn)壓模塊輸出3V的VDD電壓供給CPU芯片。
定時單元電路是芯片U1的IO腳和11腳與并聯(lián)的晶振XTI和電阻R3的 兩端相并接，電容C8和C9的一端分別與晶振XTI的兩端連接，電容C8和C9 的另一端與芯片Ul的12腳共同連接并同時接地，芯片Ul的11腳連接二極管 D6的正極，二極管D6的負(fù)極連接到三極管VI的集電極上；芯片Ul的3腳經(jīng) 非門與芯片U2的10腳相連接；
芯片U2的5、 3、 2和4腳分別對應(yīng)與二極管D9、 DIO、 Dll和D12的負(fù) 極相接，二極管D9、 DIO、 D11和D12的正極與電阻R6的一端相互連接在一 起，電阻R6的另一端連接電源6V;芯片U2的7腳連接電阻R5的一端，電阻 R5的另一端連接接口 X5的1腳，接口 X5的2腳接地，接口 X5外接發(fā)光二極 管做工作指示；
芯片U2的11腳連接二極管D8的負(fù)極，二極管D8的正極分別與電容CIO、 Cll、 C12、電阻R4的一端和二極管D7的負(fù)極共同連接，電容CIO、 Cll的另 一端連接電源6V;電容C12和電阻R4的另端及二極管D7的正極共同接地； 二極管D8的正極同時連接芯片U3 (A)的7腳和芯片U3 (B)的15腳；
芯片U3 (A)和芯片U3 (B)同為一雙觸發(fā)器芯片U3，芯片U3 (A)的1
7腳和芯片U3 (B)的9腳短接并接地，芯片U3 (A)的2腳連接芯片U3 (B) 的14腳；芯片U3 (B)的10腳連接芯片U2的4腳；
時間控制器采用的是市售的成品件數(shù)碼盤，0—9的十個數(shù)字通過數(shù)碼盤內(nèi) 的電路進(jìn)行8421組碼并與外部器件相連接，構(gòu)成數(shù)值量控制回路。用作時間設(shè) 定個位的數(shù)碼盤接口X3的1、 2、 3和4腳分別對應(yīng)與芯片U3 (A)的3、 4、 5 和6腳相連接；用作時間設(shè)定十位的數(shù)碼盤接口 X4的1、 2、 3禾卩4腳分別對應(yīng) 與芯片U3 (B)的ll、 12、 13和14腳相連接；接口X3的5腳和接口X4的5 腳共同連接到電阻R8的一端；
驅(qū)動單元電路是電阻R8的一端經(jīng)電阻R7連接電源VCC;電阻R8的另 一端同時分別連接二極管D14的正極和二極管D13的正極，二極管D13的負(fù)極 與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端與二極管D12的正極相連接；二極管 D14的負(fù)極連接三極管VI的基極同時并經(jīng)電阻R10接地；
三極管V1的集電極連接繼電器J的線圈一端，繼電器J的線圈另一端連接 +24V,繼電器J的線圈兩端并接保護(hù)二極管D15; 二極管D15的負(fù)極連接+24V;
繼電器J的接點(diǎn)J一l端為空端，接點(diǎn)J一2端連接電源接口 XI的2腳，接 口 XI的2腳連接電容C14的一端，電容C14的另一端連接繼電器J的動接點(diǎn) 端同時與微型泵的供電接口 X2的2腳連接，微型泵的供電接口 X2的1腳與電 源接口X1的1腳連接；
三極管V1的發(fā)射極接地；
所述試樣分析電路部分包括濃度信號采集單元電路、溫度和濕度變送單元 電路、時鐘計時單元電路、液晶顯示單元電路和軟件編程單元電路；
濃度信號采集單元電路包括發(fā)送環(huán)節(jié)電路和接收環(huán)節(jié)電路；如圖4所示， 發(fā)送環(huán)節(jié)電路由CPU芯片的48腳連接電阻R11和R12的一端，電阻Rll的另 一端與三極管V2的發(fā)射極共同接電源VCC，電阻R12的另一端接三極管V2 的基極，三極管V2的集電極接到接口 X6的1腳，接口 X6的2腳經(jīng)電阻R13 接地，接口X6的1、 2腳外接單紅色LED發(fā)光二極管，以便對著試樣發(fā)送一定 波長的光線；
接收環(huán)節(jié)電路是外接光電耦合三極管的接口 X7的2腳接到電阻R16的一 端，電阻R16的另一端連接電阻R15—端和二極管D16的正極，二極管D16的 負(fù)極同時連接芯片U4的3腳，電阻R14 —端和接口 X7的1腳，電阻R14的另 一端連接CPU芯片的56腳和芯片U6的3腳，電阻R15的另一端連接芯片U4 的6腳，芯片U4的6腳與2腳短接，芯片U4的5腳通過電容C15接地，U4 的6腳通過電容C16接地，芯片U4的1腳接地；芯片U4的8腳與4腳短接并共同連接電源VCC，
芯片U6的2腳與5腳短接，芯片U6的6腳與4腳接地，芯片U6的1腳連接到CPU芯片的57腳；
CPU芯片的10腳與13腳短接并連接到AGND， CPU芯片的14、 15和16腳短接并經(jīng)電容C17接CPU芯片的13腳，CPU芯片的11腳接VDD的同時，經(jīng)電容C18接到13腳。
溫度、濕度檢測單元的溫度檢測環(huán)節(jié)電路如圖5所示，集成數(shù)字溫度傳感器DS的1腳接地，2腳和3腳并接電阻R17, 2腳連接到CPU芯片29腳，集成數(shù)字溫度傳感器DS的3腳連接電源VDD;
濕度檢測環(huán)節(jié)電路濕度傳感器C22 (在圖中以電容C22作為等效器件)的一端接地，另一端連接芯片U5的6腳，6腳同時與芯片U5的2腳短接，6腳同時經(jīng)電阻R23與7腳連接，7腳經(jīng)電阻R22與4腳連接，4腳與芯片U5的電源輸入端8腳同時連接電源VCC，芯片U5的5腳經(jīng)電阻R21接地，芯片U5的1腳接地，芯片U5的3腳經(jīng)電阻R24連接到CPU芯片36腳；
時鐘單元電路，包括CPU芯片振蕩時鐘環(huán)節(jié)電路和實(shí)時時鐘計時環(huán)節(jié)電路；如圖6所示，CPU芯片振蕩時鐘環(huán)節(jié)電路晶振XT2的兩端分別接電容C23和C24的一端，電容C23、 C24的另一端共同接地；晶振XT2的兩端分別連接到CPU芯片的26腳、27腳；
實(shí)時時鐘計時環(huán)節(jié)電路:3V電源的正極分別與二極管D17的負(fù)極、并聯(lián)的電阻R25、電容C25的一端、二極管D18的正極相連接，二極管D18的負(fù)極連接到芯片U7的8腳同時經(jīng)電容C27接地；并聯(lián)的電阻R25和電容C25的另一端接地；二極管D17的正極經(jīng)電阻R26連接芯片U7的1腳，D17的正極同時接VDD，芯片U7的2腳和3腳并接晶振XT3， 2腳同時經(jīng)電容C26接地；芯片U7的5、 6和7腳分別對應(yīng)經(jīng)電阻R27、 R28、 R29接電源VDD的同時分別對應(yīng)與CPU芯片的28腳、59腳和60腳相連接。
液晶顯示單元電路如圖7所示，接口X9的2、 1腳分別連接電位器W1的固定阻值的兩個接線端，電位器Wl的變阻觸點(diǎn)接線端與接口 X9的3腳相連接，接口X9的1腳、17腳同時連接電源VCC;接口X9的4、 5、 6、 7、 8、 9、10、 11、 12、 13、 14、 15和16腳分別對應(yīng)連接CPU芯片的49、 51、 50、 53、52、 46、 45、 44、 43、 42、 41、 40禾卩39腳，接口X9的2腳、18腳接地，接口X9外接液晶顯示屏；
軟件編程單元電路包括編程環(huán)節(jié)電路、程序復(fù)位環(huán)節(jié)電路、打印環(huán)節(jié)電路和鍵盤接口電路；編程環(huán)節(jié)電路如圖8所示，接口X10的4、 5、 6和7腳分別對應(yīng)連接在CPU芯片的2、 1、 4和3腳上，接口 X10外接JTAG軟件編程器；
程序復(fù)位環(huán)節(jié)電路是3V電源經(jīng)電阻R30連接電容C28、電阻R31的一端，電阻R31的另一端連接CPU芯片的5腳；電容C28的另 一端接地；
打印環(huán)節(jié)電路是CPU芯片的31、 62、 61腳分別對應(yīng)與接口X11的1、 2、 3腳相連接，接口 Xll的4腳接地，接口 Xll外接微型打印機(jī)；
鍵盤接口電路是電阻R18、 R19和R20的一端一起連接電源VDD，同時連接電容C19的一端，C19的另一端接地，鍵盤接口 X8的3腳連接電源VDD;電阻R18的另一端連接鍵盤接口 X8的1腳，電阻R19的另一端連接鍵盤接口X8的5腳，電阻R20的另一端連接鍵盤接口 X8的9腳，鍵盤接口 X8的1腳，5腳分別經(jīng)電容C21、 C20接地，9腳接地；鍵盤接口 X8的1腳、5腳和9腳分別對應(yīng)連接CPU芯片的35腳、34腳和33腳；接口X8的2、 3、 4、 6、 7、 8、10、 11、 12腳共同接地。
本發(fā)明的工作程序和原理
本發(fā)明的原理是基于被測空氣中有害成份的氣體與顯色試劑反應(yīng)生成藍(lán)色化合物，對可見光有選擇性吸收而建立的比色分析法。本發(fā)明是能同時檢測六種室內(nèi)空氣污染氣體(甲醛、苯、氨、甲苯、二甲苯、TVOC)的現(xiàn)場檢測儀器，檢測過程的時間由時間控制器調(diào)整，能在液晶顯示屏上直接顯示檢測結(jié)果。內(nèi)置微型打印機(jī)，可直接打印溫度、濕度、甲醛濃度、檢驗(yàn)單位、檢測日期、超標(biāo)數(shù)據(jù)及結(jié)論。
檢測前首先將吸收瓶、安全瓶、轉(zhuǎn)子流量計、采樣器和檢測儀箱體通過軟管連接組裝，隨后將試劑滴入吸收瓶中。整機(jī)接上電源，將時間控制器撥盤設(shè)定給定時間，打開微型泵啟動開關(guān)，由于繼電器常閉接點(diǎn)連通，微型泵得到電源開始轉(zhuǎn)動，微型泵運(yùn)轉(zhuǎn)的時間由預(yù)先設(shè)定的時間來決定,具體的工作原理是
本發(fā)明的控制微型泵電路電源不同于通常的變壓器變壓整流的方式，而是市電先通過電容C1進(jìn)行降壓后再進(jìn)行橋式整流輸出，先后經(jīng)過電容C2、 C3及限流電阻R2、穩(wěn)壓管D5和電容C4、 C5、 C6、 C7 、 C13組成濾波穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)輸出24V和6V的電源供給繼電器和相關(guān)的芯片U3、 U2、 Ul ，另一個開關(guān)電源輸出的5V電壓VCC，供給U4、 U5、 U6 、 U7等，CPU芯片需用的3V的電源，是將VCC的5V經(jīng)公知技術(shù)的三端式穩(wěn)壓模塊輸出3V的VDD電壓供給CPU芯片。
晶振XTI送出的32.768KH的振蕩信號，經(jīng)芯片Ul的時基電路分頻，再經(jīng)芯片U2的二次分頻后輸送到芯片U3與時間控制器撥盤設(shè)定給定時間的編碼信號相比較，時間控制器的個位數(shù)編碼信號由X3接口輸入到芯片U3(A)，十位數(shù)編碼信號由X4接口輸入到芯片U3(B)。當(dāng)達(dá)到設(shè)定時間即時間控制器輸出的數(shù)值編碼信號與二次分頻輸出的信號相同時芯片U3就會輸出高電平使三極管VI導(dǎo)通，繼電器J動作，將常閉接點(diǎn)拉開，使微型泵的電源被切斷而微型泵停止傳動。
箱體上指示燈的一端連接接口 X5的1腳，另一端連接接口 X5的2腳此時指示燈會閃亮，以示時間到微型泵已停，完成室內(nèi)空氣試樣的采集。這時將試樣裝入比色瓶并放入測量儀箱體上的比色槽中，進(jìn)行試樣的分光光度的檢測了。
本發(fā)明檢測部分的電路組成主要由試樣的光電模擬量轉(zhuǎn)換成頻率信號，溫度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，濕度模擬量轉(zhuǎn)換成頻率信號分別送入CPU芯片；溫度和濕度的信號在這里是考慮到試劑對有毒氣體的吸收程度與環(huán)境的溫度和濕度有極大的關(guān)系或說是絕不能忽略的因素，用其信號作為線性補(bǔ)償。溫度檢測是采用18B20數(shù)字集成溫度傳感器，如圖5所示，數(shù)字信號輸入到CPU芯片，送入CPU芯片后由軟件運(yùn)算進(jìn)行非線性補(bǔ)償。
濕度檢測是通過電容式濕度傳感器HSllOl來完成的，因濕度的不同電容式濕度傳感器的電容值發(fā)生變化，經(jīng)芯片U5的多諧振蕩器使振蕩的頻率隨著發(fā)生改變，而送到CPU芯片的頻率信號就能十分準(zhǔn)確的反應(yīng)出環(huán)境的濕度，并經(jīng)軟件運(yùn)算對檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行濕度修正。
本發(fā)明的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是能準(zhǔn)確檢測出與有毒氣體發(fā)生反應(yīng)后的試樣其吸收一定波長光線后光線減弱的程度，這一重要環(huán)節(jié)采用的硬件是發(fā)射與接收做成一起的光電耦合器，并套裝在比色槽的外壁，如圖4所示，三極管V2的基極信號是由CPU芯片控制，具體的是通過鍵盤向CPU芯片傳送信號而控制三極管V2的導(dǎo)通時間，進(jìn)而控制發(fā)射光的發(fā)射時間，接口X6外接光電耦合器的單紅色發(fā)光二極管LED，就構(gòu)成本發(fā)明整機(jī)的發(fā)射光源，因是單紅色發(fā)光二極管而不必采用通用分光光度計所必備的濾光片。
濃度信號采集單元電路工作原理由芯片U4 (SA555)及其外圍電路構(gòu)成一多諧振蕩器，檢測的濃度信號使光電耦合三極管的內(nèi)阻發(fā)生變化，從而改變芯片U4的定時參數(shù)，從芯片U4的3腳輸出的脈沖頻率相應(yīng)變化，這個脈沖信號經(jīng)U6'整形并二分頻后送入CPU的57腳，當(dāng)操作"濃度"按鍵后，CPU的56腳輸出高電平允許脈沖信號輸入到CPU，不檢測"濃度"時CPU的56腳輸出低電平封鎖脈沖信號輸入到CPU。
本發(fā)明的整機(jī)時鐘部分分為CPU芯片的振蕩時鐘，和實(shí)時計時時鐘，振蕩時鐘由晶振XT2完成，而實(shí)時時鐘是由晶振XT3組成計時時鐘網(wǎng)絡(luò)連接到芯片U7 (集成電路S3530A)，由芯片U7輸出到CPU芯片實(shí)現(xiàn)整機(jī)的實(shí)時時鐘功能。本發(fā)明整機(jī)顯示部分是由CPU芯片輸送到接口 X9外接顯示屏。本發(fā)明整機(jī)的編程打印單元包括機(jī)外的編程器，整機(jī)復(fù)位和打印，機(jī)外編程器通過接口XIO (JTAG)將編制的程序輸入到CPU芯片中的Flash程序存儲器中；電阻R30、 R31和電容C28組成復(fù)位電路輸出到CPU芯片中；CPU芯片輸出經(jīng)打印接口 Xll到外接微型打印機(jī)。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是
1、 較強(qiáng)的實(shí)用性，能同時檢測六種空氣中常有的有毒有害氣體，適用場合廣泛。
2、 經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，攜帶方便，日常無須維護(hù)。
3、 安全性高，試劑無毒，無污染，整機(jī)絕緣性強(qiáng)，不存在任何安全隱患，適合現(xiàn)場使用。
本發(fā)明設(shè)計科學(xué)、合理、富有創(chuàng)意、外型美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、嚴(yán)密，穩(wěn)定可靠，操作簡便、具有較好的發(fā)展前景。本發(fā)明通過了國家環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心頒發(fā)的CMA (2002)量認(rèn)(國)字(22118)號的檢驗(yàn)報告。本發(fā)明適用于監(jiān)理監(jiān)測機(jī)構(gòu)、治理公司、裝修裝飾公司、建筑公司，廠礦，及科研、教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室、居室、辦公室、賓館、飯店、商場等場所使用。


圖1是本發(fā)明外形板面布置圖。
圖2是本發(fā)明的采樣機(jī)構(gòu)連接示意圖。
圖3是本發(fā)明控制微型泵電路原理圖。
圖4是本發(fā)明的發(fā)送接送單元電路原理圖。
圖5是本發(fā)明的溫度、濕度檢測單元電路原理圖。
圖6是本發(fā)明的時鐘控制單元電路和原理圖。
圖7是本發(fā)明顯示單元電路原理圖。
圖8是本發(fā)明編程打印單元電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例
室內(nèi)空氣測量儀由硬件和軟件兩部分組成；硬件部分包括采樣機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；
采樣機(jī)構(gòu)包括采樣器8、安全瓶11和吸收瓶9;吸收瓶9的上端設(shè)有瓶芯10，瓶芯10與吸收瓶9為磨口緊密插拔連接，瓶芯10的頂端設(shè)置有進(jìn)氣口，瓶芯10的下部設(shè)置有長管，長管插裝在吸收瓶9的內(nèi)部；吸收瓶9上部的一側(cè)設(shè)有出氣口，出氣口通過軟管與安全瓶ll的進(jìn)氣口相連接，安全瓶ll的出氣
12口通過軟管與采樣器8的進(jìn)氣通道口 12相連接，進(jìn)氣通道口 12與轉(zhuǎn)子流量計13的入口端相連接，轉(zhuǎn)子流量計13固定在采樣器8的一側(cè)，轉(zhuǎn)子流量計13的出口端與采樣器8的出氣通道口 14相連接，出氣通道口 14通過軟管與測量儀箱體6的六個氣體通道5相連接；
控制機(jī)構(gòu)包括測量儀箱體6及裝在測量儀箱體6內(nèi)的六個微型泵和控制電路板；
測量儀箱體6的六個氣體通道5分別與六個微型泵的入口相連接，六個微型泵的出口通過管路連接，管路的尾端開口與大氣連通；測量儀箱體6的面板上分別設(shè)置有甲醛、苯、氨、甲苯、二甲苯和TVOC六個氣體通道5，與其相對應(yīng)的六個工作指示燈，六個開關(guān)3和六個時間控制器4，比色槽2，液晶顯示屏l，打印出口7;
控制電路板由六個控制微型泵電路部分和一個試樣分析電路部分所組成；控制電路板共采用八個芯片，分別為CPU芯片采用的是型號為C8051F020芯片，芯片Ul采用的是型號為HCF4060BE芯片，芯片U2采用的是型號為CD4040芯片，芯片U3采用的是型號為CD4518芯片，芯片U4采用的是型號為SA555芯片，芯片U5采用的是型號為SA555芯片，芯片U6采用的是型號為4013芯片，芯片U7采用的是型號為S3530A芯片。
控制微型泵電路，包括供電單元電路、定時單元電路、驅(qū)動單元電路；
供電單元電路由市電連接到電源接口 XI，接口 XI的2腳經(jīng)并聯(lián)的阻容回路電容C1和電阻R1連接到整流橋電路的電源輸入端二極管D2的負(fù)極和D1的正極的連接點(diǎn)處；電源輸入端的另一端即接口 XI的1腳直接連接二極管D4的負(fù)極和D3的正極連接點(diǎn)處，整流橋電路的一個輸出端二極管D1的負(fù)極同時連接電容C2、 C3和電阻R2的一端，此端作為+24V電源輸出供給繼電器，電容C2、 C3的另一端接地，電阻R2的另一端同時連接電容C4、 C5、 C6、 C7、C13的一端和穩(wěn)壓管D5的負(fù)極，此端作為電源6V輸出，穩(wěn)壓管D5的正極和電容C4、 C5、 C6、 C7、 C13的另一端共同連接并接地，6V電源供芯片Ul、 U2、 U3使用；
本測量儀還設(shè)置了另一組輸出5V的開關(guān)電源VCC， 5V的開關(guān)電源是采用公知技術(shù)的變壓器變壓、整流及開關(guān)模塊輸出5V的VCC電源，電源VCC供給U4、 U5、 U6 、 U7等，CPU芯片需用的3V的電源，是將VCC的5V經(jīng)公知技術(shù)的三端式穩(wěn)壓模塊輸出3V的VDD電壓供給CPU芯片。
定時單元電路是芯片U1的IO腳和11腳與并聯(lián)的晶振XTI和電阻R3的兩端相并接，電容C8和C9的一端分別與晶振XTI的兩端連接，電容C8和C9的另一端與芯片Ul的12腳共同連接并同時接地，芯片Ul的11腳連接二極管
D6的正極，二極管D6的負(fù)極連接到三極管VI的集電極芯片Ul的3腳經(jīng)非門與芯片U2的10腳相連接；
芯片U2的5、 3、 2和4腳分別對應(yīng)與二極管D9、 DIO、 D11和D12的負(fù)極相接，二極管D9、 DIO、 Dll和D12的正極與電阻R6的一端相互連接在一起，電阻R6的另一端連接電源6V;芯片U2的7腳連接電阻R5的一端，電阻R5的另一端連接接口 X5的1腳，接口 X5的2腳接地，接口 X5外接發(fā)光二極管做工作指示；
芯片U2的11腳連接二極管D8的負(fù)極，二極管D8的正極分別與電容CIO、Cll、 C12、電阻R4的一端和二極管D7的負(fù)極共同連接，電容CIO、 Cll的另一端連接電源6V;電容C12和電阻R4的另一端及二極管D7的正極共同接地；二極管D8的正極同時連接芯片U3 (A)的7腳和芯片U3 (B)的15腳；
芯片U3 (A)和芯片U3 (B)同為一雙觸發(fā)器芯片U3，芯片U3 (A)的l腳和芯片U3 (B)的9腳短接并接地，芯片U3 (A)的2腳連接芯片U3 (B)的M腳；芯片U3 (B)的10腳連接芯片l^的4腳；
時間控制器4采用的是市售的成品件數(shù)碼盤，0—9的十個數(shù)字通過數(shù)碼盤內(nèi)的電路進(jìn)行8421組碼并與外部器件相連接，構(gòu)成數(shù)值量控制回路；用作時間設(shè)定個位的數(shù)碼盤接口 X3的1、 2、 3和4腳分別對應(yīng)與芯片U3 (A)的3、 4、5和6腳相連接；用作時間設(shè)定十位的數(shù)碼盤接口X4的1、 2、 3和4腳分別對應(yīng)與芯片U3 (B)的ll、 12、 13和14腳相連接；接口X3的5腳和接口X4的5腳共同連接到電阻R8的一端；
驅(qū)動單元電路是電阻R8的一端經(jīng)電阻R7連接電源VCC;電阻R8的另一端同時分別連接二極管D14的正極和二極管D13的正極，二極管D13的負(fù)極與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端與二極管D12的正極相連接；二極管D14的負(fù)極連接三極管VI的基極同時并經(jīng)電阻R10接地；
三極管V1的集電極連接繼電器J的線圈一端，繼電器J的線圈另一端連接+24V,繼電器J的線圈兩端并接保護(hù)二極管D15; 二極管D15的負(fù)極連接+24V;
繼電器J的接點(diǎn)J一l端為空端，接點(diǎn)J一2端連接電源接口 XI的2腳，接口 XI的2腳連接電容C14的一端，電容C14的另一端連接繼電器J的動接點(diǎn)端同時與微型泵的供電接口 X2的2腳連接，微型泵的供電接口 X2的1腳與電源接口X1的l腳連接；
三極管V1的發(fā)射極接地；
所述試樣分析電路部分包括濃度信號采集單元電路、溫度和濕度變送單元電路、時鐘計時單元電路、液晶顯示單元電路和軟件編程單元電路；
濃度信號采集單元電路包括發(fā)送環(huán)節(jié)電路和接收環(huán)節(jié)電路；如圖4所示， 發(fā)送環(huán)節(jié)電路由CPU芯片的48腳連接電阻R11和R12的一端，電阻Rll的另 一端與三極管V2的發(fā)射極共同接電源VCC，電阻R12的另一端接三極管V2 的基極，三極管V2的集電極接到接口 X6的1腳，接口 X6的2腳經(jīng)電阻R13 接地，接口X6的1、 2腳外接單紅色LED發(fā)光二極管，以便對著試樣發(fā)送一定 波長的光線；
接收環(huán)節(jié)電路是外接光電耦合三極管的接口 X7的2腳接到電阻R16的一 端，電阻R16的另一端連接電阻R15—端和二極管D16的正極，二極管D16的 負(fù)極同時連接芯片U4的3膽卩，電阻R14 —端和接口 X7的1膽卩，電阻R14的另 一端連接CPU芯片的56腳和芯片U6的3腳，電阻R15的另一端連接芯片U4 的6腳，芯片U4的6腳與2腳短接，芯片U4的5腳通過電容C15接地，U4 的6腳通過電容C16接地，芯片U4的1腳接地；芯片U4的8腳與4腳短接并 共同連接電源VCC;
芯片U6的2腳與5腳短接，芯片U6的6腳與4腳接地，芯片U6的1腳 連接到CPU芯片的57腳；
CPU芯片的10腳與13腳短接并連接到AGND， CPU芯片的14、 15和16 腳短接并經(jīng)電容C17接CPU芯片的13腳，CPU芯片的11腳接VDD的同時， 經(jīng)電容C18接到13腳。
溫度、濕度檢測單元的溫度檢測環(huán)節(jié)電路如圖5所示，集成數(shù)字溫度傳 感器DS的1腳接地，2腳和3腳并接電阻R17， 2腳連接到CPU芯片29腳， 集成數(shù)字溫度傳感器DS的3腳連接電源VDD;
濕度檢測環(huán)節(jié)電路濕度傳感器C22 (在圖中以電容C22作為等效器件) 的一端接地，另一端連接芯片U5的6腳，6腳同時與芯片U5的2腳短接，6 腳同時經(jīng)電阻R23與7腳連接，7腳經(jīng)電阻R22與4腳連接，4腳與芯片U5的 電源輸入端8腳同時連接電源VCC，芯片U5的5腳經(jīng)電阻R21接地，芯片U5 的1腳接地，芯片U5的3腳經(jīng)電阻R24連接到CPU芯片36腳；
時鐘單元電路，包括CPU芯片振蕩時鐘環(huán)節(jié)電路和實(shí)時時鐘計時環(huán)節(jié)電路； 如圖6所示，CPU芯片振蕩時鐘環(huán)節(jié)電路晶振XT2的兩端分別接電容C23和 C24的一端，電容C23、 C24的另一端共同接地；晶振XT2的兩端分別連接到 CPU芯片的26腳、27腳；
實(shí)時時鐘計時環(huán)節(jié)電路3V電源的正極分別與二極管D7的負(fù)極、并聯(lián)的 電阻R25、電容C25的一端、二極管D18的正極相連接，二極管D18的負(fù)極連接到芯片U7的8腳同時經(jīng)電容C27接地；并聯(lián)的電阻R25和電容C25的另一 端接地；二極管D17的正極經(jīng)電阻R26連接芯片U7的1腳，D17的正極同時 接VDD，芯片U7的2腳和3腳并接晶振XT3， 2腳同時經(jīng)電容C26接地；芯 片U7的5、 6和7腳分別對應(yīng)經(jīng)電阻R27、 R28、 R29接電源VDD的同時分別 對應(yīng)與CPU芯片的28腳、59腳和60腳相連接。
液晶顯示單元電路如圖7所示，接口X9的2、 1腳分別連接電位器W1 的固定阻值的兩個接線端，電位器Wl的變阻觸點(diǎn)接線端與接口 X9的3腳相連 接，接口X9的1腳、17腳同時連接電源VCC;接口X9的4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15和16腳分別對應(yīng)連接CPU芯片的49、 51、 50、 53、 52、 46、 45、 44、 43、 42、 41、 40和39腳，接口X9的2腳、18腳接地，接口 X9外接液晶顯示屏；
軟件編程單元電路包括編程環(huán)節(jié)電路、程序復(fù)位環(huán)節(jié)電路、打印環(huán)節(jié)電路 和鍵盤接口電路；編程環(huán)節(jié)電路如圖8所示，接口X10的4、 5、 6和7腳分 別對應(yīng)連接在CPU芯片的2、 1、 4和3腳上，接口 X10外接JTAG軟件編程器；
程序復(fù)位環(huán)節(jié)電路是3V電源經(jīng)電阻R30連接電容C28、電阻R31的一端， 電阻R31的另一端連接CPU芯片的5腳；電容C28的另一端接地；
打印環(huán)節(jié)電路是CPU芯片的31、 62、 61腳分別對應(yīng)與接口 Xll的1、 2、 3 腳相連接，接口 Xll的4腳接地，接口 Xll外接微型打印機(jī)；
鍵盤接口電路如圖6所示，是電阻R18、 R19和R20的一端一起連接電源 VDD，同時連接電容C19的一端，C19的另一端接地，鍵盤接口X8的3腳連 接電源VDD;電阻R18的另一端連接鍵盤接口X8的1腳，電阻R19的另一端 連接鍵盤接口 X8的5腳，電阻R20的另一端連接鍵盤接口 X8的9腳，鍵盤接 口 X8的1腳，5腳分別經(jīng)電容C21、 C20接地，9腳接地；鍵盤接口 X8的1腳、 5腳和9腳分別對應(yīng)連接CPU芯片的35腳、34腳和33腳；接口 X8的2、 3、 4、 6、 7、 8、 10、 11、 12腳共同接地。
權(quán)利要求
1、室內(nèi)空氣測量儀由硬件和軟件兩部分組成；硬件部分包括采樣機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；其特征在于1)、所述采樣機(jī)構(gòu)包括采樣器(8)、安全瓶(11)和吸收瓶(9)；吸收瓶(9)的上端設(shè)有瓶芯(10)，瓶芯(10)與吸收瓶(9)為磨口緊密插拔連接，瓶芯(10)的頂端設(shè)置有進(jìn)氣口，瓶芯(10)的下部設(shè)置有長管，長管插裝在吸收瓶(9)的內(nèi)部；吸收瓶(9)上部的一側(cè)設(shè)有出氣口，出氣口通過軟管與安全瓶(11)的進(jìn)氣口相連接，安全瓶(11)的出氣口通過軟管與采樣器(8)的進(jìn)氣通道口(12)相連接，進(jìn)氣通道口(12)與轉(zhuǎn)子流量計(13)的入口端相連接，轉(zhuǎn)子流量計(13)固定在采樣器(8)的一側(cè)，轉(zhuǎn)子流量計(13)的出口端與采樣器(8)的出氣通道口(14)相連接，出氣通道口(14)通過軟管與測量儀箱體(6)的六個氣體通道(5)相連接；2)、所述控制機(jī)構(gòu)包括測量儀箱體(6)及裝在測量儀箱體(6)內(nèi)的六個微型泵和控制電路板；測量儀箱體(6)的六個氣體通道(5)分別與六個微型泵的入口相連接，六個微型泵的出門通過管路連接，管路的尾端開口與大氣連通；測量儀箱體(6)的面板上分別設(shè)置有甲醛、苯、氨、甲苯、二甲苯和TVOC六個氣體通道(5)，與其相對應(yīng)的六個工作指示燈，六個開關(guān)(3)和六個時間控制器(4)，比色槽(2)，液晶顯示屏(1)，打印出口(7)；3)、所述控制電路板由六個控制微型泵電路部分，試樣分析電路部分所組成；控制微型泵電路部分包括供電單元電路、定時單元電路、驅(qū)動單元電路；供電單元電路由市電連接到電源接口X1，接口X1的(2)腳經(jīng)并聯(lián)的阻容回路電容C1和電阻R1連接到整流橋電路的電源輸入端二極管D2的負(fù)極和D1的正極的連接點(diǎn)處；電源輸入端的另一端即接口X1的1腳直接連接二極管D4的負(fù)極和D3的正極連接點(diǎn)處，整流橋電路的一個輸出端二極管D1的負(fù)極同時連接電容C2、C3和電阻R2的一端，此端作為+24V電源輸出，電容C2、C3的另一端接地，電阻R2的另一端同時連接電容C4、C5、C6、C7、C13的一端和穩(wěn)壓管D5的負(fù)極，此端作為電源6V輸出，穩(wěn)壓管D5的正極和電容C4、C5、C6、C7、C13的另一端共同連接并接地；定時單元電路是芯片U1的(10)腳和(11)腳與并聯(lián)的晶振XTI和電阻R3的兩端相并接，電容C8和C9的一端分別與晶振XTI的兩端連接，電容C8和C9的另一端與芯片U1的(12)腳共同連接并同時接地，芯片U1的(11)腳連接二極管D6的正極，二極管D6的負(fù)極連接到三極管V1的集電極上；芯片U1的(3)腳經(jīng)非門與芯片U2的(10)腳相連接；芯片U2的(5)、(3)、(2)和(4)腳分別對應(yīng)與二極管D9、D10、D11和D12的負(fù)極相接，二極管D9、D10、D11和D12的正極與電阻R6的一端相互連接在一起，電阻R6的另一端連接電源6V；芯片U2的(7)腳連接電阻R5的一端，電阻R5的另一端連接接口X5的(1)腳，接口X5的(2)腳接地；芯片U2的(11)腳連接二極管D8的負(fù)極，二極管D8的正極分別與電容C10、C11、C12、電阻R4的一端和二極管D7的負(fù)極共同連接，電容C10、C11的另一端連接電源6V；電容C12和電阻R4的另一端及二極管D7的正極共同接地；二極管D8的正極同時連接芯片U3(A)的(7)腳和芯片U3(B)的(15)腳；芯片U3(A)和芯片U3(B)同為一雙觸發(fā)器芯片U3，芯片U3(A)的(1)腳和芯片U3(B)的(9)腳短接并接地，芯片U3(A)的(2)腳連接芯片U3(B)的(14)腳；芯片U3(B)的(10)腳連接芯片U2的(4)腳；用作時間設(shè)定個位的數(shù)碼盤接口X3的(1)、(2)、(3)和(4)腳分別對應(yīng)與芯片U3(A)的(3)、(4)、(5)和(6)腳相連接；用作時間設(shè)定十位的數(shù)碼盤接口X4的(1)、(2)、(3)和(4)腳分別對應(yīng)與芯片U3(B)的(11)、(12)、(13)和(14)腳相連接；接口X3的(5)腳和接口X4的(5)腳共同連接到電阻R8的一端；驅(qū)動單元電路是電阻R8的一端經(jīng)電阻R7連接電源VCC；電阻R8的另一端同時分別連接二極管D14的正極和二極管D13的正極，二極管D13的負(fù)極與電阻R9的一端連接，電阻R9的另一端與二極管D12的正極相連接；二極管D14的負(fù)極連接三極管V1的基極同時并經(jīng)電阻R10接地；三極管V1的集電極連接繼電器J的線圈一端，繼電器J的線圈另一端連接+24V，繼電器J的線圈兩端并接保護(hù)二極管D15；二極管D15的負(fù)極連接+24V；繼電器J的接點(diǎn)J-1端為空端，接點(diǎn)J-2端連接電源接口X1的(2)腳，接口X1的(2)腳連接電容C14的一端，電容C14的另一端連接繼電器J的動接點(diǎn)端同時與微型泵的供電接口X2的(2)腳連接，微型泵的供電接口X2的(1)腳與電源接口X1的(1)腳連接；三極管V1的發(fā)射極接地；4)所述試樣分析電路部分包括濃度信號采集單元電路、溫度和濕度變送單元電路、時鐘計時單元電路、液晶顯示單元電路和軟件編程單元電路；濃度信號采集單元電路包括發(fā)送環(huán)節(jié)電路和接收環(huán)節(jié)電路；發(fā)送環(huán)節(jié)電路由CPU芯片的(48)腳連接電阻R11和R12的一端，電阻R11的另一端與三極管V2的發(fā)射極共同接電源VCC，電阻R12的另一端接三極管V2的基極，三極管V2的集電極接到接口X6的(1)腳，接口X6的(2)腳經(jīng)電阻R13接地，接口X6的(1)、(2)腳外接單紅色LED發(fā)光二極管；接收環(huán)節(jié)電路是外接光電耦合三極管的接口X7的(2)腳接到電阻R16的一端，電阻R16的另一端連接電阻R15一端和二極管D16的正極，二極管D16的負(fù)極同時連接芯片U4的(3)腳，電阻R14一端和接口X7的(1)腳，電阻R14的另一端連接CPU芯片的(56)腳和芯片U6的(3)腳，電阻R15的另一端連接芯片U4的(6)腳，芯片U4的(6)腳與(2)腳短接，芯片U4的(5)腳通過電容C15接地，U4的(6)腳通過電容C16接地，芯片U4的(1)腳接地；芯片U4的(8)腳與(4)腳短接并共同連接電源VCC；芯片U6的(2)腳與(5)腳短接，芯片U6的(6)腳與(4)腳接地，芯片U6的(1)腳連接到CPU芯片的(57)腳；CPU芯片的(10)腳與(13)腳短接并連接到AGND，CPU芯片的(14)、(15)和(16)腳短接并經(jīng)電容C17接CPU芯片的(13)腳，CPU芯片的(11)腳接VDD的同時，經(jīng)電容C18接到(13)腳；溫度、濕度檢測單元的溫度檢測環(huán)節(jié)電路集成數(shù)字溫度傳感器DS的(1)腳接地，(2)腳和(3)腳并接電阻R17，集成數(shù)字溫度傳感器DS的(2)腳連接到CPU芯片(29)腳，集成數(shù)字溫度傳感器DS的(3)腳連接電源VDD；濕度檢測環(huán)節(jié)電路濕度傳感器C22的一端接地，另一端連接芯片U5的(6)腳，(6)腳同時與芯片U5的(2)腳短接，(6)腳同時經(jīng)電阻R23與(7)腳連接，(7)腳經(jīng)電阻R22與(4)腳連接，(4)腳與芯片U5的電源輸入端(8)腳同時連接電源VCC，芯片U5的(5)腳經(jīng)電阻R21接地，芯片U5的(1)腳接地，芯片U5的(3)腳經(jīng)電阻R24連接到CPU芯片(36)腳；時鐘單元電路，包括CPU芯片振蕩時鐘環(huán)節(jié)電路和實(shí)時時鐘計時環(huán)節(jié)電路；CPU芯片振蕩時鐘環(huán)節(jié)電路晶振XT2的兩端分別接電容C23和C24的一端，電容C23、C24的另一端共同接地；晶振XT2的兩端分別連接到CPU芯片的(26)腳、(27)腳；實(shí)時時鐘計時環(huán)節(jié)電路3V電源的正極分別與二極管D17的負(fù)極、并聯(lián)的電阻R25、電容C25的一端、二極管D18的正極相連接，二極管D18的負(fù)極連接到芯片U7的(8)腳同時經(jīng)電容C27接地；并聯(lián)的電阻R25和電容C25的另一端接地；二極管D17的正極經(jīng)電阻R26連接芯片U7的(1)腳，D17的正極同時接VDD，芯片U7的(2)腳和(3)腳并接晶振XT3，(2)腳同時經(jīng)電容C26接地；芯片U7的(5)、(6)和(7)腳分別對應(yīng)經(jīng)電阻R27、R28、R29接電源VDD的同時分別對應(yīng)與CPU芯片的(28)腳、(59)腳和(60)腳相連接；液晶顯示單元電路接口X9的(2)、(1)腳分別連接電位器W1的固定阻值的兩個接線端，電位器W1的變阻觸點(diǎn)接線端與接口X9的(3)腳相連接，接口X9的(1)腳、(17)腳同時連接電源VCC；接口X9的(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)和(16)腳分別對應(yīng)連接CPU芯片的(49)、(51)、(50)、(53)、(52)、(46)、(45)、(44)、(43)、(42)、(41)、(40)和(39)腳，接口X9的(2)腳、(18)腳接地，接口X9外接液晶顯示屏；軟件編程單元電路包括編程環(huán)節(jié)電路、程序復(fù)位環(huán)節(jié)電路、打印環(huán)節(jié)電路和鍵盤接口電路；編程環(huán)節(jié)電路是接口X10的(4)、(5)、(6)和(7)腳分別對應(yīng)連接在CPU芯片的(2)、(1)、(4)和(3)腳上，接口X10外接JTAG軟件編程器；程序復(fù)位環(huán)節(jié)電路是3V電源經(jīng)電阻R30連接電容C28、電阻R31的一端，電阻R31的另一端連接CPU芯片的(5)腳；電容C28的另一端接地；打印環(huán)節(jié)電路是CPU芯片的(31)、(62)、(61)腳分別對應(yīng)與接口X11的(1)、(2)、(3)腳相連接，接口X11的(4)腳接地，接口X11外接微型打印機(jī)；鍵盤接口電路是電阻R18、R19和R20的一端一起連接電源VDD，同時連接電容C19的一端，C19的另一端接地，鍵盤接口X8的(3)腳連接電源VDD；電阻R18的另一端連接鍵盤接口X8的(1)腳，電阻R19的另一端連接鍵盤接口X8的(5)腳，電阻R20的另一端連接鍵盤接口X8的(9)腳，鍵盤接口X8的(1)腳、(5)腳分別經(jīng)電容C21、C20接地，接口X8的(9)腳接地；鍵盤接口X8的(1)腳、(5)腳和(9)腳分別對應(yīng)連接CPU芯片的(35)腳、(34)腳和(33)腳；接口X8的(2)、(3)、(4)、(6)、(7)、(8)、(10)、(11)、(12)腳共同接地。
全文摘要
室內(nèi)空氣測量儀包括采樣機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)；吸收瓶的上端設(shè)有進(jìn)氣口，吸收瓶的出氣口通過軟管與安全瓶進(jìn)氣口相連，安全瓶出氣口與采樣器的進(jìn)氣通道口相連；采樣器的出氣通道口與檢測儀箱體的入氣口相連接；檢測儀箱體內(nèi)裝有的六個微型泵和設(shè)有控制微型泵電路和試樣分析電路的控制電路板，控制微型泵電路，包括供電單元電路、定時單元電路、驅(qū)動單元電路。本發(fā)明設(shè)計科學(xué)、合理、富有創(chuàng)意、外型美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、嚴(yán)密，穩(wěn)定可靠，操作簡便、具有較好的發(fā)展前景。適用于監(jiān)理監(jiān)測機(jī)構(gòu)、治理公司、裝修裝飾公司、建筑公司，廠礦，及科研、教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室、居室、辦公室、賓館、飯店、商場等場所使用。
文檔編號G01N21/78GK101581674SQ20081001139
公開日2009年11月18日 申請日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月14日
發(fā)明者孟凡柱 申請人:清世界(沈陽)環(huán)保設(shè)備科技有限公司