散射式車載煙塵檢測(cè)報(bào)警裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種散射式車載煙塵檢測(cè)報(bào)警裝置，包括電源模塊、散射式光電模塊、煙塵濃度計(jì)算模塊、液晶顯示模塊和聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊。散射式光電模塊包括LED紅外發(fā)光二極管和光電池，所述光電模塊的輸出端連接選頻放大器的輸入端，所述放大器經(jīng)檢波器后和煙塵濃度計(jì)算模塊的輸入端相連，所述煙塵濃度計(jì)算模塊的端口輸出分別接LED紅外發(fā)光二極管、液晶顯示模塊和聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊。該裝置采用散射法實(shí)時(shí)測(cè)量車內(nèi)煙塵濃度，不受煙塵顆粒大小影響，測(cè)量精度高，檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)顯示，超限后可聲光報(bào)警，提示駕乘人員采取措施以減少煙塵進(jìn)入量，保障駕乘人員健康，同時(shí)該裝置采用光伏電池供電，可節(jié)約用電并環(huán)保。
【專利說(shuō)明】散射式車載煙塵檢測(cè)報(bào)警裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種指示車輛內(nèi)部煙塵狀態(tài)的檢測(cè)裝置，尤其是太陽(yáng)能供電的采用光散射法檢測(cè)車內(nèi)煙塵狀況的檢測(cè)報(bào)警裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在車輛行駛過(guò)程中，周圍環(huán)境中的粉塵顆粒、其它車輛排放的廢氣、駕乘人員抽煙的煙霧等都會(huì)進(jìn)入車廂，這些煙塵顆粒的存在會(huì)影響車內(nèi)人員的駕乘舒適性，甚至對(duì)人體健康帶來(lái)不良影響。
[0003]煙塵檢測(cè)根據(jù)測(cè)量機(jī)理可分為兩大類:取樣法和非取樣法。取樣法是從對(duì)象區(qū)域中取含煙塵的氣體樣本，從樣品中將顆粒分離后送入分析測(cè)量系統(tǒng)來(lái)測(cè)量煙塵濃度。其典型的方法有微量天平振蕩法、壓電晶體法、濾膜稱重法等。此法通常采用離線測(cè)量的方式，而且車輛在運(yùn)行時(shí)存在震動(dòng)，因此不適用于車輛內(nèi)部煙塵狀況的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
[0004]非取樣法的典型方法有黑度法、濁度法、光散射法等，它是利用光、射線等因煙塵顆粒存在而產(chǎn)生的衰減、散射等現(xiàn)象來(lái)間接測(cè)量煙塵濃度。黑度法是指監(jiān)測(cè)人員將煙塵與不同黑色面積的玻璃片進(jìn)行目測(cè)比對(duì)后，依據(jù)林格曼黑度和煙塵濃度對(duì)照表得到煙塵排放濃度。這種同樣屬于離線式測(cè)量，不適用于車廂內(nèi)煙塵濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
[0005]濁度法把探測(cè)器與光源安裝在同一直線上的煙道兩側(cè)，由于煙塵顆粒對(duì)光的吸收、散射等作用致光強(qiáng)衰減，通過(guò)對(duì)光強(qiáng)的檢測(cè)來(lái)獲得煙塵濃度。該方法技術(shù)成熟、原理簡(jiǎn)單，由于探測(cè)器接收的透射光強(qiáng)與顆粒的大小和濃度相關(guān)，具有一定的局限性。
[0006]光散射法基于光散射原理，當(dāng)光束入射到顆粒(不管是固體顆粒、液滴或者氣泡)上時(shí)，將向空間四周散射，光的各個(gè)散射參數(shù)與煙塵顆粒的濃度密切相關(guān)。將探測(cè)器安裝在某一散射角處，獲得散射光強(qiáng)數(shù)據(jù)后，基于散射理論可計(jì)算得到煙塵濃度。相比其它測(cè)量方式，光散射法對(duì)固、液和氣體顆粒均可測(cè)量，而不用知道其化學(xué)組成，具有適用性廣，粒徑測(cè)量范圍寬，測(cè)量準(zhǔn)確、精度高、重復(fù)性能好等優(yōu)點(diǎn)。在車輛被廣泛使用和空氣質(zhì)量形勢(shì)嚴(yán)峻的今天，實(shí)時(shí)檢測(cè)顯示車內(nèi)煙塵狀況，并在濃度超標(biāo)時(shí)發(fā)出煙塵濃度超限報(bào)警，提示駕乘人員采取關(guān)閉車窗等措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0007]為保障車廂內(nèi)駕乘人員的舒適性和健康，本實(shí)用新型提供一種散射式車用煙塵檢測(cè)報(bào)警裝置，采用光散射法實(shí)時(shí)檢測(cè)顯示車內(nèi)煙塵度，并在濃度超限時(shí)發(fā)出報(bào)警提示駕乘人員采取關(guān)閉車窗和外循環(huán)等措施，從而避免更多的煙塵進(jìn)入車廂，減少其對(duì)人體的危害。
[0008]實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了散射式車載煙塵檢測(cè)報(bào)警裝置，包括電源模塊、散射式光電模塊、煙塵濃度計(jì)算模塊、液晶顯示模塊和聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊。散射式光電模塊包括LED紅外發(fā)光二極管和光電池，所述散射式光電模塊的輸出端連接選頻放大器的輸入端，所述放大器經(jīng)檢波器后和煙塵濃度計(jì)算模塊的輸入端相連，所述煙塵濃度計(jì)算模塊的端口輸出分別接LED紅外發(fā)光二極管、液晶顯不模塊和聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊。
[0010]電源模塊由太陽(yáng)能電池板和穩(wěn)壓模塊組成，穩(wěn)壓模塊的輸入端連接太陽(yáng)能電池板的輸出端，所述穩(wěn)壓模塊向微處理器、液晶顯示器和數(shù)碼語(yǔ)音芯片等供電。該方案的采用，避免了車載電源供電方式的連線不方便和不美觀的問(wèn)題，減少了對(duì)車內(nèi)空間占用，同時(shí)也避免了電池供電方式之需要頻繁更換電池的問(wèn)題，起到了節(jié)約環(huán)保的效果。
[0011]散射式光電模塊包括LED紅外發(fā)光二極管和光電池，所述光電模塊的輸出端連接選頻放大器的輸入端，所述放大器經(jīng)檢波器后和煙塵濃度計(jì)算模塊的輸入端相連，所述煙塵濃度計(jì)算模塊的端口輸出分別接LED紅外發(fā)光二極管、LCD液晶顯示模塊和聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊。
[0012]進(jìn)一步的，散射式光電模塊的LED紅外發(fā)光二極管安裝在裝置上部，光電池安放在裝置右部且與所述LED紅外發(fā)光二極管相垂直，煙塵進(jìn)出口安放于裝置下部，其中一個(gè)煙塵進(jìn)出口與LED紅外發(fā)光二極管處于同一直線，且該直線與所述光電池所在位置相垂直。工作時(shí)，紅外線LED發(fā)光二極管發(fā)出40kHz紅外光，若被測(cè)氣體中無(wú)煙塵，紅外光從煙塵進(jìn)出孔中射出；反之，煙塵顆粒表面將發(fā)生散射，從而導(dǎo)致部分散射光射入紅外硅光電池被轉(zhuǎn)換為同頻的電脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)40kHz選頻放大器放大和檢波器檢波后轉(zhuǎn)換為直流輸出。
[0013]較佳的，聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊包括LED燈組和數(shù)碼語(yǔ)音芯片，所述報(bào)警模塊的輸入端接煙塵濃度計(jì)算模塊的輸出端。煙塵濃度計(jì)算由微處理器完成，該模塊AD采樣接收來(lái)自散射式光電模塊的直流信號(hào)，結(jié)果送入液晶模塊實(shí)時(shí)顯示，若結(jié)果超出所設(shè)閾值，則LED燈組閃爍并由單片機(jī)控制數(shù)碼語(yǔ)音芯片播放內(nèi)置的報(bào)警語(yǔ)音，提示煙塵濃度超限，要求關(guān)閉車窗、外循環(huán)和停止抽煙，以減少進(jìn)入車廂內(nèi)部的煙塵量。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:散射法實(shí)時(shí)測(cè)量車內(nèi)煙塵濃度不受煙塵顆粒大小影響，測(cè)量精度高，超限后聲光報(bào)警并采用光伏電池供電，在保障駕乘人員健康的同時(shí)又節(jié)約環(huán)保。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1是本實(shí)用新型的散射式光電模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是散射式車載煙塵檢測(cè)報(bào)警裝置的電路原理示意圖。
[0018]圖中，1.煙塵氣體進(jìn)出孔，2.LED紅外發(fā)光二極管，3.紅外硅光電池，4.散射式光電塊，5.選頻放大器，6.檢波器，7.煙塵濃度計(jì)算模塊，8.液晶顯示模塊，9.聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊，10.電源模塊，11.太陽(yáng)能電池板，12.穩(wěn)壓模塊

【具體實(shí)施方式】
[0019]在圖1中，散射式光電模塊4由煙塵氣體進(jìn)出孔1、LED紅外發(fā)光二極管2和紅外硅光電池3組成。散射式光電模塊4的LED紅外發(fā)光二極管2安裝在裝置上部，光電池3安放在裝置右部且與所述LED紅外發(fā)光二極管2相垂直，煙塵進(jìn)出口 I安放于裝置下部，其中一個(gè)煙塵進(jìn)出口與LED紅外發(fā)光二極管2處于同一直線,且該直線與所述光電池3所在位置相垂直。工作時(shí)，紅外線LED發(fā)光二極管2發(fā)出40kHz紅外光，若被測(cè)氣體中無(wú)煙塵，紅外光從煙塵進(jìn)出孔中射出；反之，煙塵顆粒表面將發(fā)生散射，從而導(dǎo)致部分散射光射入紅外硅光電池3并被轉(zhuǎn)換為同頻的電脈沖信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)40kHz選頻放大器5放大和檢波器6檢波后轉(zhuǎn)換為直流輸出。車廂內(nèi)煙塵濃度越高，則達(dá)到紅外硅光電池3的紅外光越強(qiáng)，反之，則越弱。
[0020]在圖2所示實(shí)施例中，電源模塊9由太陽(yáng)能電池板11和穩(wěn)壓模塊12組成，太陽(yáng)能電池板11的輸出端接穩(wěn)壓模塊12的輸入端，所述穩(wěn)壓模塊12的輸入端連接太陽(yáng)能電池板11的輸出端，其輸出向PIC16單片機(jī)煙塵濃度計(jì)算模塊7、IXD12232液晶顯示模塊8和使用ISD1810數(shù)碼語(yǔ)音芯片的聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊8供電。煙塵濃度計(jì)算模塊7控制輸出40kHz的PWM脈沖進(jìn)入LED紅外發(fā)光二級(jí)管2，使其發(fā)射40kHz左右的紅外光脈沖信號(hào)進(jìn)入裝置內(nèi)部，若被測(cè)氣體中無(wú)煙塵，紅外光從煙塵進(jìn)出孔中垂直射出；反之，煙塵顆粒表面將發(fā)生散射，從而導(dǎo)致部分散射光射入紅外娃光電池3被轉(zhuǎn)換為同頻的電脈沖信號(hào),該信號(hào)經(jīng)40kHz選頻放大器5放大和檢波器6檢波后轉(zhuǎn)換為直流輸出。PIC16單片機(jī)煙塵濃度計(jì)算模塊7采樣接收該信號(hào)并計(jì)算氣體中的煙塵濃度，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后送入LCD12232液晶顯示模塊8實(shí)時(shí)顯示。若所測(cè)濃度超出所設(shè)閾值，則煙塵濃度計(jì)算模塊7控制LED發(fā)光二極管燈組閃爍并由播放數(shù)碼語(yǔ)音芯片ISD1810LED內(nèi)置的報(bào)警語(yǔ)音，提示煙塵濃度超限，要求關(guān)閉車窗、夕卜循環(huán)和停止抽煙，以減少進(jìn)入車廂內(nèi)部的煙塵量。
[0021]以上內(nèi)容詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種散射式車載煙塵檢測(cè)報(bào)警裝置，包括電源模塊、散射式光電模塊、煙塵濃度計(jì)算模塊、液晶顯示模塊和聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊，其特征是:散射式光電模塊(4)包括LED紅外發(fā)光二極管(2)和光電池(3),所述散射式光電模塊(4)的輸出端連接選頻放大器(5)的輸入端，所述放大器(5)經(jīng)檢波器(6)后和煙塵濃度計(jì)算模塊(7)的輸入端相連，所述計(jì)算模塊(7)的端口輸出分別接LED紅外發(fā)光二極管(2)、IXD12232液晶顯示模塊(8)和聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載煙塵檢測(cè)報(bào)警裝置，其特征是:散射式光電模塊(4)的LED紅外發(fā)光二極管(2)安裝在裝置上部，所述光電池(3)安放在裝置右部且與所述LED紅外發(fā)光二極管(2)相垂直，所述煙塵進(jìn)出口(I)安放于裝置下部，其中一個(gè)煙塵進(jìn)出口(I)與LED紅外發(fā)光二極管(2)處于同一直線，且該直線與所述光電池(3)所在位置相垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載煙塵檢測(cè)的報(bào)警裝置，其特征是:聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊(9)包括LED燈組和數(shù)碼語(yǔ)音芯片，所述報(bào)警模塊(9)的輸入端接煙塵濃度計(jì)算模塊(7)的輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的車載煙塵檢測(cè)的報(bào)警裝置，其特征是:電源模塊(10)由太陽(yáng)能電池板(11)和穩(wěn)壓模塊(12)組成，太陽(yáng)能電池板(11)的輸出端接穩(wěn)壓模塊(12)的輸入端，所述穩(wěn)壓模塊(12)的輸出向煙塵濃度計(jì)算模塊(7)、液晶顯示模塊(8)和含數(shù)碼語(yǔ)音芯片的聲光語(yǔ)音報(bào)警模塊(9)供電。
【文檔編號(hào)】G01N21/53GK204203096SQ201420298057
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】沈燕卿 申請(qǐng)人:重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院