基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)。所述基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)包括具有照相功能的移動終端和外置器件，所述移動終端包括應用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，所述外置器件包括控制模塊、外置成像模塊和通信模塊，所述外置成像模塊和通信模塊分別與所述控制模塊電連接，所述外置器件通過所述通信模塊與所述移動終端進行信息通信。本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)設計合理，不僅縮小了檢測設備的體積，方便攜帶，功耗低，價格相對低廉，而且其以大氣微粒的圖像和濃度值作為檢測結(jié)果，更為直觀，具有較強的實用價值和現(xiàn)實意義。
【專利說明】基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環(huán)境檢測領域，特別地，涉及一種基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]大氣微粒是存在于大氣中極小的、肉眼看不見的微小顆粒，其直徑通常在I?10 μ--之間，極小的大氣微粒直徑只有0.Ιμπι，極少數(shù)甚至達到10nm的量級。ΙΟμπι以下的大氣微粒很容易突破人的鼻子和喉嚨的過濾機制而進入人體的呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)，造成哮喘、肺癌和心血管疾病等疾病的發(fā)生。研宄表明，10nm尺寸的大氣微粒甚至可以滲透細胞壁，對人體的其它器官造成侵蝕，包括人的大腦。由于大氣微粒含有大量有毒有害物質(zhì)，而且其在大氣中停留時間長、輸送距離遠，對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量造成很大的影響。目前世界部分國家已先后將PMlO和ΡΜ2.5列入空氣質(zhì)量標準，對PMlO和ΡΜ2.5進行檢測和研宄。大氣微粒的檢測方法根據(jù)工作原理分為篩分法、沉降法、電感應法和光散射法四大類，目前國內(nèi)的檢測設備普遍體積大、功耗大、價格昂貴、不便攜帶等缺點，而且都以微粒重量作為檢測結(jié)果，不夠直觀。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型主要解決現(xiàn)有大氣微粒的檢測設備體積大、功耗大、價格昂貴、不便攜帶、檢測結(jié)果不夠直觀的技術問題。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型實施例公開了一種基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，包括具有照相功能的移動終端和外置器件，所述移動終端包括應用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，所述外置器件包括控制模塊、外置成像模塊和通信模塊，所述外置成像模塊和通信模塊分別與所述控制模塊電連接，所述外置器件通過所述通信模塊與所述移動終端進行信息通信。
[0005]在本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的一種較佳實施例中，所述內(nèi)置成像模塊包括內(nèi)置透鏡和傳感器，所述外置成像模塊包括光源模塊、樣本腔、外置透鏡和濾波器。
[0006]在本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的一種較佳實施例中，所述光源模塊包括光源和散熱模塊，所述散熱模塊用于將所述光源模塊工作中產(chǎn)生的熱量傳導出去。
[0007]在本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的一種較佳實施例中，所述傳感器為CMOS傳感器或CXD傳感器。
[0008]在本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的一種較佳實施例中，所述外置器件還包括信號轉(zhuǎn)換模塊，所述通信模塊通過所述信號轉(zhuǎn)換模塊與所述控制模塊電連接。
[0009]在本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的一種較佳實施例中，所述外置器件還包括調(diào)焦模塊，所述調(diào)焦模塊與所述控制模塊電連接，所述調(diào)焦模塊用于調(diào)節(jié)所述內(nèi)置成像模塊及外置成像模塊成像的清晰度。
[0010]在本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的一種較佳實施例中，所述外置器件還包括電源模塊，所述電源模塊與所述控制模塊對應電連接用于給所述外置器件提供電能。
[0011]在本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的一種較佳實施例中，所述移動終端還包括電源模塊，所述電源模塊用于給所述外置器件及所述移動終端提供電會K。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)設計合理，其通過在具有照相功能的移動終端內(nèi)設置應用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，并配合所述外置器件來檢測大氣中的微粒，不僅縮小了檢測設備的體積，方便攜帶，功耗低，價格相對低廉，而且其以大氣微粒的圖像和濃度值作為檢測結(jié)果，更為直觀，具有較強的實用價值和現(xiàn)實意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0014]圖1是本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；
[0015]圖2是圖1所示基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的成像原理圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]請結(jié)合參閱圖1和圖2，其中圖1是本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的結(jié)構示意圖，圖2是圖1所示基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)的成像原理圖。所述基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)100包括具有照相功能的移動終端I和外置器件2。所述移動終端I可以是手機、筆記本電腦、平板電腦等具有照相功能的便攜式電子設備。所述外置器件2采用有線連接或者無線連接的方式與所述移動終端I進行信息通信。
[0018]所述移動終端I包括應用程序模塊11和內(nèi)置成像模塊12。所述應用程序模塊11包括調(diào)焦設置系統(tǒng)、圖像顯示系統(tǒng)和分析系統(tǒng)，分別用于成像模塊12的拍攝調(diào)焦設置、圖像顯示和分析拍攝結(jié)果的大氣微粒。所述內(nèi)置成像模塊12包括內(nèi)置透鏡121和傳感器122。所述傳感器122為CMOS傳感器或CXD傳感器。
[0019]所述外置器件2包括控制模塊21、外置成像模塊22、調(diào)焦模塊23、信號轉(zhuǎn)換模塊24和通信模塊25。所述外置成像模塊22和調(diào)焦模塊23分別與所述控制模塊21電連接。所述通信模塊25通過所述信號轉(zhuǎn)換模塊24與所述控制模塊21電連接。
[0020]所述控制模塊21用于接收所述移動終端I的應用程序模塊發(fā)出的控制指令，并解碼和執(zhí)行控制指令。
[0021]所述外置成像模塊22包括光源模塊221、樣本腔222、外置透鏡223和濾波器224。所述光源模塊221包括光源(圖未示)和散熱模塊(圖未示)。所述光源可以是任何能引起微粒散射的光源，包括激光、LED光源或者其它合適的光源。所述散熱模塊用于將所述光源模塊221工作中產(chǎn)生的熱量傳導出去。所述光源模塊221的安裝位置和照射方向應根據(jù)所選用的不同波長的光源而定，以所述樣本腔222內(nèi)的大部分微粒的散射光在所述移動終端I方向光強度最強為宜，從而保證成像質(zhì)量。
[0022]所述外置成像模塊22與所述移動終端I的內(nèi)置成像模塊12構成完整的成像系統(tǒng)，其成像原理如圖2所示，具體地，所述光源模塊221的光源發(fā)出的入射光進入所述樣本腔222，被所述樣本腔222內(nèi)的微粒散射，散射光依次經(jīng)過所述外置透鏡223、濾波器224及所述移動終端I的內(nèi)置透鏡121，最后被所述傳感器122接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而形成微粒圖像。根據(jù)Mie光散射理論，散射光的光強、空間分布等參數(shù)與散射粒子的大小和空氣分布密切相關。
[0023]所述調(diào)焦模塊23用于調(diào)節(jié)所述內(nèi)置成像模塊12及外置成像模塊22成像的清晰度。
[0024]所述信號轉(zhuǎn)換模塊24用于將所述控制模塊21發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換成所述移動終端I可識別的信號，以及將所述移動終端I發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換成所述控制模塊21可識別的信號。
[0025]所述通信模塊25可以是有線通信模塊，也可以是無線通信模塊。若所述通信模塊25為有線通信模塊，其可以設置有與所述移動終端I的音頻接口或者USB接口相匹配的接頭，將所述接頭插入所述移動終端I的音頻接口或者USB接口實現(xiàn)有線連接。
[0026]此外，所述外置器件2還可以包括電源模塊(圖未示)。所述電源模塊與所述控制模塊21對應電連接用于給所述外置器件2提供電能。當然，所述移動終端I的電源模塊也可以直接為所述移動終端I提供電能。
[0027]所述基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)100具體包括如下操作步驟:
[0028]打開所述應用程序模塊，觸發(fā)所述控制模塊；
[0029]具體地，首先打開所述應用程序模塊12，所述移動終端I發(fā)送檢測指令至所述外置器件2，所述通信模塊25接收指令并通過所述信號轉(zhuǎn)換模塊24轉(zhuǎn)換成所述控制模塊21可識別的信號，然后傳送至所述控制模塊21。
[0030]所述控制模塊21控制所述外置成像模塊22啟動工作，同時所述移動終端I的內(nèi)置成像模塊12配合所述外置成像模塊22形成微粒圖像；
[0031]具體地，所述控制模塊21接收檢測指令并執(zhí)行，所述外置成像模塊22啟動工作，同時所述移動終端I的內(nèi)置成像模塊12配合所述外置成像模塊22形成微粒圖像，即所述控制模塊21控制所述光源模塊221接電后發(fā)射入射光，所述入射光入射到所述樣本腔222，繼而被所述樣本腔222內(nèi)的微粒散射，散熱光依次經(jīng)過所述外置透鏡223、濾波器224及內(nèi)置透鏡121，最后被所述傳感器122接收并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，從而形成微粒圖像，若所形成的微粒圖像不清晰，可通過所述應用程序模塊發(fā)送內(nèi)部調(diào)焦指令和外部調(diào)焦指令至所述控制模塊21，所述控制模塊21控制所述調(diào)焦模塊23完成所述外置成像模塊22及內(nèi)置成像模塊12的焦距調(diào)校，直至微粒圖像清晰可見。
[0032]所述移動終端對形成的微粒圖像進行拍攝并顯示；
[0033]具體地，按下所述移動終端I的快門按鈕，對所形成的微粒圖像進行拍攝并顯示。
[0034]所述應用程序模塊對拍攝的微粒圖像進行大氣微粒分析。
[0035]具體地，所述大氣微粒分析是指通過所述應用程序模塊11對拍攝的微粒圖像進行微粒計量和歸類，并推算出周圍大氣微粒的濃度值(個數(shù)密度、重量密度等)，根據(jù)所述移動終端I呈現(xiàn)的圖像及分析數(shù)據(jù)，我們就能直觀地知道所采集的空氣中有多少有害微粒，并采取相關措施凈化周圍空氣。
[0036]由于長期使用，所述樣本腔222內(nèi)壁不可避免的會有殘留的微粒，這些微粒也會與大氣微粒一起成像，從而對大氣微粒的檢測數(shù)據(jù)造成影響。為了減少誤差，本實用新型還提供一種校準方法，具體為:連續(xù)對不同的空氣樣本成像，然后把這一系列的圖像導入到所述應用程序模塊11的分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)通過內(nèi)部程序?qū)氲膱D像進行分析對比，把每一張圖像中的微粒篩選出來生成背景圖，當檢測空氣時，所述分析系統(tǒng)自動把空氣樣本的圖像扣除背景圖，作為空氣樣本的圖像。
[0037]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)設計合理，其通過在具有照相功能的移動終端內(nèi)設置應用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，并配合所述外置器件來檢測大氣中的微粒，不僅縮小了檢測設備的體積，方便攜帶，功耗低，價格相對低廉，而且其以大氣微粒的圖像和濃度值作為檢測結(jié)果，更為直觀，具有較強的實用價值和現(xiàn)實意義。
[0038]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括具有照相功能的移動終端和外置器件，所述移動終端包括應用程序模塊和內(nèi)置成像模塊，所述外置器件包括控制模塊、外置成像模塊和通信模塊，所述外置成像模塊和通信模塊分別與所述控制模塊電連接，所述外置器件通過所述通信模塊與所述移動終端進行信息通信。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)置成像模塊包括內(nèi)置透鏡和傳感器，所述外置成像模塊包括光源模塊、樣本腔、外置透鏡和濾波器。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光源模塊包括光源和散熱模塊，所述散熱模塊用于將所述光源模塊工作中產(chǎn)生的熱量傳導出去。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為0103傳感器或傳感器。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述外置器件還包括信號轉(zhuǎn)換模塊，所述通信模塊通過所述信號轉(zhuǎn)換模塊與所述控制模塊電連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述外置器件還包括調(diào)焦模塊，所述調(diào)焦模塊與所述控制模塊電連接，所述調(diào)焦模塊用于調(diào)節(jié)所述內(nèi)置成像模塊及外置成像模塊成像的清晰度。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述外置器件還包括電源模塊，所述電源模塊與所述控制模塊對應電連接用于給所述外置器件提供電能。
8.根據(jù)權利要求6所述的基于移動終端的大氣微粒檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述移動終端還包括電源模塊，所述電源模塊用于給所述外置器件及所述移動終端提供電能。
【文檔編號】G01N15/06GK204203050SQ201420726287
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權日:2014年11月27日
【發(fā)明者】劉星, 李勇林, 寧世江, 李倩珊, 喬堂強 申請人:中盟科創(chuàng)（深圳）科技發(fā)展有限公司