一種通過多級激光網(wǎng)采集信號的高靈敏度空氣檢測儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣質(zhì)量檢測領(lǐng)域，具體是一種通過多級激光網(wǎng)照射空氣粒子，利用多個光電轉(zhuǎn)換器信號疊加顯示數(shù)值，從而精確檢測空氣中PM2.5和PMlO含量的高靈敏度空氣檢測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)化進(jìn)程和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)很大程度上促進(jìn)了國民生活水平的提升，但是同樣的也衍生了嚴(yán)重的環(huán)境問題，甚至直逼居民健康底線，誘發(fā)諸多疾病，將市民的健康懸于一線之間，空氣中PM2.5和PMlO的含量，已經(jīng)成為整個社會關(guān)注的熱點問題之一。
[0003]為了檢測空氣中PM2.5和PMlO的含量，目前市面上已經(jīng)有一些檢測儀器，其中，一些檢測儀利用激光照射空氣粒子，通過光電轉(zhuǎn)換的方式檢測PM2.5和PM10。但是，現(xiàn)有的激光檢測儀僅僅憑借一個激光頭照射，激光照射到的空氣粒子所占吸入空氣的比例很小，導(dǎo)致檢測出的數(shù)據(jù)誤差很大，不滿足精確測量的標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述的問題，本發(fā)明提供了一種高靈敏度空氣檢測儀，可以通過設(shè)置的多級激光照射裝置，利用激光照射裝置組成的激光網(wǎng)對空氣粒子進(jìn)行照射，結(jié)合光電信號轉(zhuǎn)換器和信號疊加的方式，從而獲得吸入空氣PM2.5和PMlO的平均值。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種通過多級激光網(wǎng)采集信號的高靈敏度空氣檢測儀，包括傳感器、氣泵、電路板和外殼，所述的傳感器包括半導(dǎo)體激光器、集光鏡、腔體、光陷阱、進(jìn)氣口和出氣口，其特征在于，所述的半導(dǎo)體激光器為多個，且半導(dǎo)體激光器均設(shè)置在傳感器殼體的同一側(cè)面，所述的傳感器還設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器，所述的光電轉(zhuǎn)換器與半導(dǎo)體激光器一一對應(yīng)，且光電轉(zhuǎn)換器的主光軸與半導(dǎo)體激光器的主光軸相垂直。
[0006]進(jìn)一步的，所述的腔體內(nèi)設(shè)有隔板，所述隔板的兩側(cè)設(shè)有通孔。
[0007]進(jìn)一步的，所述的電路板包括信號處理模塊和顯示模塊，所述的顯示模塊包括顯示屏驅(qū)動芯片和液晶顯示屏，所述的信號處理模塊包括信號放大器、多路信號疊加器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計數(shù)器，每一個光電轉(zhuǎn)換器均通過一個信號放大器與多路信號疊加器連接，多路信號疊加器依次連接A/D轉(zhuǎn)換模塊、計數(shù)器和顯示模塊。
[0008]進(jìn)一步的，所述的信號處理模塊還包括信號移位單元、信號疊加單元和積分單元，所述信號移位單元的輸入端連接一個或多個信號放大器，所述信號移位單元的輸出端連接信號疊加單元輸入端，所述信號疊加單元的輸入端還連接信號放大器的輸出端，所述信號疊加單元的輸出端連接積分單元輸入端，積分單元的輸入端還連接多路信號疊加器的輸出端，積分單元輸出端連接顯示模塊。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
1、采用多個半導(dǎo)體激光器，并結(jié)合使用的光電轉(zhuǎn)換器采集多路數(shù)據(jù)，利用信號疊加處理方式，保證腔體內(nèi)空氣測量的范圍和數(shù)量最大化，實現(xiàn)PM2.5和PMlO數(shù)值的精確顯示。
[0010]2、腔體內(nèi)設(shè)置了擋板，防止進(jìn)氣口和出氣口的對流，使得吸入的空氣在腔體內(nèi)停留的時間更長，保證采樣時間的充足，從而有效提高測量的穩(wěn)定性和精確性。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是基于圖1結(jié)構(gòu)下一種實施方式的工作原理框圖；
圖4是基于圖1結(jié)構(gòu)下另一種實施方式的工作原理框圖。
[0012]圖1和圖2中:11傳感器殼體，12集光鏡，13光陷講，14進(jìn)氣口，15出氣口，16半導(dǎo)體激光器，17光電轉(zhuǎn)換器,18腔體,19擋板,191通孔。
【具體實施方式】
[0013]一種通過多級激光網(wǎng)采集信號的高靈敏度空氣檢測儀，包括傳感器、氣泵、電路板和外殼。
[0014]如圖1和圖2所示，所述的傳感器包括半導(dǎo)體激光器16、集光鏡12、腔體18、光陷阱13、進(jìn)氣口 14和出氣口 15，所述的半導(dǎo)體激光器16為3個，且半導(dǎo)體激光器16均設(shè)置在傳感器殼體11的同一側(cè)面，所述的傳感器還設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器17，所述的光電轉(zhuǎn)換器17有三個，并且與半導(dǎo)體激光器一一對應(yīng)，對于每一組相互對應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器和半導(dǎo)體激光器，光電轉(zhuǎn)換器的主光軸與半導(dǎo)體激光器的主光軸相垂直。所述的腔體18內(nèi)設(shè)有隔板19，所述隔板的兩側(cè)設(shè)有通孔191。
[0015]通過在腔體內(nèi)加裝擋板，避免進(jìn)氣口和出氣口直接對流，同時，從進(jìn)氣口吸入的氣流經(jīng)過擋板阻擋，速度會降低，并通過兩邊的通孔擴(kuò)散到擋板下方的腔體內(nèi)，在擴(kuò)散方式下，擋板下方腔體內(nèi)的氣體分布更加均勻，停留的時間更長，從而盡可能使得不同光電轉(zhuǎn)換器測量到的數(shù)據(jù)更加接近，使得信號疊加的誤差更小，數(shù)值更精確。
[0016]在上述結(jié)構(gòu)下，可以配備不同的電路板，從而獲得不一樣的顯示數(shù)值。
[0017]實施方式I
如圖3所示，所述的電路板包括信號處理模塊和顯示模塊，所述的顯示模塊包括顯示屏驅(qū)動芯片和液晶顯示屏，所述的信號處理模塊包括信號放大器、多路信號疊加器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計數(shù)器，每一個光電轉(zhuǎn)換器均通過一個信號放大器與多路信號疊加器連接，多路信號疊加器依次連接A/D轉(zhuǎn)換模塊、計數(shù)器和顯示模塊。
[0018]本檢測裝置采用多個光電轉(zhuǎn)換器和多個半導(dǎo)體激光器一一對應(yīng)，由于吸入空氣在腔體內(nèi)的分布不均勻，而每一個半導(dǎo)體激光器的照射路徑不同，因此每一個光電轉(zhuǎn)換器采集到的數(shù)據(jù)也不一樣，通過對所有光電轉(zhuǎn)換器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號疊加處理，可以綜合整個腔體內(nèi)的數(shù)值，獲得更加接近平均值的讀數(shù)。
[0019]實施例2
如圖4所示，所述的電路板包括信號處理模塊和顯示模塊，所述的顯示模塊包括顯示屏驅(qū)動芯片和液晶顯示屏，所述的信號處理模塊包括信號放大器、多路信號疊加器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計數(shù)器、信號移位單元、信號疊加單元和積分單元，每一個光電轉(zhuǎn)換器均通過一個信號放大器與多路信號疊加器連接，多路信號疊加器依次連接A/D轉(zhuǎn)換模塊、計數(shù)器和顯示模塊；所述信號移位單元的輸入端連接一個或多個信號放大器，所述信號移位單元的輸出端連接信號疊加單元輸入端，所述信號疊加單元的輸入端還連接信號放大器的輸出端，所述信號疊加單元的輸出端連接積分單元輸入端，積分單元的輸入端還連接多路信號疊加器的輸出端，積分單元輸出端連接顯示模塊。
[0020]在此實施例下，一方面，多只光電轉(zhuǎn)換器檢測到的信號疊加，不進(jìn)獲取的信號加強(qiáng)，而且獲取的信號可以得到一定的修正，提高準(zhǔn)確率；另一方面，將一部分光電轉(zhuǎn)換器獲取的信號移位后，再將沒有移位和移位的信號疊加，最后求積分，可以進(jìn)一步修正檢測到的信號，并準(zhǔn)確得出不同粒徑的總幾何體積。
[0021]除本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)外，其余均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0022]以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也被視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種通過多級激光網(wǎng)采集信號的高靈敏度空氣檢測儀，包括傳感器、氣泵、電路板和外殼，所述的傳感器包括半導(dǎo)體激光器、集光鏡、腔體、光陷阱、進(jìn)氣口和出氣口，其特征在于，所述的半導(dǎo)體激光器為多個，且半導(dǎo)體激光器均設(shè)置在傳感器殼體的同一側(cè)面，所述的傳感器還設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器，所述的光電轉(zhuǎn)換器與半導(dǎo)體激光器一一對應(yīng)，且光電轉(zhuǎn)換器的主光軸與半導(dǎo)體激光器的主光軸相垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過多級激光網(wǎng)采集信號的高靈敏度空氣檢測儀，其特征在于，所述的腔體內(nèi)設(shè)有隔板，所述隔板的兩側(cè)設(shè)有通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種通過多級激光網(wǎng)采集信號的高靈敏度空氣檢測儀，其特征在于，所述的電路板包括信號處理模塊和顯示模塊，所述的顯示模塊包括顯示屏驅(qū)動芯片和液晶顯示屏，所述的信號處理模塊包括信號放大器、多路信號疊加器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計數(shù)器，每一個光電轉(zhuǎn)換器均通過一個信號放大器與多路信號疊加器連接，多路信號疊加器依次連接A/D轉(zhuǎn)換模塊、計數(shù)器和顯示模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種通過多級激光網(wǎng)采集信號的高靈敏度空氣檢測儀，其特征在于，所述的信號處理模塊還包括信號移位單元、信號疊加單元和積分單元，所述信號移位單元的輸入端連接一個或多個信號放大器，所述信號移位單元的輸出端連接信號疊加單元輸入端，所述信號疊加單元的輸入端還連接信號放大器的輸出端，所述信號疊加單元的輸出端連接積分單元輸入端，積分單元的輸入端還連接多路信號疊加器的輸出端，積分單元輸出端連接顯示模塊。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種通過多級激光網(wǎng)采集信號的高靈敏度空氣檢測儀，包括傳感器、氣泵、電路板和外殼，所述的傳感器包括半導(dǎo)體激光器、集光鏡、腔體、光陷阱、進(jìn)氣口和出氣口，所述的半導(dǎo)體激光器為多個，且半導(dǎo)體激光器均設(shè)置在傳感器殼體的同一側(cè)面，所述的傳感器還設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器，所述的光電轉(zhuǎn)換器與半導(dǎo)體激光器一一對應(yīng)，且光電轉(zhuǎn)換器的主光軸與半導(dǎo)體激光器的主光軸相垂直。采用多個半導(dǎo)體激光器，并結(jié)合使用的光電轉(zhuǎn)換器采集多路數(shù)據(jù)，利用信號疊加處理方式，保證腔體內(nèi)空氣測量的范圍和數(shù)量最大化，實現(xiàn)PM2.5和PM10數(shù)值的精確顯示。
【IPC分類】G01N15-06
【公開號】CN104677798
【申請?zhí)枴緾N201510142852
【發(fā)明人】葉向東, 李慧梅, 田中郁夫, 大衛(wèi)·戈登, 克瑞斯·詹姆斯
【申請人】濟(jì)南新活電器有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月30日