CN104607313B - 太阳能智能静电除尘器 - Google Patents

Abstract

太阳能智能静电除尘器，属于室内环境安全领域，本发明为解决采用传统空气净化器存在的问题。本发明包括灰尘检测单元、控制器、除尘器、蓄电池、键盘和太阳能充放电控制电路；灰尘检测单元的输出端与控制器的灰尘信息输入端相连，键盘的灰尘上限阂值给定值输出端与控制器的灰尘上限阂值给定值输入端相连，控制器的开关指令输出端与除尘器的始能端相连；蓄电池提供工作电源VCC2，太阳能充放电控制电路控制蓄电池的充放电状态。

Description

太阳能智能静电除尘器

技术领域

本发明涉及利用太阳能进行自动电除尘的设备，属于室内环境安全领域。

背景技术

随着城市发展步伐加快，飘尘和雾霾天气日益猖狂，不仅危害我们的身心健康，而且严重影响室内电子设备和精美装修的使用寿命。

环境检测表明：空气污染指数取决于飘尘(直径小于10微米的灰尘)多少。这些飘尘也渗入我们工作、休息和生活的室内空间，最可怕的是直径小于2.5微米的微尘，它能够透过肺泡、毛细血管进入血液，而且表面经常聚集着各种有毒物质和重金属，引发癌症。因此改善空气质量迫在眉睫。

目前改善室内空气的主要措施为利用空气净化器净化空气，但是传统空气净化器在除尘方面仍存在很多固有缺陷。比如：

1、处理的粉尘比电阻不在一个合适的数量范围内，对微细离子的捕集效率较低，且受灰尘的物化性质的影响大。

2、安装复杂，不便维护，需要投入较多的人工成本。

3、清灰困难，电极容易结垢，运行易出现短路问题，带来安全隐患。

4、高压隔离开关操作机构不灵活，开关不到位，容易造成开路，对人身安全带来威胁。

发明内容

本发明目的是为了解决采用传统空气净化器存在的问题，提供了一种太阳能智能静电除尘器。

本发明所述太阳能静电除尘器，它包括灰尘检测单元、控制器、除尘器、蓄电池、键盘和太阳能充放电控制电路；灰尘检测单元的输出端与控制器的灰尘信息输入端相连，键盘的灰尘上限阂值给定值输出端与控制器的灰尘上限阂值给定值输入端相连，控制器的开关指令输出端与除尘器的始能端相连；蓄电池提供工作电源VCC2，太阳能充放电控制电路控制蓄电池的充放电状态。

本发明的优点：本发明主要由太阳能收集区，灰尘感应区与静电除尘区三部分构成，并用单片机对其实现自动化。太阳能收集区将收集到的光能储存，并以静电能的形式释放，灰尘感应区能够实时监测周围空气质量，当灰尘值达到设定值时，触发静电除尘区工作，除尘区利用静电除尘原理滤除颗粒物。本发明高效除尘，节能环保，又采用了自动控制设计，减少了实际的人力成本，是一款新型实用的除尘器。太阳能电源提供除尘区所需的额定电压，将除尘电晕极与正极板分别与高压直流电源相连，实现静电除尘功能。所述发明将灰尘监控与静电除尘技术结合，灰尘感应器及时将数据传送给单片机，当灰尘达到对人体损害曲线的拐点时由单片机触发静电除尘区开始工作。创造性地实现了从监测到除尘自动控制，并节约能源。此项产品整体结构简单，空间利用率高，成本低，性能优良，避免了一些安全隐患。

附图说明

图1是本发明所述太阳能智能静电除尘器的原理框图；

图2是太阳能充放电控制电路的原理框图；

图3是本发明所述太阳能智能静电除尘器的具体电路图；

图4是除尘器本体外观图；

图5是除尘器本体的内部结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述太阳能智能静电除尘器，它包括灰尘检测单元1、控制器2、除尘器3、蓄电池4、键盘6和太阳能充放电控制电路；灰尘检测单元1的输出端与控制器2的灰尘信息输入端相连，键盘6的灰尘上限阂值给定值输出端与控制器2的灰尘上限阂值给定值输入端相连，控制器2的开关指令输出端与除尘器3的始能端相连；蓄电池4提供工作电源VCC2，太阳能充放电控制电路控制蓄电池4的充放电状态。

灰尘检测单元1检测周围环境的灰尘参数，将其输出给控制器2，控制器2将该参数与灰尘上限阂值进行比较，当其高于灰尘上限阂值时，输出指令让除尘器3启动工作。

具体实施方式二：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，灰尘检测单元1包括灰尘敏感元件101、转换电路102和信号放大电路103，灰尘敏感元件101检测烟气中的灰尘信号，灰尘敏感元件101的输出端与转换电路102的输入端相连，转换电路102的输出端与信号放大电路103的输入端相连，信号放大电路103的输出端与控制器2的灰尘信息输入端相连。

具体实施方式三：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，太阳能充放电控制电路包括太阳能电池5、第一单片机、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、NPN三极管VT1和中间继电器K1；蓄电池4、太阳能电池5和中间继电器K1常开触点串联在一个回路中；蓄电池4的工作电源VCC2输出端同时与电阻R1的一端和二极管D1的阳极相连，电阻R1的另一端接地，二极管D1的阴极连接第一单片机的一个A/D端口，第一单片机的数据端口与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与NPN三极管VT1的基极相连，NPN三极管VT1的发射极接地，NPN三极管VT1的集电极同时连接二极管D2的阳极和中间继电器K1线圈的一端，二极管D2的阴极和中间继电器K1线圈的另一端同时连接直流电源VCC1。

利用分压电路对蓄电池4、太阳能电池5的电压、电流进行采样，再经过A/D转换采样数据输入到第一单片机中进行处理、第一单片机输出驱动NPN三极管VT1来控制外接电路开启关闭，当蓄电池4输出的VCC2低至下限时，第一单片机控制VT1导通，K1得电，K1常开触点闭合，太阳能电池5为蓄电池4充电。该系统可以实现控制蓄电池4的最优充放电，首先由电压判断电路依据电压高低，判断太阳能蓄电池4是否需要充电，当蓄电池4电压低于指定值时，第一单片机输出指令让K1开关闭合开始充电，否则断开停止充电。

具体实施方式四：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一、二或三作进一步说明，控制器2包括第二单片机、电阻R3、NPN三极管VT2、二极管D3和中间继电器K2；第二单片机的一个A/D端口作为控制器2的灰尘信息输入端；第二单片机的一个数据端口与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与NPN三极管VT2的基极相连，NPN三极管VT2的发射极接地，NPN三极管VT2的集电极同时连接二极管D3的阳极和中间继电器K2线圈的一端，二极管D2的阴极和中间继电器K2线圈的另一端同时连接蓄电池4提供的工作电源VCC2；除尘器3与中间继电器K2的常开触点串联在一个蓄电池4提供的供电回路中。

灰尘检测系统中敏感元件101测得粉尘浓度的模拟信号直接测量灰尘浓度，并输出与灰尘浓度成确定关系的某一物理量，然后以敏感元件101的输出为输入，通过转换电路102把输入转换为电路参数同时输出至信号放大电路103，然后通过A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号，输入到第二单片机中。键盘6用来输入允许浓度的最大值，可以根据环境不同设置不同的值。当浓度超过限定值时，启动除尘器3开始除尘。当检测到过高浓度值时，第二单片机输出高电平令VT2导通，中间继电器K2线圈得电，K2常开触点闭合，除尘器3开始工作，否则开关断开，停止除尘。

具体实施方式五：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一至四任一实施方式作进一步说明，还包括报警单元7；报警单元7包括电阻R4、电阻R5、NPN三极管VT3和压电式蜂鸣器CX，第二单片机的另一个数据端口与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端同时连接电阻R5的一端和NPN三极管VT3的基极，电阻R5的另一端和NPN三极管VT3的发射极同时接地；NPN三极管VT3的集电极连接压电式蜂鸣器CX的一端，压电式蜂鸣器CX的另一端连接蓄电池4提供的工作电源VCC2。

设置本实施方式的报警单元7，可实现在除尘器3开始工作的同时进行声音报警，提醒工作人员现在环境空气质量差。

具体实施方式六：下面结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，除尘器3的本体包括支撑台301、集气罩302、活性炭滤网303、风机304、电晕极305、电晕极振打器306、收尘极307、收尘极振打器308、两个灰斗309、出气烟箱310和外壳311；

支撑台301上设置有外壳311，外壳311的一侧入口设置有集气罩302，集气罩302内表面设置有活性炭滤网303，另一侧出口设置有出气烟箱310；外壳311的内腔中从活性炭滤网303至出气烟箱310依次设置有风机304、电晕极305、电晕极振打器306、收尘极307和收尘极振打器308，在外壳311的底部设置有两个灰斗309，一个灰斗309设置在电晕极305的下方，另一个灰斗309设置在收尘极307的下方。

电晕极305采用RS角钢芒刺型线结构。

收尘极307采用大C型板结构。

烟尘由风机通过集气罩302吸入，活性炭滤网303对其进行一次过滤，过滤后的烟尘经过电晕极305实现空气电离，再通过收尘极307除尘，收尘极307采用线板式结构。灰尘在收尘极307与电晕极305上达到一定量，由压力传感器将数据传入第二单片机，控制电晕极振打器306和收尘极振打器308使灰尘落入对应的灰斗309，净化过后的空气经出气烟箱310排出。

Claims (5)

1.太阳能智能静电除尘器，其特征在于，它包括灰尘检测单元（1）、控制器（2）、除尘器（3）、蓄电池（4）、键盘（6）和太阳能充放电控制电路；灰尘检测单元（1）的输出端与控制器（2）的灰尘信息输入端相连，键盘（6）的灰尘上限阈值给定值输出端与控制器（2）的灰尘上限阈值给定值输入端相连，控制器（2）的开关指令输出端与除尘器（3）的始能端相连；蓄电池（4）提供工作电源VCC2，太阳能充放电控制电路控制蓄电池（4）的充放电状态；太阳能充放电控制电路包括太阳能电池（5）、第一单片机、电阻R1、电阻R2、二极管D1、二极管D2、NPN三极管VT1和中间继电器K1；蓄电池（4）、太阳能电池（5）和中间继电器K1常开触点串联在一个回路中；蓄电池（4）的工作电源VCC2输出端同时与电阻R1的一端和二极管D1的阳极相连，电阻R1的另一端接地，二极管D1的阴极连接第一单片机的一个A/D端口，第一单片机的数据端口与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与NPN三极管VT1的基极相连，NPN三极管VT1的发射极接地，NPN三极管VT1的集电极同时连接二极管D2的阳极和中间继电器K1线圈的一端，二极管D2的阴极和中间继电器K1线圈的另一端同时连接直流电源VCC1；控制器（2）包括第二单片机、电阻R3、NPN三极管VT2、二极管D3和中间继电器K2；第二单片机的一个A/D端口作为控制器（2）的灰尘信息输入端；第二单片机的一个数据端口与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与NPN三极管VT2的基极相连，NPN三极管VT2的发射极接地，NPN三极管VT2的集电极同时连接二极管D3的阳极和中间继电器K2线圈的一端，二极管D2的阴极和中间继电器K2线圈的另一端同时连接蓄电池（4）提供的工作电源VCC2；除尘器（3）与中间继电器K2的常开触点串联在一个蓄电池（4）提供的供电回路中；除尘器（3）的本体包括支撑台（301）、集气罩（302）、活性炭滤网（303）、风机（304）、电晕极（305）、电晕极振打器（306）、收尘极（307）、收尘极振打器（308）、两个灰斗（309）、出气烟箱（310）和外壳（311）；

支撑台（301）上设置有外壳（311），外壳（311）的一侧入口设置有集气罩（302），集气罩（302）内表面设置有活性炭滤网（303），另一侧出口设置有出气烟箱（310）；外壳（311）的内腔中从活性炭滤网（303）至出气烟箱（310）依次设置有风机（304）、电晕极（305）、电晕极振打器（306）、收尘极（307）和收尘极振打器（308），在外壳（311）的底部设置有两个灰斗（309），一个灰斗（309）设置在电晕极（305）的下方，另一个灰斗（309）设置在收尘极（307）的下方。

2.根据权利要求1所述太阳能智能静电除尘器，其特征在于，灰尘检测单元（1）包括灰尘敏感元件（101）、转换电路（102）和信号放大电路（103），灰尘敏感元件（101）检测烟气中的灰尘信号，灰尘敏感元件（101）的输出端与转换电路（102）的输入端相连，转换电路（102）的输出端与信号放大电路（103）的输入端相连，信号放大电路（103）的输出端与控制器（2）的灰尘信息输入端相连。

3.根据权利要求1所述太阳能智能静电除尘器，其特征在于，还包括报警单元（7）；报警单元（7）包括电阻R4、电阻R5、NPN三极管VT3和压电式蜂鸣器CX，第二单片机的另一个数据端口与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端同时连接电阻R5的一端和NPN三极管VT3的基极，电阻R5的另一端和NPN三极管VT3的发射极同时接地；NPN三极管VT3的集电极连接压电式蜂鸣器CX的一端，压电式蜂鸣器CX的另一端连接蓄电池（4）提供的工作电源VCC2。

4.根据权利要求1所述太阳能智能静电除尘器，其特征在于，电晕极（305）采用RS角钢芒刺型线结构。

5.根据权利要求1所述太阳能智能静电除尘器，其特征在于，收尘极（307）采用大C型板结构。