CN105758997B - 一种改进的有害气体检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进的有害气体检测设备,包括机壳和颗粒物传感器以及甲醛传感器,所述机壳内分别设置有第一腔室和第二腔室,颗粒物传感器安装在第一腔室内,甲醛传感器安装在第二腔室内,第一腔室和第二腔室之间设置有通气管路;第一腔室设置有进气口,颗粒物传感器位于进气口的轴线上,颗粒物传感器的外侧设置有旋转环,旋转环上设置有导流环,进气口的侧壁上设置有导流管;第二腔室设置有出气口,甲醛传感器固定在出气口的顶部,甲醛传感器位于出气口的轴线上,甲醛传感器的外侧设置有安装罩。本发明能够解决现有技术的不足,提高了检测精度。

Description

一种改进的有害气体检测设备
技术领域
本发明涉及空气质量监控技术领域,尤其是一种改进的有害气体检测设备。
背景技术
随着时代的发展,安全健康的生活环境成为越来越多人的追求目标。但随着经济发展及生活水平提高,室内装饰材料及家具等带来的有害有毒气体超标等室内环境问题严重威胁人体健康;由于室内空气污染所造成的经济损失和人群发病率的升高都十分惊人,其成因都是由于空气中有害气体的含量超过甚至大大超过其最小容许浓度所致。
有害气体泛指对人体健康或生命安全构成威胁的各种气体,比如能使人中毒的有毒气体、无毒但会使人窒息的气体、可引发爆炸或易燃的气体以及那些破坏居住环境危及人们身体健康的气体,如甲醛等。而且空气污染大多都是看不见,摸不着的,不能够实施检测对居住人员的生存空间存在较大的健康威胁。
现有的检测装置大部分都是搭载单一功能的传感器,如果想对室内空气质量进行综合检测所需设备多,实用性较差。有一些综合型检测装置也只是将各个传感器进行了简单的组合,使用容易出现相互干扰的问题,测量精度较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改进的有害气体检测设备,能够解决现有技术的不足,提高了检测精度。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案如下。
一种改进的有害气体检测设备,包括机壳和颗粒物传感器以及甲醛传感器,所述机壳内分别设置有第一腔室和第二腔室,颗粒物传感器安装在第一腔室内,甲醛传感器安装在第二腔室内,第一腔室和第二腔室之间设置有通气管路;第一腔室设置有进气口,颗粒物传感器位于进气口的轴线上,颗粒物传感器的外侧设置有旋转环,旋转环上设置有导流环,进气口的侧壁上设置有导流管,导流管的出口位于导流环的侧面,导流环包括顶环和底环,顶环和底环之间均匀设置有叶片;第二腔室设置有出气口,甲醛传感器固定在出气口的顶部,甲醛传感器位于出气口的轴线上,甲醛传感器的外侧设置有安装罩,安装罩通过安装板固定在出气口上,安装罩的底部设置有第一开口,安装罩的侧壁设置有若干个第二开口,安装板上设置有第三开口,第一开口的底部设置有导流筒,导流筒上均匀设置有若干个条状导流孔。
作为本发明的一种优选技术方案,所述叶片上设置有滑槽,滑槽内滑动设置有滑块,滑块与顶环之间连接有扭簧,扭簧上固定有副叶片。
作为本发明的一种优选技术方案,所述底环上均匀设置有若干个弧形凸起部,弧形凸起部位于两个相连的叶片之间,弧形凸起部的侧壁设置有环形凹槽,弧形凸起部的顶部与环形凹槽之间设置有若干个通孔。
作为本发明的一种优选技术方案,所述通气管路的进气端位于导流环的正下方,通气管路的出气端位于第二腔室底面的中心,通气管路内设置有粉尘过滤器。
作为本发明的一种优选技术方案,所述粉尘过滤器包括外壳,外壳内设置有第一HEPA滤芯,外壳内设置有旁路管,旁路管的进口位于外壳的侧壁,旁路管的出口位于第一HEPA滤芯的顶部,第一HEPA滤芯的底部设置有第二HEPA滤芯。
作为本发明的一种优选技术方案,所述第三开口的顶面宽度小于第三开口的底面宽度,安装板的外侧固定有弧形折流板。
作为本发明的一种优选技术方案,所述导流筒为单叶双曲面形状,其曲面方程为,
条状导流孔与导流筒轴线的夹角为16°23′。
作为本发明的一种优选技术方案,所述导流筒通过弹簧体连接在第一开口上,导流筒的下沿随着弹簧体的弹性形变选择性的位于气口的内侧或外侧。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于:本发明通过设计颗粒物传感器的安装腔室和甲醛传感器的安装腔室,实现两个传感器的相互独立的工作,通过改进气流流动方式,提高了传感器的检测精度。颗粒物传感器直接对进气口吹来的待测空气进行检测,导流管将部分气流导入导流环,使导流环高速旋转,从而在颗粒物传感器的表面形成螺旋气流,避免灰尘聚集对检测的干扰。通过对导流环结构的优化,可以提高导流环的驱动效率,改善气流流动特性。由于甲醛的检测需要一个相对稳定的空气气流环境,所以将甲醛传感器单独设置,并加装安装罩,利用气流通过第二开口和第三开口所形成的微负压,实现对于第一开口处空气气流流量的调整。通气管路中的粉尘过滤器可以降低颗粒物对于甲醛传感器的污染,粉尘过滤器的结构可以减少回压对于通气管路中气流流动的影响。对于安装罩结构的优化可以在安装罩的位置形成稳定的环流,从而提高甲醛传感器外侧气流更新速度的稳定性。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中导流环的局部放大图。
图3是本发明一个具体实施方式中粉尘过滤器的结构图。
图4是本发明应用在实际测量工作中的系统原理图。
图5是图4中抗干扰模块的电路图。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段,在此不再详述。
参看附图1-3,本具体实施例包括机壳1和颗粒物传感器2以及甲醛传感器3,所述机壳1内分别设置有第一腔室4和第二腔室5,颗粒物传感器2安装在第一腔室4内,甲醛传感器3安装在第二腔室5内,第一腔室4和第二腔室5之间设置有通气管路6;第一腔室4设置有进气口7,颗粒物传感器2位于进气口7的轴线上,颗粒物传感器2的外侧设置有旋转环8,旋转环8上设置有导流环9,进气口7的侧壁上设置有导流管10,导流管10的出口位于导流环9的侧面,导流环9包括顶环11和底环12,顶环11和底环12之间均匀设置有叶片13;第二腔室5设置有出气口14,甲醛传感器3固定在出气口14的顶部,甲醛传感器3位于出气口14的轴线上,甲醛传感器3的外侧设置有安装罩15,安装罩15通过安装板18固定在出气口14上,安装罩15的底部设置有第一开口16,安装罩15的侧壁设置有若干个第二开口17,安装板18上设置有第三开口19,第一开口16的底部设置有导流筒20,导流筒20上均匀设置有若干个条状导流孔21。叶片13上设置有滑槽22,滑槽22内滑动设置有滑块23,滑块23与顶环11之间连接有扭簧24,扭簧24上固定有副叶片25。底环12上均匀设置有若干个弧形凸起部26,弧形凸起部26位于两个相连的叶片13之间,弧形凸起部26的侧壁设置有环形凹槽45,弧形凸起部26的顶部与环形凹槽45之间设置有若干个通孔27。通气管路6的进气端位于导流环9的正下方,通气管路6的出气端位于第二腔室5底面的中心,通气管路6内设置有粉尘过滤器28。粉尘过滤器28包括外壳29,外壳29内设置有第一HEPA滤芯30,外壳29内设置有旁路管31,旁路管31的进口位于外壳29的侧壁,旁路管31的出口位于第一HEPA滤芯30的顶部,第一HEPA滤芯30的底部设置有第二HEPA滤芯32。第三开口19的顶面宽度小于第三开口的底面宽度,安装板18的外侧固定有弧形折流板33导流筒20为单叶双曲面形状,其曲面方程为,
条状导流孔21与导流筒20轴线的夹角为16°23′。
导流筒20通过弹簧体34连接在第一开口16上,导流筒20的下沿随着弹簧体34的弹性形变选择性的位于出气口14的内侧或外侧。
特别的,副叶片25与叶片13相互垂直设置。
参照图4-5,将本发明应用在实际测量工作中还需要外界外部装置组成一个测量系统。系统中包括与输入模块35连接的颗粒物传感器2、甲醛传感器3、温度传感器36、湿度传感器37、二氧化碳传感器38,输入模块35通过抗干扰模块44连接至微处理器39,微处理器39通过输出模块40连接至显示器41,微处理器39连接有电池42和无线充电模块43。无线充电模块43包括无线充电室内有害气体检测设备中的无线充电接收模块和外置的无线充电发射模块。电能从无线充电发射模块端传输到无线充电接收模块,而无线充电接收模块以数字脉冲的形式将反馈发送回磁耦合器件。由于采用无线充电的技术方式,所以它具有充电便捷、全天后使用、使用起来更方便。
其中,抗干扰模块44的输入端IN通过串联的第一电阻R1和第二电阻R2连接至第一运放A1的正向输入端,第一运放A1的反向输入端通过第三电阻R3连接至第一运放A1的输出端,第一电阻R1和第二电阻R2之间通过第一电容C1连接至第一运放A1的输出端,第一电阻R1和第二电阻R2之间通过串联的第二电容C2和第四电阻R4接地,第二电容C2和第四电阻R4之间连接至三极管Q的基极,三极管Q的集电极通过串联的第五电阻R5和第三电容C3连接至第一运放A1的正向输入端,三极管Q的发射极通过第四电容C4接地,三极管Q的集电极通过第五电容C5接地。第一运放A1的输出端通过第六电阻R6连接至抗干扰模块44的输出端OUT。通过抗干扰电路的过滤,可以提高信号的信噪比。
本系统的工作过程包括下述步骤:
A、输入模块35循环采集颗粒物传感器2、甲醛传感器3、温度传感器36、湿度传感器37、二氧化碳传感器38的信号,然后送入微处理器39中;
B、微处理器39在同一时间坐标系下分别绘制上述五个传感器的数据曲线,对任意一个数据曲线出现阶跃变化的时间点进行提取;
C、微处理器39依次对每个提取的时间点上的数据进行处理,处理过程为,
将五段数据曲线进行归一下处理,得到相应的特征函数,然后提取出现阶跃变化的特征函数的第一特征值,将各组第一特征值代入未出现阶跃变化的特征函数中与相应第一特征值的欧氏距离最小的特征函数,得到与第一特征值一一对应的第二特征值,使用第二特征值对特征函数进行变换,得到新的特征函数,获取新旧特征函数之间的传递函数;
D、利用传递函数对出现阶跃变化的数据曲线进行优化。
上述方法可以有效减少误差信号对于检测精度的影响。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出,不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (7)

1.一种改进的有害气体检测设备,包括机壳(1)和颗粒物传感器(2)以及甲醛传感器(3),其特征在于:所述机壳(1)内分别设置有第一腔室(4)和第二腔室(5),颗粒物传感器(2)安装在第一腔室(4)内,甲醛传感器(3)安装在第二腔室(5)内,第一腔室(4)和第二腔室(5)之间设置有通气管路(6);第一腔室(4)设置有进气口(7),颗粒物传感器(2)位于进气口(7)的轴线上,颗粒物传感器(2)的外侧设置有旋转环(8),旋转环(8)上设置有导流环(9),进气口(7)的侧壁上设置有导流管(10),导流管(10)的出口位于导流环(9)的侧面,导流环(9)包括顶环(11)和底环(12),顶环(11)和底环(12)之间均匀设置有叶片(13);叶片(13)上设置有滑槽(22),滑槽(22)内滑动设置有滑块(23),滑块(23)与顶环(11)之间连接有扭簧(24),扭簧(24)上固定有副叶片(25);第二腔室(5)设置有出气口(14),甲醛传感器(3)固定在出气口(14)的顶部,甲醛传感器(3)位于出气口(14)的轴线上,甲醛传感器(3)的外侧设置有安装罩(15),安装罩(15)通过安装板(18)固定在出气口(14)上,安装罩(15)的底部设置有第一开口(16),安装罩(15)的侧壁设置有若干个第二开口(17),安装板(18)上设置有第三开口(19),第一开口(16)的底部设置有导流筒(20),导流筒(20)上均匀设置有若干个条状导流孔(21)。
2.根据权利要求1所述的改进的有害气体检测设备,其特征在于:所述底环(12)上均匀设置有若干个弧形凸起部(26),弧形凸起部(26)位于两个相连的叶片(13)之间,弧形凸起部(26)的侧壁设置有环形凹槽(45),弧形凸起部(26)的顶部与环形凹槽(45)之间设置有若干个通孔(27)。
3.根据权利要求2所述的改进的有害气体检测设备,其特征在于:所述通气管路(6)的进气端位于导流环(9)的正下方,通气管路(6)的出气端位于第二腔室(5)底面的中心,通气管路(6)内设置有粉尘过滤器(28)。
4.根据权利要求3所述的改进的有害气体检测设备,其特征在于:所述粉尘过滤器(28)包括外壳(29),外壳(29)内设置有第一HEPA滤芯(30),外壳(29)内设置有旁路管(31),旁路管(31)的进口位于外壳(29)的侧壁,旁路管(31)的出口位于第一HEPA滤芯(30)的顶部,第一HEPA滤芯(30)的底部设置有第二HEPA滤芯(32)。
5.根据权利要求4所述的改进的有害气体检测设备,其特征在于:所述第三开口(19)的顶面宽度小于第三开口的底面宽度,安装板(18)的外侧固定有弧形折流板(33)。
6.根据权利要求5所述的改进的有害气体检测设备,其特征在于:所述导流筒(20)为单叶双曲面形状,其曲面方程为,
条状导流孔(21)与导流筒(20)轴线的夹角为16°23′。
7.根据权利要求6所述的改进的有害气体检测设备,其特征在于:所述导流筒(20)通过弹簧体(34)连接在第一开口(16)上,导流筒(20)的下沿随着弹簧体(34)的弹性形变选择性的位于出气口(14)的内侧或外侧。
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