CN106248543B - 一种粉尘传感器性能参数检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉尘传感器性能参数检测方法,包括:将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量;根据标定传感器和所述若干待测试的粉尘传感器样品的数据测量结果,从所述若干待测试的粉尘传感器样品中确定一个参考样品;将所述参考样品与其余待测试粉尘传感器样品置于模拟粉尘环境中进行数据测量;根据所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述参考样品的数据误差,确定所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差;根据所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差是否在合格样品规定的预设范围内,确定所述其余待测试粉尘传感器样品是否为合格样品。
Description
技术领域
本发明涉及车载电子测试技术领域,特别是涉及一种粉尘传感器性能参数检测方法。
背景技术
近年来,随着人们越来越关注汽车内的空气环境,车载空气净化设备的应用也越来越多。粉尘传感器作为车载空气净化设备必不可少的部件,也被各大厂商大批量地生产和销售。
粉尘传感器是基于光学的散射原理来开发和设计的,一般地可以用来感知空气中粉尘微粒的浓度,更复杂的传感器还可以用于分析不同粉尘颗粒直径的分布情况。以感知车内粉尘浓度的应用场景为例,粉尘传感器的结构可以如图1所示,粉尘传感器1包括发光管11、接收管12和检测腔13,发光管11中一般设有红外或激光发光器,接收管12中设有图像传感器,红外、激光发光器与图像传感器的光轴相交。检测腔13一般可直接或通过抽风机与外部空气环境相连通,也可以称之为粉尘传感器的暗室。当检测腔13中含有粉尘时,红外或激光发光器发射的单色光会发生散射现象,图像传感器接收到的光线的光强也会发生变化,对图像传感器的光强信号进行采样,相比于入射光的衰减率,就可以计算得到粉尘微粒的浓度。
在粉尘传感器的生产过程中,必然要对其性能参数进行测试,从而确定产品的合格率,这里所述的性能参数可以是粉尘浓度检测的准确率、粉尘分布检测的准确率等等。在传统技术中,测试粉尘传感器性能参数的一般思路是在实际粉尘环境中进行测试,并将已生产的粉尘传感器样品的测试结果与标定传感器(预先进行过校零操作,并在已知浓度的粉尘环境下测得准确结果的粉尘传感器)进行对比,结果误差在适当范围内的样品就可以认为是合格产品。具体的,在测试准备阶段先要建立一个真实且稳定的粉尘环境,具体可以是风洞,也可以是一个小型密闭空间,在其中充斥粉尘微粒(如香烟燃烧产生的颗粒),利用风扇通风一段时间的方法来保证粉尘浓度的均匀。在此之后置入标定传感器和待测试的粉尘传感器样品进行数据测量,可以理解,为了测试的准确性,粉尘传感器样品离标定传感器越近越好,因此一次测试的粉尘传感器样品的数目是有限制的,也就是说,测试下一组粉尘传感器样品就需要重新建立和维持实际粉尘环境,构建和维持成本较高,且标定传感器长期置于实际粉尘环境中,也需要定期的维护成本,另外人员进出实际粉尘环境也会对人体健康造成不利影响。
因此,现有技术有待进一步改进。
发明内容
基于此,本发明实施例有必要提供一种粉尘传感器性能参数检测方法,相比于传统方法,能有效降低测试成本,并保护人体健康。
一种粉尘传感器性能参数检测方法,包括:
将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量;
根据标定传感器和所述若干待测试的粉尘传感器样品的数据测量结果,从所述若干待测试的粉尘传感器样品中确定一个参考样品,所述参考样品相对于所述标定传感器的数据误差在合格样品规定的预设范围内;
将所述参考样品与其余待测试粉尘传感器样品置于模拟粉尘环境中进行数据测量;
根据所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述参考样品的数据误差,确定所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差;
根据所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差是否在合格样品规定的预设范围内,确定所述其余待测试粉尘传感器样品是否为合格样品。
在一个实施例中,在所述将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量的步骤之前,所述方法还包括:
构建和维持一粉尘浓度均匀分布的实际粉尘环境。
在一个实施例中,所述实际粉尘环境的空间尺度为30cm×30cm×30cm。
在一个实施例中,所述将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量的步骤,包括:确定所述若干待测试的粉尘传感器样品的测试次序,在每次测试中,将所述标定传感器和一待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量;
所述根据标定传感器和所述若干待测试的粉尘传感器样品的数据测量结果,从所述若干待测试的粉尘传感器样品中确定一个参考样品的步骤,包括:当某次测试中,所述一待测试的粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差首次在合格样品规定的预设范围内,则确定所述一待测试的粉尘传感器样品为参考样品。
在一个实施例中,所述将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量的步骤,包括:将所述标定传感器和至少两待测试的粉尘传感器样品作为一组,置于实际粉尘环境中进行数据测量;
所述根据标定传感器和所述若干待测试的粉尘传感器样品的数据测量结果,从所述若干待测试的粉尘传感器样品中确定一个参考样品的步骤,包括:从所述至少两待测试的粉尘传感器样品中选取数据误差在所述预设范围内,且数据误差绝对值最小的粉尘传感器样品为参考样品。
在一个实施例中,在所述将所述参考样品与其余待测试粉尘传感器样品置于模拟粉尘环境中进行数据测量的步骤之前,所述方法还包括:
构建一模拟粉尘环境,以供所述参考样品和所述其余待测试粉尘传感器样品依次在相同的条件下进行数据测量;或者
构建一系列相同的模拟粉尘环境,以供所述参考样品和多个待测试粉尘传感器样品同时进行数据测量。
在一个实施例中,所述模拟粉尘环境具体包括可处于所述参考样品与待测试粉尘传感器样品的检测部的相同空间位置的固体反光物质;或者包括可产生固定角度和方向的光源,以供所述参考样品和待测试粉尘传感器样品接收并转换为测量的数据。
在一个实施例中,所述根据所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述参考样品的数据误差,确定所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差的步骤,包括:
以公式γ=[B-A/(1+Z_max)]/[A/(1+Z_max)]计算待测试粉尘传感器样品相对于标定传感器的数据误差γ,其中A为参考样品测得的数据,B为待测试粉尘传感器样品测得的数据,Z_max为实际粉尘环境中参考样品在测试时间T内相对于标定传感器的最大误差。
在一个实施例中,合格样品规定的误差的预设范围α=10%,|Z_max|≤α,T=1小时。
在一个实施例中,所述粉尘传感器性能参数具体为粉尘浓度检测准确率。
上述实施例中的粉尘传感器性能参数检测方法,只需将标定传感器和少量的若干粉尘传感器样品在实际粉尘环境中执行一定次数的数据检测,确定出参考样品,再将参考样品和剩余的粉尘传感器样品置于模拟粉尘环境中进行数据测量,由测量的结果确定相对于标定传感器的误差,进而确定粉尘传感器样品是否合格,相比于传统技术,减少了样品在实际粉尘环境测试的次数,减少了标定传感器置于实际粉尘环境中的次数和时间,也就减少了实际粉尘环境构建和维持的成本,减少了标定传感器维护的成本,同时保护了人体健康。
附图说明
图1为一个实施例中的粉尘传感器样品的结构示意图;
图2为一个实施例中的粉尘传感器性能参数检测方法的流程图;
图3为一个实施例中构建和维持实际粉尘环境的示意图;
图4为一个实施例中确定参考样品的示意图;
图5为又一个实施例中确定参考样品的示意图;
图6为一个实施例中模拟粉尘环境的应用示意图;
图7为一个实施例中模拟粉尘环境的应用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
参见图2,在一个实施例中提供了一种粉尘传感器性能参数检测方法,用于检测生产线上生产的粉尘传感器样品某一性能参数是否在合格范围内。这里所述的性能参数可以是粉尘浓度检测准确率,也可以是粉尘直径分布检测的准确率,这些参数可以根据读数与实际相比来确定是否合格。在本发明实施例中仅仅以粉尘浓度检测准确率来举例,可以理解,本发明实施例的流程也适用于检测其它性能参数。本实施例的方法,包括:
步骤201,将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量。
具体的,本发明实施例中的标定传感器是指预先进行过校零操作,并在已知浓度的粉尘环境下测得准确结果的粉尘传感器。标定传感器和待测试的粉尘传感器样品可以是相同规格和型号的传感器,也可以是不同规格和型号的传感器。需要指明的是,本发明实施例尤其适用于标定传感器和粉尘传感器样品是不同型号传感器的场景,若标定传感器和粉尘传感器样品同属一样的类型,则步骤201~202可以省略,从而将标定传感器和其它粉尘传感器样品直接置于模拟粉尘环境中进行数据测量。本实施例中的粉尘传感器样品采用光学原理进行设计,其结构可参见图1,标定传感器可以但不限于以TSI 8530粉尘仪来举例。
本实施例中,在本步骤之前,需要有一个构建和维持一实际粉尘环境的步骤,该步骤可以参照传统观技术,如采用风洞或房间,也可以自行设计其它小型实际的粉尘环境。
步骤202,根据标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品的数据测量结果,从若干待测试的粉尘传感器样品中确定一个参考样品。
具体的,将标定传感器和若干粉尘传感器置于实际粉尘环境中进行数据测量,根据两者之间的数据误差是否在合格样品规定的预设范围内,来确定出一个参考样品。举例来说,在实际粉尘环境中,待读数稳定后,标定传感器读数为X,粉尘传感器样品的读数为Y,则数据误差为(Y-X)/X,另外可以预先规定合格样品的误差范围,例如为±10%,当超出该范围则不合格,不能作为参考样品。
步骤203,将参考样品与其余待测试粉尘传感器样品置于模拟粉尘环境中进行数据测量。
一般地,参考样品和待测试粉尘传感器样品同属于一种规格和类型的传感器,因而可以在模拟粉尘环境中进行数据测量。由于本实施例中的粉尘传感器样品是基于光学原理来设计,构建模拟粉尘环境的方式包括两种:一是模拟粉尘环境包括了固体反光物质(例如可以插入粉尘传感器检测腔一定深度的反光物质),所述固体反光物质可处于参考样品与待测试粉尘传感器样品的检测部的相同空间位置;二是模拟环境中包括了光源,所述光源可产生固定角度和方向,以供参考样品和待测试粉尘传感器样品接收并转换为测量的数据。此外,可以构建一模拟粉尘环境,以供参考样品和其余待测试粉尘传感器样品依次在相同的条件下进行数据测量,或者构建一系列相同的模拟粉尘环境,以供参考样品和多个待测试粉尘传感器样品同时进行数据测量;模拟粉尘环境构建的数量,可以根据测试需要的速度以及成本来综合考量。
步骤204,根据其余待测试粉尘传感器样品相对于参考样品的数据误差,确定其余待测试粉尘传感器样品相对于标定传感器的数据误差。
具体的,参考样品是由实际粉尘环境中测试进而确定的,参考样品和标定传感器的误差是已经确知的,再根据模拟粉尘环境测试中粉尘传感器样品与参考样品的读数差距,结合一定数学方法,就可以知道粉尘传感器样品相对于标定传感器的数据误差。这里数学分析的过程,可以由通过串口连接标定传感器、参考样品、其它粉尘传感器样品的计算机来完成。
步骤205,根据其余待测试粉尘传感器样品相对于标定传感器的数据误差是否在合格样品规定的预设范围内,确定其余待测试粉尘传感器样品是否为合格样品。
具体的,本步骤的分析过程也可以借助计算机来完成,由于合格样品的误差范围已经预先规定,很容易根据待测试粉尘传感器样品相对于标定传感器的误差,来确定传感器样品是否合格。
上述实施例中的粉尘传感器性能参数检测方法,只需将标定传感器和少量的若干粉尘传感器样品在实际粉尘环境中执行一定次数的数据检测,确定出参考样品,再将参考样品和剩余的粉尘传感器样品置于模拟粉尘环境中进行数据测量,由测量的结果确定相对于标定传感器的误差,进而确定粉尘传感器样品是否合格,相比于传统技术,减少了样品在实际粉尘环境测试的次数,减少了标定传感器置于实际粉尘环境中的次数和时间,也就减少了实际粉尘环境构建和维持的成本,减少了标定传感器维护的成本,同时保护了人体健康。
参见图3的实施例中,在将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量的步骤之前,粉尘传感器性能参数检测方法还包括:构建和维持一粉尘浓度均匀分布的实际粉尘环境。
具体的,在一个实施例中,实际粉尘环境的空间尺度为30cm×30cm×30cm,例如可以但不限于是制作一30cm×30cm×30cm的密闭玻璃箱31。在密闭玻璃箱31内放置标定传感器TSI 8530粉尘仪,然后在密闭玻璃箱内部的一侧放置一小型风扇32。在密闭玻璃箱31内点烟并开启小型风扇32进行均匀搅拌,等香烟点完后,再关闭风扇,静置5分钟后,标定传感器进行读数,若读数稳定,可以认为实际粉尘环境已构建完成,并已保持稳定。可见,本实施例相比于风洞等大型测试环境,更节约了成本,且人员不需出入实际粉尘环境,保护了人体健康。
图4中,为一个确定参考样品的实施例。本实施例中,将标定传感器42和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境40中进行数据测量的步骤,包括:确定若干待测试的粉尘传感器样品的测试次序(依次为411、412、413......),在每次测试中,将标定传感器42和一待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量。实际粉尘环境的构建和维持如图3实施例所述,此处不再赘述。本实施例中,将标定传感器和样品通过串口连接到计算机43,由计算机43确定出参考样品,具体原理是:当某次测试中,一待测试的粉尘传感器样品(如412)相对于标定传感器的数据误差首次在合格样品规定的预设范围内,则确定该所述的一待测试的粉尘传感器样品为参考样品。
图5实施例,为另一种确定参考样品的场景。在本实施例中,将标定传感器52和至少两待测试的粉尘传感器样品(511、512......)作为一组,置于实际粉尘50中进行数据测量。本实施例,由串口连接到计算机53进行数据分析,从至少两待测试的粉尘传感器样品中选取数据误差在合格样品规定的预设范围内,且数据误差绝对值最小的粉尘传感器样品为参考样品。
图6实施例为一个模拟粉尘环境的示意图,提供了一种模拟粉尘环境构建装置,包括底座61、底座61上的两限位块62、固定于底座61上的支架63,以及连接在支架上的反光部件64。本实施例中,参考样品或待测试的粉尘传感器样品60采用光学原理设计,包括发射管、接收管和检测腔。当参考样品或待测试的粉尘传感器样品60置于底座61的两限位块之间,反光部件64可以伸入到检测腔特定的位置处,发射管发出红外光或激光,就会产生相同的散射现象,接收管接收到的光强也就可以模拟相同的粉尘环境。本实施例可以提供一个模拟粉尘环境构建装置,供参考样品和其它粉尘传感器样品一次测量,或提供多个模拟粉尘环境构建装置,以供多个传感器样品一同测量数据。
图7为另一种构建模拟粉尘环境的场景示意图。本实施例提供了一种模拟粉尘环境构建装置,包括包括底座71、底座71上的两限位块72、固定于底座71上的支架73,以及连接在支架上的光源74。本实施例的原理可以简述为:当参考样品或其它粉尘传感器样品70置于限位块之间,且光源74点亮时,就可以可产生固定角度和方向的光线来模拟相同的粉尘环境。
可选的,在上述实施例中,根据其余待测试粉尘传感器样品相对于参考样品的数据误差,确定其余待测试粉尘传感器样品相对于标定传感器的数据误差的步骤,包括:
以公式γ=[B-A/(1+Z_max)]/[A/(1+Z_max)]计算待测试粉尘传感器样品相对于标定传感器的数据误差γ,其中A为参考样品测得的数据,B为待测试粉尘传感器样品测得的数据,Z_max为实际粉尘环境中参考样品在测试时间T内相对于标定传感器的最大误差。可以但不限于规定:合格样品规定的误差的预设范围α=10%,|Z_max|≤α,T=1小时。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种粉尘传感器性能参数检测方法,其特征在于,所述方法包括:
将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量;
根据标定传感器和所述若干待测试的粉尘传感器样品的数据测量结果,从所述若干待测试的粉尘传感器样品中确定一个参考样品,所述参考样品相对于所述标定传感器的数据误差在合格样品规定的预设范围内;
将所述参考样品与其余待测试粉尘传感器样品置于模拟粉尘环境中进行数据测量;
根据所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述参考样品的数据误差,确定所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差;
根据所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差是否在合格样品规定的预设范围内,确定所述其余待测试粉尘传感器样品是否为合格样品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量的步骤之前,所述方法还包括:
构建和维持一粉尘浓度均匀分布的实际粉尘环境。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述实际粉尘环境的空间尺度为30cm×30cm×30cm。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量的步骤,包括:确定所述若干待测试的粉尘传感器样品的测试次序,在每次测试中,将所述标定传感器和一待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量;
所述根据标定传感器和所述若干待测试的粉尘传感器样品的数据测量结果,从所述若干待测试的粉尘传感器样品中确定一个参考样品的步骤,包括:当某次测试中,所述一待测试的粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差首次在合格样品规定的预设范围内,则确定所述一待测试的粉尘传感器样品为参考样品。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将标定传感器和若干待测试的粉尘传感器样品置于实际粉尘环境中进行数据测量的步骤,包括:将所述标定传感器和至少两待测试的粉尘传感器样品作为一组,置于实际粉尘环境中进行数据测量;
所述根据标定传感器和所述若干待测试的粉尘传感器样品的数据测量结果,从所述若干待测试的粉尘传感器样品中确定一个参考样品的步骤,包括:从所述至少两待测试的粉尘传感器样品中选取数据误差在所述预设范围内,且数据误差绝对值最小的粉尘传感器样品为参考样品。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,在所述将所述参考样品与其余待测试粉尘传感器样品置于模拟粉尘环境中进行数据测量的步骤之前,所述方法还包括:
构建一模拟粉尘环境,以供所述参考样品和所述其余待测试粉尘传感器样品依次在相同的条件下进行数据测量;或者
构建一系列相同的模拟粉尘环境,以供所述参考样品和多个待测试粉尘传感器样品同时进行数据测量。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述模拟粉尘环境具体包括可处于所述参考样品与待测试粉尘传感器样品的检测部的相同空间位置的固体反光物质;或者包括可产生固定角度和方向的光源,以供所述参考样品和待测试粉尘传感器样品接收并转换为测量的数据。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述参考样品的数据误差,确定所述其余待测试粉尘传感器样品相对于所述标定传感器的数据误差的步骤,包括:
以公式γ=[B-A/(1+Z_max)]/[A/(1+Z_max)]计算待测试粉尘传感器样品相对于标定传感器的数据误差γ,其中A为参考样品测得的数据,B为待测试粉尘传感器样品测得的数据,Z_max为实际粉尘环境中参考样品在测试时间T内相对于标定传感器的最大误差。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,合格样品规定的误差的预设范围α=10%,|Z_max|≤α,T=1小时。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述粉尘传感器性能参数具体为粉尘浓度检测准确率。
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