CN106404622A - 颗粒物监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了颗粒物监测装置，包括监测主机，是监测主机内设有：电控单元、激光型PM2.5传感器、温湿度传感器、显示单元、光报警单元、人机交互单元、无线通讯单元和金属触点接触充电接收单元。本发明采用激光型PM2.5传感器，可以检测到0.3微米以上的颗粒,同时可以测量PM10,PM2.5,PM1.0三种颗粒物的浓度,且测量精度高,使用寿命长；可以同时监测使用环境的温度和湿度，采用了Wifi模块和云平台，使得颗粒物监测装置通过Wifi接入网络并上传颗粒物浓度测量值至云服务器，用户可通过手机APP可查询颗粒物浓度的历史值和实时值。
Description
技术领域
本发明专利涉及大气颗粒物检测领域,具体是指一种采用激光原理检测大气颗粒物的浓度，且具有良好人机交互显示的颗粒物监测装置。
背景技术
在环境科学中，颗粒物特指悬浮在空气当中的固体颗粒或液滴，是空气污染的一个主要来源。其中，空气动力学直径（以下简称直径）小于等于10微米的颗粒物称为可吸入颗粒物，也称PM10。直径小于等于2.5微米的颗粒物称为细颗粒物，也称PM2.5。直径小于或等于1.0微米的颗粒物称为超细颗粒物，也称PM1.0。颗粒物在大气中的停留时间很长，能积聚在肺部，会对人的健康造成影响。
无论是发达国家还是发展中国家，目前大多数城市和农村人口均遭受到颗粒物对健康的影响。高污染城市中的死亡率超出相对清洁城市的15%至20%。世界各国对大气颗粒物的监控经历了标准由宽到严、监测对象由大到小的发展过程，欧美国家和部分发展中国家已逐步将PM2.5纳入当地空气质量标准进行强制性限制。
目前颗粒物的检测方式主要有三种，分别是β射线方法仪器加装动态加热系统，β射线方法仪器加动态加热系统联用光散射法，微量振荡天平方法仪器加膜动态测量系统（FDMS）。但是这3种方法操作复杂,价格昂贵,不适合民用消费市场。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了采用激光原理检测大气中颗粒物的浓度，且具有良好人机交互显示的颗粒物监测装置。
为了实现上述目的，本发明提出了颗粒物检测装置，包括监测主机，是监测主机内设有：电控单元、激光型PM2.5传感器、温湿度传感器、显示单元、光报警单元、人机交互单元、无线通讯单元和金属触点接触充电接收单元，所述的电控单元连接所述的激光型PM2.5传感器、温湿度传感器、显示单元、光报警单元、人机交互单元、无线通讯单元和金属触点接触充电接收单元，电控单元包括微处理器、激光型PM2.5传感器电路、温湿度传感器电路、显示电路、报警电路、人机交互电路、无线通讯电路、电源管理电路，所述的微处理器连接所述的激光型PM2.5传感器电路、温湿度传感器电路、显示电路、报警电路、人机交互电路、无线通讯电路、电源管理电路；所述的激光型PM2.5传感器电路连接所述的激光型PM2.5传感器，所述的温湿度传感器电路连接所述的温湿度传感器，所述的显示电路连接所述的显示单元，所述的报警电路连接所述的光报警单元，所述的人机交互电路连接所述的人机交互单元，所述的无线通讯电路连接所述的无线通讯单元，所述的电源管理电路连接所述的金属触点接触充电接收单元；所述的金属触点接触充电接收单元包含第一金属触点，第一金属触点设置在监测主机的底面上；所述的监测主机上设有进风窗口和出风窗口，进风窗口通过激光型PM2.5传感器的气室和出风窗口连通；所述的监测主机下部设有底座，底座包括金属触点接触供电单元，金属触点接触供电单元连接外部供电电源，金属触点接触供电单元包含第二金属触点，第二金属触点设置在底座上底面，并于第一金属触点的位置配合。
更进一步的方案是，所述的激光型PM2.5传感器设有数字输出口；所述的温湿度传感器为数字型温湿度传感器，也设有数字输出口；所述显示单元包括真彩液晶屏和FPC线，并通过所述的FPC线连接至所述的显示电路；所述的光报警单元包括三色LED灯和灯罩；所述的人机交互单元包括真彩液晶屏背光控制子单元、光报警控制子单元、无线状态控制子单元、电源开关子单元；所述的无线通讯单元包括wifi模块和天线，所述的监测主机通过所述的无线通讯单元接入到互联网；所述的金属触点接触充电接收单元包括可充电电池和金属触点接触充电接收子单元，所述的可充电电池为锂聚合物电池，所述的金属触点接触充电接收子单元包括第一金属触点和充电接收电路，所述的可充电电池与所述的金属触点接触充电接收子单元相连。
所述的金属触点接触供电单元包括第二金属触点、电源电路和通用接口子单元，所述的电源电路通过所述的通用接口子单元与外部电源相连，所述的金属触点接触供电单元与金属接触充电接收单元连接组成金属触点接触充电系统。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
（1）本发明采用激光型PM2.5传感器，可以检测到0.3微米以上的颗粒,同时可以测量PM10,PM2.5,PM1.0三种颗粒物的浓度,且测量精度高,使用寿命长；
（2）本发明采用数字型温湿度传感器,温湿度的测量精度高,可以时刻关注使用环境的温度和湿度;
（3）本发明采用金属触点接触充电方式，同时主机内部有锂电池,可以移动检测,方便、快捷、耐用；
（4）本发明采用了Wifi模块和云平台，使得颗粒物监测装置通过Wifi接入网络并上传颗粒物浓度测量值至云服务器，用户可通过手机APP可查询颗粒物浓度的历史值和实时值。
附图说明
图1是本发明设计的颗粒物监测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1。
如图1所示，本实施例描述的颗粒物监测装置，包括监测主机和底座，以及置于监测主机内的电控单元、激光型PM2.5传感器、温湿度传感器、显示单元、报警单元、人机交互单元、无线通讯单元、金属触点接触充电接收单元。所述的底座包括金属触点接触供电单元。
所述的监测主机可放置于所述的底座上使用，底座通过金属触点接触充电方式给监测主机供电，所述的监测主机也可以单独使用。所述的底座金属触点接触供电单元与所述的主机金属触点接触充电接收单元组成了所述颗粒物监测装置的金属触点接触充电系统，所述的底座金属触点接触供电单元与外部电源相连。当所述的监测主机置于所述的底座上时，所述的金属触点接触充电接收单元直接给所述的监测主机直接供电。所述的金属触点接触充电接收单元包括可充电电池和金属触点接触充电接收子单元，所述的可充电电池为锂聚合物电池，当所述的监测主机单独使用时，所述的充电电池直接给所述的监测主机供电，使监测主机具有移动检测功能。
所述的电控单元驱动所述的激光型PM2.5传感器，采集所述激光型PM2.5传感器的测量值，并根据所述的测量值，控制所述的显示单元显示对应的测量值和颜色，控制所述的光报警单元执行光报警动作。另外，通过所述的人机交互单元可关闭/打开所述显示单元背光的关/开。
所述的电控单元驱动所述的温湿度传感器，使所述的温湿度进入正常工作状态，然后采集所述温湿度传感器的测量值，并根据所述的测量值，控制所述的显示单元显示对应的测量值。
所述的无线通讯单元为Wifi模块，通过所述的人机交互单元对所述的Wifi模块进行一键配置。一键配置成功后，所述的颗粒物监测装置通过无线路由器接入到互联网，联网成功后，所述颗粒物监测装置的测量值和设备信息通过互联网保存至云服务器中，用于后续的数据挖掘分析。
如图1所示，颗粒物检测装置，包括监测主机和底座。所述的监测主机1包括按键1、面板2、上壳3、显示屏4、电控板5、激光型PM2.5传感器6、电池7、中壳8、LED灯PCB板9、LED灯罩10。所述的底座2包括上壳12、下壳13、金属触点充电输出控制电路板14。
所述的上壳3和中壳8设有进风口和出风风窗口，大气颗粒物通过所述的进风窗口进入所述颗粒物监测装置的内部,然后通过出风窗口流回大气中,具有良好的气体流动性。
所述的面板2为有机玻璃材料，所述的显示屏4为真彩液晶屏，所述的面板2和显示屏4均固定在所述的上壳3上，所述的上壳3内部有四个卡扣，LCD通过这4个卡扣固定在所述的上壳3上。所述的面板2在所述的显示屏4上面，用于保护显示屏4，所述的显示屏4显示所述PM2.5传感器6的PM测量值,环境的温湿度值,以及电量等相关信息。
所述的气体传感器6为激光型PM2.5传感器，所述的激光型PM2.5传感器采用激光原理测量技术，可同时测量大气中的PM10,PM2.5,PM1.0三种颗粒物。所述的激光型PM2.5传感器6通过螺丝固定在所述的中壳8。所述的电池7为锂聚合物电池，在移动检测时作为所述颗粒物监测装置的供电电源，通过双面胶固定在所述的中壳8。
所述的灯罩10置于三色LED灯的正下方，LED灯光透过半透明的灯罩10,均匀地射向四周,以此作为光报警指示信号。所述的三色LED灯在所述的LED板9上，所述的灯罩10通过4个卡扣固定在所述的中壳8上。
所述的电控板5作为所述颗粒物监测装置的电控单元，包括微处理器、PM2.5传感器电路、温湿度传感器、显示电路、报警电路、人机交互电路、无线通讯电路、电源电路，所述的微处理器连接所述的PM2.5传感器电路、温湿度传感器、显示电路、报警电路、人机交互电路、无线通讯电路和电源电路。所述的PM2.5传感器6通过线束连接至所述的PM2.5传感器电路，所述的显示屏4通过FPC线连接至所述的显示电路，所述的电池7通过线束连接至所述的电源电路。所述的电控板5通过4颗螺丝固定在所述的上壳3上。
所述的金属触点充电输出控制电路板14通过2颗螺丝固定在所述的下壳13上。所述的上壳12有4个螺丝孔，通过4颗螺丝固定在所述的下壳13上。
Claims (3)
1.一种颗粒物监测装置，包括监测主机，其特征是监测主机内设有：电控单元、激光型PM2.5传感器、温湿度传感器、显示单元、光报警单元、人机交互单元、无线通讯单元和金属触点接触充电接收单元，所述的电控单元连接所述的激光型PM2.5传感器、温湿度传感器、显示单元、光报警单元、人机交互单元、无线通讯单元和金属触点接触充电接收单元，电控单元包括微处理器、激光型PM2.5传感器电路、温湿度传感器电路、显示电路、报警电路、人机交互电路、无线通讯电路、电源管理电路，所述的微处理器连接所述的激光型PM2.5传感器电路、温湿度传感器电路、显示电路、报警电路、人机交互电路、无线通讯电路、电源管理电路；所述的激光型PM2.5传感器电路连接所述的激光型PM2.5传感器，所述的温湿度传感器电路连接所述的温湿度传感器，所述的显示电路连接所述的显示单元，所述的报警电路连接所述的光报警单元，所述的人机交互电路连接所述的人机交互单元，所述的无线通讯电路连接所述的无线通讯单元，所述的电源管理电路连接所述的金属触点接触充电接收单元；所述的金属触点接触充电接收单元包含第一金属触点，第一金属触点设置在监测主机的底面上；所述的监测主机上设有进风窗口和出风窗口，进风窗口通过激光型PM2.5传感器的气室和出风窗口连通；所述的监测主机下部设有底座，底座包括金属触点接触供电单元，金属触点接触供电单元连接外部供电电源，金属触点接触供电单元包含第二金属触点，第二金属触点设置在底座上底面，并于第一金属触点的位置配合。
2.根据权利要求1所述的颗粒物监测装置，其特征是所述的激光型PM2.5传感器设有数字输出口；所述的温湿度传感器为数字型温湿度传感器，也设有数字输出口；所述显示单元包括真彩液晶屏和FPC线，并通过所述的FPC线连接至所述的显示电路；所述的光报警单元包括三色LED灯和灯罩；所述的人机交互单元包括真彩液晶屏背光控制子单元、光报警控制子单元、无线状态控制子单元、电源开关子单元；所述的无线通讯单元包括wifi模块和天线，所述的监测主机通过所述的无线通讯单元接入到互联网；所述的金属触点接触充电接收单元包括可充电电池和金属触点接触充电接收子单元，所述的可充电电池为锂聚合物电池，所述的金属触点接触充电接收子单元包括第一金属触点和充电接收电路，所述的可充电电池与所述的金属触点接触充电接收子单元相连。
3.根据权利要求2所述的颗粒物监测装置，其特征是所述的金属触点接触供电单元包括第二金属触点、电源电路和通用接口子单元，所述的电源电路通过所述的通用接口子单元与外部电源相连，所述的金属触点接触供电单元与金属接触充电接收单元连接组成金属触点接触充电系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |