CN107741387A - 一种粉尘浓度测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉尘浓度测量仪，包括灰尘传感器、取样电路和报警电路，其中，所述取样电路包括第一电压放大电路、电压比较电路和第二电压放大电路，所述第一电压放大电路的输入端连接到所述灰尘传感器的输出端，所述电压比较电路两个输入端分别连接所述第一电压放大电路的输出端和电源，所述电压比较电路的输出端连接到所述第二电压放大电路的输入端，所述报警电路连接到所述第二电压放大电路的输出端，当粉尘量超过预先设定的阈值时，从所述取样电路输出高电平电压信号到报警电路，所述报警电路报警。由于增加电压比较电路和第二电压放大电路，使得本发明能够更灵敏地测量粉尘浓度。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘浓度测量技术领域，具体涉及一种粉尘浓度测量仪。
背景技术
粉尘浓度测量仪主要有电容法、β射线法、光散射法、光吸收法、摩擦电法、超声波法、微波法等粉尘浓度在线测量方法。电容法的测量原理简单，但电容测量值与浓度之间并非一一对应的线性关系，电容的测量值易受相分布及流型变化的影响，导致较大的测量误差；β射线法虽然测量准确，但需要对粉尘进行采样后对比测量，很难实现粉尘浓度的在线监测；超声波法、微波法测量粉尘浓度还处于试验研究阶段，市场上成型产品较少。目前市场上主要采用光散射法、光吸收法、摩擦电法进行粉尘浓度在线监测，形成的产品较多，并成功地应用于粉尘浓度测量和煤矿井下粉尘浓度测量上。
目前市场的粉尘浓度测量仪将接收到的粉尘浓度信号转化为电压信号，通过放大之后直接连接报警电路，其灵敏度差，并且单一的粉尘浓度测量仪只能在一个地方使用，不能形成有效的报警系统。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种灵敏度高、能够形成智能报警系统的粉尘浓度测量仪。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种粉尘浓度测量仪，包括灰尘传感器、取样电路和报警电路，其中，所述取样电路包括第一电压放大电路、电压比较电路和第二电压放大电路，所述第一电压放大电路的输入端连接到所述灰尘传感器的输出端，所述电压比较电路两个输入端分别连接所述第一电压放大电路的输出端和电源，所述电压比较电路的输出端连接到所述第二电压放大电路的输入端，所述报警电路连接到所述第二电压放大电路的输出端，当粉尘量超过预先设定的阈值时，从所述取样电路输出高电平电压信号到报警电路，所述报警电路报警。
进一步地，所述取样电路的输出端设有二极管。
进一步地，所述第一电压放大电路包括四个电阻和第一NPN型晶体管，所述电压比较电路包括电阻、可调电阻器、稳压二极管和电压比较器，所述第二电压放大电路包括四个电阻和第二NPN型晶体管。
进一步地，在所述第一电压放大电路中，所述电阻的一端连接所述灰尘传感器的输出端，所述电阻的另一端连接所述第一NPN型晶体管的基极，所述灰尘传感器的输入端接通所述电源，所述电阻的一端连接所述第一NPN型晶体管的基极，所述电阻的另一端接通所述电源。
更进一步地，所述第一NPN型晶体管的集电极通过所述电阻接通所述电源，所述第一NPN型晶体管的发射极通过所述电阻接地，在所述电压比较电路中，所述电阻的一端接通所述电源，所述电阻的另一端连接所述稳压二极管的阴极，所述稳压二极管的阳极接地，所述可调电阻器的两个固定端其一连接所述稳压二极管的阴极，另一个固定端接地，所述可调电阻器的滑动端连接所述电压比较器的反相端，所述电压比较器的同相端连接所述NPN型晶体管的发射极，在所述第二电压放大电路中，所述电阻的一端连接所述电压比较器的输出端，所述电阻的另一端连接所述第二NPN型晶体管的基极，所述第二NPN型晶体管的基极也通过所述电阻接通所述电源，所述第二NPN型晶体管的集电极通过所述电阻接通所述电源，所述第二NPN型晶体管的发射极通过所述电阻接地，所述二极管的阳极连接所述第二NPN型晶体管的发射极，所述二极管的阴极作为所述取样电路的输出端与所述报警电路接通。
进一步地，所述报警电路包括一个电阻和第三NPN型晶体管和蜂鸣器，所述电阻的一端连接所述取样电路的输出端，所述电阻的另一端连接所述第三NPN型晶体管的基极，所述第三NPN型晶体管的集电极通过所述蜂鸣器和所述电阻接通所述电源，所述第三NPN型晶体管的发射极接地。
进一步地，所述灰尘传感器接受并检测灰尘的浓度，当灰尘浓度小于或等于预定值，所述灰尘传感器会产生一个低于或等于预定值的电压信号，当灰尘浓度大于预定值，所述灰尘传感器会产生一个高于预定值的电压信号。
进一步地，所述第一电压放大电路将所述灰尘传感器产生的电压信号放大发送至所述电压比较电路，所述电压比较电路通过对比该电压信号和所述电压比较器反相端的参考电压，如果所述电压比较器同相端的电压小于或等于所述电压比较器反相端的参考电压，则灰尘浓度小于或等于预定值，一个低压信号从所述取样电路的输出端传送至所述报警电路，所述报警电路接收到低压信号并输出零伏特，所述第三NPN型晶体管不导通，所述蜂鸣器不作用，如果所述电压比较器同相端的电压高于所述电压比较器反相端的参考电压，表明灰尘浓度过高，一个高电平电压信号将会发送至所述报警电路，所述第三NPN型晶体管导通，所述蜂鸣器作用。
从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是在第一电压放大电路之后再增加电压比较电路和第二电压放大电路，使得粉尘浓度测量仪具有更强的灵敏度。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本发明的结构示意图和电路图。
图2是本发明的拓展应用图。
图中标记为：灰尘传感器-S1、取样电路-1、第一电压放大电路-11、电阻-R1、电阻-R2、电阻-R3、电阻-R4、第一NPN型晶体管-T1、电压比较电路-12、电阻-R5、可调电阻器-R6、稳压二极管-D1、电压比较器-LM1、第二电压放大电路-13、电阻-R7、电阻-R8、电阻-R9、电阻-R10、第二NPN型晶体管-T2、报警电路-2、电阻-R11、电阻-R12、第三NPN型晶体管-T3、蜂鸣器-LS1、二极管-D2、电源-Vcc。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考图1和图2，如图1所示的一种粉尘浓度测量仪，包括灰尘传感器S1、取样电路1和报警电路2，其中，取样电路1包括第一电压放大电路11、电压比较电路12和第二电压放大电路13，第一电压放大电路11的输入端连接到灰尘传感器S1的输出端，电压比较电路12两个输入端分别连接第一电压放大电路11的输出端和电源Vcc，电压比较电路12的输出端连接到第二电压放大电路13的输入端，报警电路2连接到第二电压放大电路13的输出端，当粉尘量超过预先设定的阈值时，从取样电路1输出高电平电压信号到报警电路2，报警电路2报警。
如图1所示，取样电路1的输出端设有二极管D2。
如图1所示，第一电压放大电路11包括四个电阻R1、R2、R3、R4和第一NPN型晶体管T1，电压比较电路12包括电阻R5、可调电阻器R6、稳压二极管D1和电压比较器LM1，第二电压放大电路13包括四个电阻R7、R8、R9、R10和第二NPN型晶体管T2。
如图1所示，在第一电压放大电路11中，电阻R1的一端连接灰尘传感器S1的输出端，电阻R1的另一端连接第一NPN型晶体管T1的基极，灰尘传感器S1的输入端接通电源Vcc，电阻R2的一端连接第一NPN型晶体管T1的基极，电阻R2的另一端接通电源Vcc。
如图1所示，第一NPN型晶体管T1的集电极通过电阻R3接通电源Vcc，第一NPN型晶体管T1的发射极通过电阻R4接地，在电压比较电路12中，电阻R5的一端接通电源Vcc，电阻R5的另一端连接稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极接地，可调电阻器R6的两个固定端其一连接稳压二极管D1的阴极，另一个固定端接地，可调电阻器R6的滑动端连接电压比较器LM1的反相端，电压比较器LM1的同相端连接NPN型晶体管T1的发射极，在第二电压放大电路13中，电阻R7的一端连接电压比较器LM1的输出端，电阻R7的另一端连接第二NPN型晶体管T2的基极，第二NPN型晶体管T2的基极也通过电阻R8接通电源Vcc，第二NPN型晶体管T2的集电极通过电阻R9接通电源Vcc，第二NPN型晶体管T2的发射极通过电阻R10接地，二极管D2的阳极连接第二NPN型晶体管T2的发射极，二极管D2的阴极作为取样电路1的输出端与报警电路2接通。
如图1所示，报警电路2包括电阻R11、电阻R12、第三NPN型晶体管T3和蜂鸣器LS1，电阻R11的一端连接取样电路1的输出端，电阻R11的另一端连接第三NPN型晶体管T3的基极，第三NPN型晶体管T3的集电极通过蜂鸣器LS1和电阻R12接通电源Vcc，第三NPN型晶体管T3的发射极接地。
如图1所示，灰尘传感器S1接受并检测灰尘的浓度，当灰尘浓度小于或等于预定值，灰尘传感器S1会产生一个低于或等于预定值的电压信号，当灰尘浓度大于预定值，灰尘传感器S1会产生一个高于预定值的电压信号。
如图1所示，第一电压放大电路11将灰尘传感器S1产生的电压信号放大发送至电压比较电路12，电压比较电路12通过对比该电压信号和电压比较器LM1反相端的参考电压，如果电压比较器LM1同相端的电压小于或等于电压比较器LM1反相端的参考电压，则灰尘浓度小于或等于预定值，一个低压信号从取样电路1的输出端传送至报警电路2，报警电路2接收到低压信号并输出零伏特，第三NPN型晶体管T3不导通，蜂鸣器LS1不作用，如果电压比较器LM1同相端的电压高于电压比较器LM1反相端的参考电压，表明灰尘浓度过高，一个高电平电压信号将会发送至报警电路2，第三NPN型晶体管T3导通，蜂鸣器LS1作用。
优选地，如图2所示，取样电路1可以并列为若干个并通过二极管D2连接报警电路2，这样，针对不同地方的粉尘浓度在经过灰尘传感器S1和取样电路1后，将产生的电压信号传送至报警电路2，报警电路2根据报警情况可快速分析粉尘超标地带，及时管理。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种粉尘浓度测量仪，包括灰尘传感器(S1)、取样电路(1)和报警电路(2)，其特征在于，所述取样电路(1)包括第一电压放大电路(11)、电压比较电路(12)和第二电压放大电路(13)，所述第一电压放大电路(11)的输入端连接到所述灰尘传感器(S1)的输出端，所述电压比较电路(12)两个输入端分别连接所述第一电压放大电路(11)的输出端和电源(Vcc)，所述电压比较电路(12)的输出端连接到所述第二电压放大电路(13)的输入端，所述报警电路(2)连接到所述第二电压放大电路(13)的输出端，当粉尘量超过预先设定的阈值时，从所述取样电路(1)输出高电平电压信号到报警电路(2)，所述报警电路(2)报警。
2.根据权利要求1所述的粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述取样电路(1)的输出端设有二极管(D2)。
3.根据权利要求1所述的粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述第一电压放大电路(11)包括四个电阻(R1、R2、R3、R4)和第一NPN型晶体管(T1)，所述电压比较电路(12)包括电阻(R5)、可调电阻器(R6)、稳压二极管(D1)和电压比较器(LM1)，所述第二电压放大电路(13)包括四个电阻(R7、R8、R9、R10)和第二NPN型晶体管(T2)。
4.根据权利要求3所述的粉尘浓度测量仪，其特征在于，在所述第一电压放大电路(11)中，所述电阻(R1)的一端连接所述灰尘传感器(S1)的输出端，所述电阻(R1)的另一端连接所述第一NPN型晶体管(T1)的基极，所述灰尘传感器(S1)的输入端接通所述电源(Vcc)，所述电阻(R2)的一端连接所述第一NPN型晶体管(T1)的基极，所述电阻(R2)的另一端接通所述电源(Vcc)。
5.根据权利要求4所述的粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述第一NPN型晶体管(T1)的集电极通过所述电阻(R3)接通所述电源(Vcc)，所述第一NPN型晶体管(T1)的发射极通过所述电阻(R4)接地，在所述电压比较电路(12)中，所述电阻(R5)的一端接通所述电源(Vcc)，所述电阻(R5)的另一端连接所述稳压二极管(D1)的阴极，所述稳压二极管(D1)的阳极接地，所述可调电阻器(R6)的两个固定端其一连接所述稳压二极管(D1)的阴极，另一个固定端接地，所述可调电阻器(R6)的滑动端连接所述电压比较器(LM1)的反相端，所述电压比较器(LM1)的同相端连接所述NPN型晶体管(T1)的发射极，在所述第二电压放大电路(13)中，所述电阻(R7)的一端连接所述电压比较器(LM1)的输出端，所述电阻(R7)的另一端连接所述第二NPN型晶体管(T2)的基极，所述第二NPN型晶体管(T2)的基极也通过所述电阻(R8)接通所述电源(Vcc)，所述第二NPN型晶体管(T2)的集电极通过所述电阻(R9)接通所述电源(Vcc)，所述第二NPN型晶体管(T2)的发射极通过所述电阻(R10)接地，所述二极管(D2)的阳极连接所述第二NPN型晶体管(T2)的发射极，所述二极管(D2)的阴极作为所述取样电路(1)的输出端与所述报警电路(2)接通。
6.根据权利要求5所述的粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述报警电路(2)包括电阻(R11)、电阻(R12)、第三NPN型晶体管(T3)和蜂鸣器(LS1)，所述电阻(R11)的一端连接所述取样电路(1)的输出端，所述电阻(R11)的另一端连接所述第三NPN型晶体管(T3)的基极，所述第三NPN型晶体管(T3)的集电极通过所述蜂鸣器(LS1)和所述电阻(R12)接通所述电源(Vcc)，所述第三NPN型晶体管(T3)的发射极接地。
7.根据权利要求6所述的粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述灰尘传感器(S1)接受并检测灰尘的浓度，当灰尘浓度小于或等于预定值，所述灰尘传感器(S1)会产生一个低于或等于预定值的电压信号，当灰尘浓度大于预定值，所述灰尘传感器(S1)会产生一个高于预定值的电压信号。
8.根据权利要求7所述的粉尘浓度测量仪，其特征在于，所述第一电压放大电路(11)将所述灰尘传感器(S1)产生的电压信号放大发送至所述电压比较电路(12)，所述电压比较电路(12)通过对比该电压信号和所述电压比较器(LM1)反相端的参考电压，如果所述电压比较器(LM1)同相端的电压小于或等于所述电压比较器(LM1)反相端的参考电压，则灰尘浓度小于或等于预定值，一个低压信号从所述取样电路(1)的输出端传送至所述报警电路(2)，所述报警电路(2)接收到低压信号并输出零伏特，所述第三NPN型晶体管(T3)不导通，所述蜂鸣器(LS1)不作用，如果所述电压比较器(LM1)同相端的电压高于所述电压比较器(LM1)反相端的参考电压，表明灰尘浓度过高，一个高电平电压信号将会发送至所述报警电路(2)，所述第三NPN型晶体管(T3)导通，所述蜂鸣器(LS1)作用。
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