CN111220655A - 一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪及监测方法 - Google Patents

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付江辉
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Abstract

本发明公开了一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪及监测方法，属于环境空气质量监测技术领域。监测仪，包括负氧离子传感器、信号放大单元、模数转换单元、控制单元以及为各部件供电的电源，负氧离子传感器包括密闭腔体、位于密闭腔体内的导电棒、定速风扇，其特征在于，还包括定速风扇控制模块，控制单元通过定速风扇控制模块实时控制定速风扇关闭或开启。控制单元定时或者根据需要实时关闭定速风扇，测量负氧离子数据为零时的测量值，再开启定速风扇测量实际值，两个数值相减，自动标定负氧离子传感器零点。本发明可以实现自动标定负氧离子传感器零点，消除传感器受环境温度、湿度等因素引起的漂移误差，得到准确的测量值。

Description

一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪及监测方法
技术领域
本发明属于环境空气质量监测技术领域，涉及一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪及监测方法。
背景技术
负氧离子被人类称之为“空气维生素”和“长寿素”，对人体的生命活动和寿命有着非常重要的影响，对人体健康十分有利，是人类生活不可缺少的一部分，其浓度单位为个/cm3。随着经济、科学技术的发展、人类越来越意识到人与自然协调发展的重要性，人类也越来越迫切地想要获得宜人的生活环境，而测量空气中的负氧离子浓度恰恰可以获得评价环境好坏的依据，因此如何准确的测量得到环境中的负氧离子浓度变得极其重要。
目前存在的测量负氧离子的方法一般流程都是“传感器—信号放大—模数转换—数据处理”，而这种通过这种电子科技测量的方法会受到环境温度、湿度等因素影响。尤其是上述流程中的信号放大部分，由于传感器出来的负氧离子信号极其微弱，所以必须通过信号放大后才能准确测量，而放大器通常会受到环境温度等因素的影响产生信号漂移等问题，所以随着环境的变化测量后的数据会出现漂移量的累加，最终导致数据偏大或者偏小，因此急需要一种方法可以实时修正信号的偏移量，使测量的数据更加准确可靠。
发明内容
本发明针对上述问题，设计出一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪及监测方法。具体技术方案如下。
一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪，包括负氧离子传感器、信号放大单元、模数转换单元、控制单元以及为各部件供电的电源，负氧离子传感器包括密闭腔体、位于密闭腔体内的导电棒、定速风扇，其特征在于，还包括定速风扇控制模块，控制单元通过定速风扇控制模块实时控制定速风扇关闭或开启。
负氧离子传感器由密闭腔体和腔体中间的导电棒组成，正常测量负氧离子时定速风扇开启，将腔体中空气向外抽气，腔体中形成负压，空气气流进入密闭腔体，负离子由于导电棒和腔体壁之间的电场会偏离直线进入到导电棒中，导电棒产生电流信号，电流信号通过信号放大单元后经模数转换单元得到数字信号，数字信号由控制单元按照算法得出负氧离子浓度。
由于测量负氧离子的传感器都为密封腔体结构，而测量的过程中都需要腔体中的定速风扇持续工作产生负压，让空气以一定流量进入到测量腔中测量。所以如果风扇停止工作，此时测量出的数据就是负氧离子数据为零时的测量值。用风扇正常工作时测量出的数据减去上述零点测量值，就可以准确得到当前负氧离子的数据，实现负氧离子传感器零点标定。利用上述原理，本发明加入一个定速风扇控制模块，控制单元可以实时控制风扇工作和停止，这样控制单元定时或者根据需要实时关闭定速风扇，测量负氧离子数据为零时的测量值，再开启定速风扇测量实际值，两个数值相减就可以消除数据由于环境温度湿度等因素引起的漂移，自动标定负氧离子传感器零点，得到准确的数据。
进一步地，所述控制单元为MCU，所述定速风扇控制模块为MOS管。
一种自动标定负氧离子传感器零点监测方法，使用本发明提供的监测仪，控制单元定时或者根据需要实时关闭定速风扇，测量负氧离子数据为零时的测量值，再开启定速风扇测量实际值，两个数值相减，自动标定负氧离子传感器零点。
本发明提供的一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪及监测方法，可以实现标定自动标定负氧离子传感器零点，消除传感器受环境温度、湿度等因素引起的漂移误差，得到准确的测量值。
附图说明
图1为本发明提供的一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，负氧离子传感器由密闭腔体和腔体中间的导电棒组成，正常测量负氧离子时风扇开启，将腔体中空气向外抽气，腔体中形成负压，空气气流沿途中所示方向进入到密闭腔体，负离子由于导电棒和腔体壁之间的电场会偏离直线进入到导电棒中，导电棒产生电流通过信号放大及模数转换最终按照算法得出负氧离子浓度。
风扇供电为+DC5V，将风扇的正极通过大功率MOS管后连接到DC+5V电源上，这样主控MCU可以通过控制MOS管通断来控制风扇停与转，处理器每隔一个小时将风扇停止，连续测量5分钟风扇停止后的值，存储到eeprom存储器中作为下一小时的零点值，后一个小时每次测量值后减去这个零点值即当前的负氧离子值。
本发明通过增加风扇控制模块，每次测量之前主控MCU会通过风扇控制模块使风扇停止，测量出气流不进腔体时，也就是负氧离子为零时的值，然后再开启风扇，测量出空气气流进入到腔体中时的值，用后者减去前者就可以得到准确的测量值，达到自动实时标定的目的。

Claims (3)

1.一种自动标定负氧离子传感器零点的监测仪，包括负氧离子传感器、信号放大单元、模数转换单元、控制单元以及为各部件供电的电源，负氧离子传感器包括密闭腔体、位于密闭腔体内的导电棒、定速风扇，其特征在于，还包括定速风扇控制模块，控制单元通过定速风扇控制模块实时控制定速风扇关闭或开启。
2.根据权利要求1所述的监测仪，其特征在于，所述控制单元为MCU，所述定速风扇控制模块为MOS管。
3.一种自动标定负氧离子传感器零点监测方法，其特征在于，使用权利要求1或2所述的监测仪，控制单元定时或者根据需要实时关闭定速风扇，测量负氧离子数据为零时的测量值，再开启定速风扇测量实际值，两个数值相减，自动标定负氧离子传感器零点。
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