CN115617086B - 一种车间灰尘检测与控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车间灰尘检测与控制装置，属于测控技术领域，其包括：第一灰尘传感器和第一负离子发生器均设于车间的第一进出通道内；第二灰尘传感器和第二负离子发生器均设于车间的第二进出通道内；控制电路包括微控制器U1、第一继电器和第二继电器。在检测到有灰尘时，通过微控制器U1、第一继电器和第二继电器，控制门关闭，通过第一负离子发生器和第二负离子发生器产生负离子进行除尘净化，直至检测不到有灰尘，相应的门才能被打开，避免灰尘从第一进出通道或第二进出通道进入车间，从而保证车间的空气质量符合无尘车间的空气质量要求，进而便于背光源进行生产，保证背光源的产品质量。

Description

一种车间灰尘检测与控制装置

技术领域

本发明涉及测控技术领域，具体涉及一种车间灰尘检测与控制装置。

背景技术

在背光源的组装生产过程中，会涉及到各种膜材的输送和组合堆叠，而这些过程中，膜材容易产生静电，产生静电的膜材容易吸附空气中的灰尘，影响膜材的性能，所以，背光源是需要在无尘车间中进行组装生产的。

而无尘车间与外界连通后可能发生空气交换的地方主要有三个，分别是无尘车间的新风系统、工作人员的进出通道、背光源生产原材料及背光源成品的进出通道，因此，为了便于背光源进行生产，保证背光源的产品质量，有必要提供一种车间灰尘检测与控制装置。

发明内容

本发明提供了一种车间灰尘检测与控制装置，以尽可能防止灰尘进入车间，从而保证车间的空气质量符合无尘车间的空气质量要求，进而便于背光源进行生产，保证背光源的产品质量。

本说明书实施例公开了一种车间灰尘检测与控制装置，包括：第一灰尘传感器和第一负离子发生器，均设于车间的第一进出通道内；第二灰尘传感器和第二负离子发生器，均设于所述车间的第二进出通道内；控制电路；其中，所述控制电路包括微控制器U1、第一继电器和第二继电器，所述微控制器U1分别与所述第一灰尘传感器、第二灰尘传感器、第一继电器的线圈KM1和第二继电器的线圈KM2连接，所述第一继电器的常开触点KM101串联在所述第一负离子发生器的工作电路上，所述第一继电器的常闭触点KM102串联在所述第一进出通道与所述车间之间的门的工作电路上，所述第二继电器的常开触点KM201串联在所述第二负离子发生器的工作电路上，所述第二继电器的常闭触点KM202串联在所述第二进出通道与所述车间之间的门的工作电路上。

本说明书公开的一个实施例中，所述车间的新风系统的出风管内设有第三灰尘传感器，所述出风管的输出端连接有换向阀，所述换向阀的第一输出端与所述车间的新风管道连接，所述换向阀的第二输出端连接有净化箱，所述净化箱内置有第三负离子发生器，所述净化箱的输出端与所述新风管道连接；所述控制电路还包括第三继电器，所述第三继电器的线圈KM3和所述第三灰尘传感器分别与所述微控制器U1连接，所述第三继电器的常开触点KM301串联在所述第三负离子发生器的工作电路上，所述第三继电器的常开触点KM302串联在所述换向阀的工作电路上。

本说明书公开的一个实施例中，所述车间内设有第四灰尘传感器、第一进风机和第一排风机，所述控制电路还包括第四继电器，所述第四继电器的线圈KM4和所述第四灰尘传感器分别与所述微控制器U1连接，所述第四继电器的常开触点KM401串联在所述第一进风机和第一排风机的工作电路上。

本说明书公开的一个实施例中，所述第一进出通道设有第二进风机和第二排风机，所述第二进风机与所述新风管道连接，所述第一继电器的常开触点KM103串联在所述第二进风机和第二排风机的工作电路上。

本说明书公开的一个实施例中，所述第二进出通道设有第三进风机和第三排风机，所述第三进风机与所述新风管道连接，所述第二继电器的常开触点KM203串联在所述第三进风机和第三排风机的工作电路上。

本说明书公开的一个实施例中，所述第一灰尘传感器所在的电路、第二灰尘传感器所在的电路、第三灰尘传感器所在的电路和第四灰尘传感器所在的电路的结构一致，所述第一灰尘传感器所在的电路包括灰尘传感器G1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1和电容C1；所述电阻R1一端外接电压，且另一端与所述灰尘传感器G1的引脚1和所述电容C1的正极连接，所述电容C1的负极与所述灰尘传感器G1的引脚2和引脚4连接后接地，所述电阻R2一端与所述灰尘传感器G1的引脚5连接，另一端与所述电阻R3的一端和所述微控制器U1连接，以传输检测信号；所述电阻R3的另一端接地，所述灰尘传感器G1的引脚3与所述三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极通过所述电阻R4与所述微控制器U1连接，以通过所述微控制器U1调节所述灰尘传感器G1的发光二极管的电压。

本说明书公开的一个实施例中，所述第一灰尘传感器所在的电路还包括温度传感器U2，所述温度传感器U2与所述微控制器U1连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述第一继电器所在的电路、第二继电器所在的电路、第三继电器所在的电路和第四继电器所在的电路的结构一致，所述第一继电器所在的电路包括电阻R5、电阻R6、三极管Q2和继电器KM；所述电阻R5一端与所述微控制器U1连接，另一端与所述电阻R6的一端和三极管Q2的基极连接，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q2的发射极连接后外接电压，所述三极管Q2的集电极与所述继电器KM连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述第一负离子发生器所在的电路、第二负离子发生器所在的电路和第三负离子发生器所在的电路均为第一负离子电路；所述第一负离子电路包括常开触点KA1、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、变压器T1、晶闸管VT1和放电针FDZ；所述二极管VD1的正极与所述电阻R7的一端连接后外接220V交流电源的一端，所述二极管VD1的负极与所述电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与所述晶闸管VT1的门极连接，所述电阻R7的另一端与所述二极管VD2的负极连接，所述二极管VD2的正极与所述电容C2的一端和晶闸管VT1的阴极连接；所述晶闸管VT1的阳极与所述变压器T1的L1侧的一端连接，所述电容C2的另一端与所述变压器T1的L1侧的另一端和L2侧的一端连接后通过所述常开触点KA1外接所述220V交流电源的另一端，所述变压器T1的L2侧的另一端与所述二极管VD3的负极连接，所述二极管VD3的正极通过所述电阻R9与所述放电针FDZ连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述第一负离子发生器所在的电路、第二负离子发生器所在的电路和第三负离子发生器所在的电路均为第二负离子电路；所述第二负离子电路包括常开触点KA2、变压器T2、自耦变压器T3、电桥B1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D1、三极管Q3、三极管Q4、风扇FAN、定时器U3和放电端PD1；所述变压器T2的一次侧通过所述常开触点KA2外接220V交流电源，所述变压器T2的二次侧与所述电桥B1的交流侧对应连接；所述电桥B1的直流正极与所述电容C3的一端、电阻R10的一端、风扇FAN、自耦变压器T3的引脚1、定时器U3的引脚4和引脚8连接；所述电桥B1的直流负极与所述电容C3的另一端、电容C4的一端、定时器U3的引脚1、电阻R13的一端和三极管Q4的发射极连接后接地；所述电阻R10的另一端与所述电阻R11的一端和定时器U3的引脚7连接，所述电阻R11的另一端与所述电容C4的另一端、定时器U3的引脚6和引脚2连接，所述定时器U3的引脚3与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的发射极与所述电阻R13的另一端和三极管Q4的基极连接，所述三极管Q3的集电极与所述自耦变压器T3的引脚2和三极管Q4的集电极连接；所述自耦变压器T3的引脚3与所述二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极与所述电容C5的一端和放电端PD1连接，所述电容C5的另一端与所述电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端接地。

本说明书实施例至少可以实现以下有益效果：

本发明通过第一灰尘传感器监测第一进出通道，第二灰尘传感器监测第二进出通道，在检测到有灰尘时，通过微控制器U1、第一继电器和第二继电器，控制第一进出通道与车间之间的门关闭，控制第二进出通道与车间之间的门关闭，并通过第一负离子发生器产生负离子对第一进出通道内的空气进行除尘净化，第二负离子发生器产生负离子对第二进出通道内的空气进行除尘净化，直至检测不到有灰尘，相应的门才能被打开，否则门会一直关闭，从而将灰尘阻挡在第一进出通道或第二进出通道，避免灰尘从第一进出通道或第二进出通道进入车间，从而保证车间的空气质量符合无尘车间的空气质量要求，进而便于背光源进行生产，保证背光源的产品质量。

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。

图1为本发明一些实施例中所涉及的车间灰尘检测与控制装置的应用示意图。

图2为本发明一些实施例中所涉及的共用微控制器U1的原理示意图。

图3为本发明一些实施例中所涉及的电机M1和电机M2的控制电路示意图。

图4为本发明一些实施例中所涉及的第一负离子发生器的工作电路示意图。

图5为本发明一些实施例中所涉及的电磁阀F1的控制电路示意图。

图6为本发明一些实施例中所涉及的第二负离子发生器的工作电路示意图。

图7为本发明一些实施例中所涉及的电磁阀F2的控制电路示意图。

图8为本发明一些实施例中所涉及的第三负离子发生器的工作电路示意图。

图9为本发明一些实施例中所涉及的电磁阀F3的控制电路示意图。

图10为本发明一些实施例中所涉及的第一进风机和第一排风机串联的工作电路示意图。

图11为本发明一些实施例中所涉及的第一进风机和第一排风机并联的工作电路示意图。

图12为本发明一些实施例中所涉及的第一灰尘传感器所在的电路的示意图。

图13为本发明一些实施例中所涉及的温度传感器U2与微控制器U1连接的示意图。

图14为本发明一些实施例中所涉及的稳压芯片U4的示意图。

图15为本发明一些实施例中所涉及的显示芯片LCD的示意图。

图16为本发明一些实施例中所涉及的第一负离子电路的示意图。

图17为本发明一些实施例中所涉及的第二负离子电路的示意图。

附图标记：

100、车间；110、新风系统；111、出风管；112、第三灰尘传感器；113、换向阀；120、净化箱；121、第三负离子发生器；130、新风管道；140、第一进风机；141、第一进风管；150、第一排风机；151、第一排风管；160、第四灰尘传感器；

200、第一进出通道；210、第一门；220、第三门；230、第一灰尘传感器；240、第一负离子发生器；250、第二进风机；251、第二进风管；260、第二排风机；261、第二排风管；

300、第二进出通道；310、第二门；320、第四门；330、第二灰尘传感器；340、第二负离子发生器；350、第三进风机；351、第三进风管；360、第三排风机；361、第三排风管；

400、阀门。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，本说明书实施例公开了一种车间灰尘检测与控制装置，包括：第一灰尘传感器230和第一负离子发生器240，均设于车间100的第一进出通道200内；第二灰尘传感器330和第二负离子发生器340，均设于车间100的第二进出通道300内；控制电路；其中，控制电路包括微控制器U1、第一继电器和第二继电器，微控制器U1分别与第一灰尘传感器230、第二灰尘传感器330、第一继电器的线圈KM1和第二继电器的线圈KM2连接，第一继电器的常开触点KM101串联在第一负离子发生器240的工作电路上，第一继电器的常闭触点KM102串联在第一进出通道200与车间100之间的门的工作电路上，第二继电器的常开触点KM201串联在第二负离子发生器340的工作电路上，第二继电器的常闭触点KM202串联在第二进出通道300与车间100之间的门的工作电路上。

清楚的是，在实际中，除了工作人员的进出通道（第一进出通道200）、背光源生产原材料及背光源成品的进出通道（第二进出通道300），还可能有其他的功能性通道，但这些功能性通道均与第一进出通道200和第二进出通道300的结构类似，所以本说明书实施例只针对第一进出通道200和第二进出通道300进行举例分析说明，这些功能性通道可以根据第一进出通道200和第二进出通道300的方案进行设置即可。

为了便于叙述，将第一进出通道200与车间100之间的门定义为第一门210，将第二进出通道300与车间100之间的门定义为第二门310，将第一进出通道200的除第一门210外的门定义为第三门220，将第二进出通道300的除第二门310外的门定义为第四门320。

需要说明的是，为了保证车间100的空气质量，第一门210、第二门310、第三门220和第四门320的常态为关闭状态，在需要进出时，才会通过相应的开关进行开门，此为常规方案，在此不再详细叙述。

如图4所示，第一负离子发生器240的工作电路包括电源P1和负离子发生器FLZ1，常开触点KM101、电源P1和负离子发生器FLZ1串联构成回路。负离子发生器FLZ1选用现有负离子发生设备即可。

当第一门210的驱动装置为气缸或液压缸，气缸或液压缸由相应的电磁阀F1进行控制，则如图5所示，第一门210的工作电路包括电源P2、开关S1和电磁阀F1，常闭触点KM102、开关S1、电源P2和电磁阀F1串联构成回路。第一门210的常态为关闭状态，开关S1为第一门210的打开开关，即闭合开关S1，电磁阀F1得电动作，气缸或液压缸驱动第一门210打开。当第一灰尘传感器230检测到灰尘，使线圈KM1得电时，常闭触点KM102断开，此时，即使闭合开关S1，电磁阀F1也不会得电动作，从而使得当第一灰尘传感器230检测到第一进出通道200有灰尘时，第一门210不会被打开，从而防止灰尘从第一进出通道200进入车间100。

当第一门210的驱动装置为电机M1，第一门210的开闭通过电机M1的正反转进行控制，则如图3所示，第一门210的工作电路包括火线L、零线N、电机M1、断路器QF1、总开关SB1、点动按钮SB2、点动按钮SB3、行程开关K1、行程开关K2、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、灯LED1、灯LED2、灯LED3和灯LED4；断路器QF1的进线端与火线L和零线N连接，断路器QF1的出线端分别通过第五继电器的常开触点KM501和第六继电器的常开触点KM601与电机M1连接，以控制电机M1正反转；总开关SB1一端通过断路器QF1与火线L连接，另一端与点动按钮SB2、第六继电器的常闭触点KM603、常闭触点KM102、第五继电器的线圈KM5和灯LED1的正极串联；灯LED1的负极通过断路器QF1与零线N连接，第五继电器的常开触点KM502和第七继电器的常闭触点KM701串联后并联在点动按钮SB2的两端。

总开关SB1的另一端与点动按钮SB3、第六继电器的常闭触点KM503、第六继电器的线圈KM6和灯LED2的正极串联，灯LED2的负极通过断路器QF1与零线N连接，第六继电器的常开触点KM602和第八继电器的常闭触点KM801串联后并联在点动按钮SB3的两端。

总开关SB1的另一端与行程开关K1、第七继电器的线圈KM7和灯LED3的正极串联，灯LED3的负极通过断路器QF1与零线N连接。

总开关SB1的另一端与行程开关K2、第八继电器的线圈KM8和灯LED4的正极串联，灯LED4的负极通过断路器QF1与零线N连接。

行程开关K1安装在第一门210打开的极限位置，行程开关K2安装在第一门210关闭的极限位置。

闭合断路器QF1和总开关SB1，需要打开第一门210时，按下点动按钮SB2后可以松开，线圈KM5得电，常开触点KM501闭合，电机M1正转，第一门210开始打开，常开触点KM502闭合，实现自锁；当第一门210打开至极限位置，触碰行程开关K1，行程开关K1闭合，线圈KM7得电，常闭触点KM701断开，线圈KM5失电，常开触点KM501断开，电机M1停止正转，第一门210停止动作。

需要关闭第一门210时，按下点动按钮SB3后可以松开，线圈KM6得电，常开触点KM601闭合，电机M1反转，第一门210开始关闭，常开触点KM602闭合，实现自锁；当第一门210关闭至极限位置，触碰行程开关K2，行程开关K2闭合，线圈KM8得电，常闭触点KM801断开，线圈KM6失电，常开触点KM601断开，电机M1停止反转，第一门210停止动作。

当第一灰尘传感器230检测到灰尘，使线圈KM1得电时，常闭触点KM102断开，此时，即使按下点动按钮SB2，线圈KM5也不会得电，电机M1不会正转，从而使得当第一灰尘传感器230检测到第一进出通道200有灰尘时，第一门210不会被打开，从而防止灰尘从第一进出通道200进入车间100。第一负离子发生器240产生的负离子对第一进出通道200的空气进行除尘净化，直至第一灰尘传感器230检测不到灰尘，第一门210才能被打开。

如图6所示，第二负离子发生器340的工作电路包括电源P3和负离子发生器FLZ2，常开触点KM201、电源P3和负离子发生器FLZ2串联构成回路。负离子发生器FLZ2选用现有负离子发生设备即可。

当第二门310的驱动装置为气缸或液压缸，气缸或液压缸由相应的电磁阀F2进行控制，则如图7所示，第二门310的工作电路包括电源P4、开关S2和电磁阀F2，常闭触点KM202、开关S2、电源P4和电磁阀F2串联构成回路。第二门310的常态为关闭状态，开关S2为第二门310的打开开关，即闭合开关S2，电磁阀F2得电动作，气缸或液压缸驱动第二门310打开。当第二灰尘传感器330检测到灰尘，使线圈KM2得电时，常闭触点KM202断开，此时，即使闭合开关S2，电磁阀F2也不会得电动作，从而使得当第二灰尘传感器330检测到第二进出通道300有灰尘时，第二门310不会被打开，从而防止灰尘从第二进出通道300进入车间100。

当第二门310的驱动装置为电机M2，第二门310的开闭通过电机M2的正反转进行控制，则如图3所示，第二门310的工作电路包括火线L、零线N、断路器QF1、总开关SB1（其中，这里的火线L、零线N、断路器QF1和总开关SB1可以与第一门210的工作电路的共用或单独设置）、电机M2、点动按钮SB4、点动按钮SB5、行程开关K3、行程开关K4、第九继电器、第十继电器、第十一继电器、第十二继电器、灯LED5、灯LED6、灯LED7和灯LED8；断路器QF1的进线端与火线L和零线N连接，断路器QF1的出线端分别通过第九继电器的常开触点KM901和第十继电器的常开触点KM1001与电机M2连接，以控制电机M2正反转；总开关SB1一端通过断路器QF1与火线L连接，另一端与点动按钮SB4、第十继电器的常闭触点KM1003、常闭触点KM202、第九继电器的线圈KM9和灯LED5的正极串联；灯LED5的负极通过断路器QF1与零线N连接，第九继电器的常开触点KM902和第十一继电器的常闭触点KM1101串联后并联在点动按钮SB4的两端。

总开关SB1的另一端与点动按钮SB5、第九继电器的常闭触点KM903、第十继电器的线圈KM10和灯LED6的正极串联，灯LED6的负极通过断路器QF1与零线N连接，第十继电器的常开触点KM1002和第十二继电器的常闭触点KM1201串联后并联在点动按钮SB5的两端。

总开关SB1的另一端与行程开关K3、第十一继电器的线圈KM11和灯LED7的正极串联，灯LED7的负极通过断路器QF1与零线N连接。

总开关SB1的另一端与行程开关K4、第十二继电器的线圈KM12和灯LED8的正极串联，灯LED8的负极通过断路器QF1与零线N连接。

行程开关K3安装在第二门310打开的极限位置，行程开关K4安装在第二门310关闭的极限位置。

闭合断路器QF1和总开关SB1，需要打开第二门310时，按下点动按钮SB4后可以松开，线圈KM9得电，常开触点KM901闭合，电机M2正转，第二门310开始打开，常开触点KM902闭合，实现自锁；当第二门310打开至极限位置，触碰行程开关K3，行程开关K3闭合，线圈KM11得电，常闭触点KM1101断开，线圈KM9失电，常开触点KM901断开，电机M2停止正转，第二门310停止动作。

需要关闭第二门310时，按下点动按钮SB5后可以松开，线圈KM10得电，常开触点KM1001闭合，电机M2反转，第二门310开始关闭，常开触点KM1002闭合，实现自锁；当第二门310关闭至极限位置，触碰行程开关K4，行程开关K4闭合，线圈KM12得电，常闭触点KM1201断开，线圈KM10失电，常开触点KM1001断开，电机M2停止反转，第二门310停止动作。

当第二灰尘传感器330检测到灰尘，使线圈KM2得电时，常闭触点KM202断开，此时，即使按下点动按钮SB4，线圈KM9也不会得电，电机M2不会正转，从而使得当第二灰尘传感器330检测到第二进出通道300有灰尘时，第二门310不会被打开，从而防止灰尘从第二进出通道300进入车间100。第二负离子发生器340产生的负离子对第二进出通道300的空气进行除尘净化，直至第二灰尘传感器330检测不到灰尘，第二门310才能被打开。

在一些实施例中，如图1所示，车间100的新风系统110的出风管111内设有第三灰尘传感器112，出风管111的输出端连接有换向阀113，换向阀113的第一输出端与车间100的新风管道130连接，换向阀113的第二输出端连接有净化箱120，净化箱120内置有第三负离子发生器121，净化箱120的输出端与新风管道130连接；控制电路还包括第三继电器，第三继电器的线圈KM3和第三灰尘传感器112分别与微控制器U1连接，第三继电器的常开触点KM301串联在第三负离子发生器121的工作电路上，第三继电器的常开触点KM302串联在换向阀113的工作电路上。

该实施例中，如图8所示，第三负离子发生器121的工作电路包括电源P5和负离子发生器FLZ3，常开触点KM301、电源P5和负离子发生器FLZ3串联构成回路。负离子发生器FLZ3选用现有负离子发生设备即可。如图9所示，换向阀113的工作电路包括电源P6和换向电磁阀F3，常开触点KM302、电源P6和换向电磁阀F3串联构成回路。

正常情况下，新风系统110的新风是从出风管111-换向阀113-新风管道130通入车间100内；当第三灰尘传感器112检测到灰尘，使线圈KM3得电时，常开触点KM301闭合，负离子发生器FLZ3开始产生负离子，常开触点KM302闭合，换向电磁阀F3得电动作，此时，新风系统110的新风是从出风管111-换向阀113-净化箱120-新风管道130通入车间100内，新风会在净化箱120内被负离子进行除尘净化，从而防止灰尘从新风系统110进入车间100；当第三灰尘传感器112检测不到灰尘，线圈KM3失电，常开触点KM301断开，负离子发生器FLZ3停止工作，常开触点KM302断开，换向电磁阀F3失电复位，新风系统110的新风再次从出风管111-换向阀113-新风管道130通入车间100内，确保灰尘不会从新风系统110进入车间100。

需要说明的是，新风系统110、出风管111和新风管道130可以为车间100原有的设备，此方案是增设换向阀113、第三灰尘传感器112和净化箱120等器件。

在一些实施例中，如图1所示，车间100内设有第四灰尘传感器160、第一进风机140和第一排风机150，控制电路还包括第四继电器，第四继电器的线圈KM4和第四灰尘传感器160分别与微控制器U1连接，第四继电器的常开触点KM401串联在第一进风机140和第一排风机150的工作电路上。

该实施例中，第一进风机140和第一排风机150可以车间100内新风系统110原有的风机，也可以为新增设的除尘专用风机；第一进风机140通过第一进风管141与新风管道130连通，第一排风机150通过第一排风管151与外界连通。

当第一进风机140和第一排风机150串联时，如图10所示，第一进风机140和第一排风机150的工作电路包括电源P7、风机FJ1和风机FJ2，常开触点KM401、电源P7、风机FJ1和风机FJ2串联构成回路。

当第一进风机140和第一排风机150并联时，如图11所示，第一进风机140和第一排风机150的工作电路包括电源P8、风机FJ1和风机FJ2，风机FJ1和风机FJ2并联后与常开触点KM401和电源P7串联构成回路。

在实际应用中，第一进风机140和第一排风机150也可以分别使用不同的工作电路，只需分别与第四继电器不同的常开触点串联即可实现控制。

当第四灰尘传感器160检测到灰尘，使线圈KM4得电时，常开触点KM401闭合，风机FJ1和风机FJ2得电开始工作，第一进风机140快速将新风从新风管道130通入车间100内，同时，第一排风机150快速将车间100内的空气排出到外界，从而将车间100内含有灰尘的空气替换为洁净的新风。

进一步地，第一进风管141内和第一排风管151内可以设置阀门400，便于控制第一进风管141和第一排风管151的通断，可以防止外界空气从第一排风管151进入车间100；阀门400可以与相应的第一进风机140和第一排风机150串联工作，便于被同时控制，从而实现同时工作。

在一些实施例中，如图1所示，第一进出通道200设有第二进风机250和第二排风机260，第二进风机250与新风管道130连接，第一继电器的常开触点KM103串联在第二进风机250和第二排风机260的工作电路上。

该实施例中，第二进风机250可以设置在靠近第一门210的位置，第二排风机260可以设置在靠近第三门220的位置，第二进风机250通过第二进风管251与新风管道130连通，第二排风机260通过第二排风管261与外界连通；第二进风机250和第二排风机260可以串联或并联或分别使用不同的工作电路，第二进风机250和第二排风机260的工作电路可以参考第一进风机140和第一排风机150的工作电路即可，在此不再累赘说明。

当第一灰尘传感器230检测到灰尘，使线圈KM1得电时，常开触点KM103闭合，第二进风机250和第二排风机260工作，第二进风机250快速将新风从新风管道130通入第一进出通道200内，同时，第二排风机260快速将第一进出通道200内的空气排出到外界，从而将第一进出通道200内含有灰尘的空气替换为洁净的新风。

进一步地，第二进风管251内和第二排风管261内可以设置阀门400，便于控制第二进风管251和第二排风管261的通断，可以防止外界空气从第二排风管261进入第一进出通道200；阀门400可以与相应的第二进风机250和第二排风机260串联工作，便于被同时控制，从而实现同时工作。

由于负离子除尘净化空气的方式是将空气中的灰尘等微粒沉降到地面，所以当第二进风机250和第二排风机260配合第一负离子发生器240，可以有效将灰尘带出外界，避免第一进出通道200地面积累有灰尘，但第一灰尘传感器230检测不到空气中的灰尘时，在第一门210被打开瞬间，第一进出通道200与车间100之间可能会产生气压差，第一进出通道200地面的灰尘有可能会被带入车间100，同时，人员踩着第一进出通道200地面进入车间100，也会将地面的灰尘带入车间100；所以，该方案可以进一步防止灰尘进入车间100。

在一些实施例中，如图1所示，第二进出通道300设有第三进风机350和第三排风机360，第三进风机350与新风管道130连接，第二继电器的常开触点KM203串联在第三进风机350和第三排风机360的工作电路上。

该实施例中，第三进风机350可以设置在靠近第二门310的位置，第三排风机360可以设置在靠近第四门320的位置，第三进风机350通过第三进风管351与新风管道130连通，第三排风机360通过第三排风管361与外界连通；第三进风机350和第三排风机360可以串联或并联或分别使用不同的工作电路，第三进风机350和第三排风机360的工作电路可以参考第一进风机140和第一排风机150的工作电路即可，在此不再累赘说明。

当第二灰尘传感器330检测到灰尘，使线圈KM2得电时，常开触点KM203闭合，第三进风机350和第三排风机360工作，第三进风机350快速将新风从新风管道130通入第二进出通道300内，同时，第三排风机360快速将第二进出通道300内的空气排出到外界，从而将第二进出通道300内含有灰尘的空气替换为洁净的新风。

进一步地，第三进风管351内和第三排风管361内可以设置阀门400，便于控制第三进风管351和第三排风管361的通断，可以防止外界空气从第三排风管361进入第二进出通道300；阀门400可以与相应的第三进风机350和第三排风机360串联工作，便于被同时控制，从而实现同时工作。

同理，第三进风机350和第三排风机360配合第二负离子发生器340，可以有效将灰尘带出外界，可以进一步防止灰尘进入车间100。

在一些实施例中，第一灰尘传感器230所在的电路、第二灰尘传感器330所在的电路、第三灰尘传感器112所在的电路和第四灰尘传感器160所在的电路的结构一致，如图12所示，第一灰尘传感器230所在的电路包括灰尘传感器G1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1和电容C1；电阻R1一端外接电压，且另一端与灰尘传感器G1的引脚1和电容C1的正极连接，电容C1的负极与灰尘传感器G1的引脚2和引脚4连接后接地，电阻R2一端与灰尘传感器G1的引脚5（VO）连接，另一端与电阻R3的一端和微控制器U1（引脚11/AD）连接，以传输检测信号；电阻R3的另一端接地，灰尘传感器G1的引脚3（LED）与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极通过电阻R4与微控制器U1（引脚19）连接，以通过微控制器U1调节灰尘传感器G1的发光二极管的电压。

该实施例中，微控制器U1的型号为STM32F103C8T6，灰尘传感器G1的型号为GP2Y1010AU0F，其主要通过内置的发光二极管对灰尘进行检测，具体原理和过程参考现有技术即可；同理，微控制器U1的引脚19（PWM）通过电阻R4向三极管Q1的基极输出脉冲信号，从而使三极管Q1导通或截止，从而控制灰尘传感器G1的发光二极管的电压，具体原理和过程参考现有技术即可。灰尘传感器G1通过引脚5（VO）输出检测信号，检测信号通过电阻R2和电阻R3进行AD采样转换为电压信号输出到微控制器U1的引脚11。

在一些实施例中，如图13所示，第一灰尘传感器230所在的电路还包括温度传感器U2，温度传感器U2与微控制器U1（引脚22/DATA）连接。温度传感器U2的型号为DS18B20，主要用于进行温度补偿，以提高检测精度。

在一些实施例中，第一继电器所在的电路、第二继电器所在的电路、第三继电器所在的电路和第四继电器所在的电路的结构一致，如图13所示，第一继电器所在的电路包括电阻R5、电阻R6、三极管Q2和继电器KM；电阻R5一端与微控制器U1（引脚21/JDQ）连接，另一端与电阻R6的一端和三极管Q2的基极连接，电阻R6的另一端与三极管Q2的发射极连接后外接电压，三极管Q2的集电极与继电器KM连接。

该实施例中，第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器可以分别单独使用一个微控制器U1，则继电器KM为第一继电器或第二继电器或第三继电器或第四继电器在电路中的表示，微控制器U1接收到灰尘传感器G1传输的检测信号（电压信号），微控制器U1根据电压信号通过引脚21输出信号到三极管Q2，有灰尘时，三极管Q2导通，继电器KM得电。

当然，实际应用中，如图2所示，第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器也可以共用一个微控制器U1，只需第一灰尘传感器230和微控制器U1的连接引脚，与第一继电器和微控制器U1的连接引脚相对应起来（即相互为输入输出引脚）即可，其余如此类推。

更具体地，如图13、图14和图15所示，微控制器U1所在的电路包括电容C7、电容C8、电容C9、电阻R14、晶振X1、电源器PW1、电容C10、电容C11、稳压芯片U4、显示芯片LCD和电位器VR1；微控制器U1的引脚5与晶振X1的一端和电容C7的一端连接，微控制器U1的引脚6与晶振X1的另一端和电容C8的一端连接，电容C7的另一端与电容C8的另一端连接后接地，微控制器U1的引脚7（RST）与电阻R14的一端和电容C9的一端连接，电容C9的另一端接地，电阻R14的另一端外接3VD电压，电源器PW1的引脚2接地，电源器PW1的引脚1外接+5V电压，电源器PW1的引脚1通过接地的电容C10与稳压芯片U4的引脚3连接后作为电压端VCC，稳压芯片U4的引脚2与接地的电容C11连接后作为电压端3.3V，显示芯片LCD的引脚3与电位器VR1的动端连接，电位器VR1的第一定端接地，电位器VR1的第二定端与电压端VCC连接，显示芯片LCD的引脚4、引脚5、引脚6、引脚11、引脚12、引脚13和引脚14分别与微控制器U1的引脚29、引脚30、引脚31、引脚45、引脚41、引脚42和引脚43一一对应连接（RS、RW、EN、D4、D5、D6、D7）。

在一些实施例中，第一负离子发生器240所在的电路和/或第二负离子发生器340所在的电路和/或第三负离子发生器121所在的电路为第一负离子电路；如图16所示，第一负离子电路包括常开触点KA1、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、变压器T1、晶闸管VT1和放电针FDZ；二极管VD1的正极与电阻R7的一端连接后外接220V交流电源的一端，二极管VD1的负极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与晶闸管VT1的门极连接，电阻R7的另一端与二极管VD2的负极连接，二极管VD2的正极与电容C2的一端和晶闸管VT1的阴极连接；晶闸管VT1的阳极与变压器T1的L1侧的一端连接，电容C2的另一端与变压器T1的L1侧的另一端和L2侧的一端连接后通过常开触点KA1外接220V交流电源的另一端，变压器T1的L2侧的另一端与二极管VD3的负极连接，二极管VD3的正极通过电阻R9与放电针FDZ连接。

该实施例中，当第一负离子发生器240所在的电路为第一负离子电路时，常开触点KA1为第一继电器的常开触点；当第二负离子发生器340所在的电路为第一负离子电路时，常开触点KA1为第二继电器的常开触点；当第三负离子发生器121所在的电路为第一负离子电路时，常开触点KA1为第三继电器的常开触点。

当常开触点KA1闭合后，由于使用220V交流电源，如图16所示，当下边路（KA1-C2-VD2-R7）电压为正的时候，电容C2充电，电容C2的产生电流激发晶闸管VT1的门极，晶闸管VT1导通，进而电路KA1-T1的L1侧-VT1-VD2-R7导通；当上边路（VD1-R8-VT1）电压为正的时候，电路不能导通；这样就形成了半波整流，脉冲电压；脉冲电压经过变压器T1形成高压；L2侧的二极管VD3阻止电流通过，所以只有高压，没有电流，形成了高压放电，通过放电针FDZ进行放电。

在一些实施例中，第一负离子发生器240所在的电路和/或第二负离子发生器340所在的电路和/或第三负离子发生器121所在的电路为第二负离子电路；如图17所示，第二负离子电路包括常开触点KA2、变压器T2、自耦变压器T3、电桥B1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D1、三极管Q3、三极管Q4、风扇FAN、定时器U3和放电端PD1；变压器T2的一次侧通过常开触点KA2外接220V交流电源，变压器T2的二次侧与电桥B1的交流侧对应连接；电桥B1的直流正极与电容C3的一端、电阻R10的一端、风扇FAN、自耦变压器T3的引脚1、定时器U3的引脚4和引脚8连接；电桥B1的直流负极与电容C3的另一端、电容C4的一端、定时器U3的引脚1、电阻R13的一端和三极管Q4的发射极连接后接地；电阻R10的另一端与电阻R11的一端和定时器U3的引脚7连接，电阻R11的另一端与电容C4的另一端、定时器U3的引脚6和引脚2连接，定时器U3的引脚3与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极与电阻R13的另一端和三极管Q4的基极连接，三极管Q3的集电极与自耦变压器T3的引脚2和三极管Q4的集电极连接；自耦变压器T3的引脚3与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与电容C5的一端和放电端PD1连接，电容C5的另一端与电容C6的一端连接，电容C6的另一端接地。

该实施例中，当第一负离子发生器240所在的电路为第二负离子电路时，常开触点KA2为第一继电器的常开触点；当第二负离子发生器340所在的电路为第二负离子电路时，常开触点KA2为第二继电器的常开触点；当第三负离子发生器121所在的电路为第二负离子电路时，常开触点KA2为第三继电器的常开触点。

当常开触点KA2闭合后，220V交流电源通过变压器T2输出12V直流电压，定时器U3的引脚3输出方波脉冲，方波脉冲提供足够的电流使三极管Q3导通，三极管Q4导通，12V直流电压通过自耦变压器T3产生8KV高压，最终通过放电端PD1放电，风扇FAN可以带动空气。

应当理解的是，图1中各器件的安装位置只为示例性举例，实际应用中可以根据实际需求进行适应性调整。

综上，没有描述到的器件、器件参数和型号、连接关系如图3-图17所示即可；第一负离子发生器240所在的电路、第二负离子发生器340所在的电路和第三负离子发生器121所在的电路，可以根据实际情况选用第一负离子电路或第二负离子电路即可。当使用多个第一负离子发生器240或多个第二负离子发生器340或多个第三负离子发生器121时，也可以部分第一负离子发生器240选用第一负离子电路，另一部分第一负离子发生器240选用第二负离子电路，如此类推。

综上所述，公开了本发明的多个具体实施例，在不自相矛盾的情况下，各个实施例可以自由组合形成新的实施例，也即属于替换方案的实施例之间可以自由替换，但不能相互组合；不属于替换方案的实施例之间可以相互组合，这些新的实施例也属于本发明的实质性内容。

以上实施例描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车间灰尘检测与控制装置，其特征在于，包括：

第一灰尘传感器和第一负离子发生器，均设于车间的第一进出通道内；

第二灰尘传感器和第二负离子发生器，均设于所述车间的第二进出通道内；

控制电路；

其中，所述控制电路包括微控制器U1、第一继电器和第二继电器，所述微控制器U1分别与所述第一灰尘传感器、第二灰尘传感器、第一继电器的线圈KM1和第二继电器的线圈KM2连接，所述第一继电器的常开触点KM101串联在所述第一负离子发生器的工作电路上，所述第一继电器的常闭触点KM102串联在所述第一进出通道与所述车间之间的门的工作电路上，所述第二继电器的常开触点KM201串联在所述第二负离子发生器的工作电路上，所述第二继电器的常闭触点KM202串联在所述第二进出通道与所述车间之间的门的工作电路上；

所述车间的新风系统的出风管内设有第三灰尘传感器，所述出风管的输出端连接有换向阀，所述换向阀的第一输出端与所述车间的新风管道连接，所述换向阀的第二输出端连接有净化箱，所述净化箱内置有第三负离子发生器，所述净化箱的输出端与所述新风管道连接；

所述控制电路还包括第三继电器，所述第三继电器的线圈KM3和所述第三灰尘传感器分别与所述微控制器U1连接，所述第三继电器的常开触点KM301串联在所述第三负离子发生器的工作电路上，所述第三继电器的常开触点KM302串联在所述换向阀的工作电路上；

所述第一负离子发生器所在的电路、第二负离子发生器所在的电路和第三负离子发生器所在的电路均为第二负离子电路；

所述第二负离子电路包括常开触点KA2、变压器T2、自耦变压器T3、电桥B1、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D1、三极管Q3、三极管Q4、风扇FAN、定时器U3和放电端PD1；

所述变压器T2的一次侧通过所述常开触点KA2外接220V交流电源，所述变压器T2的二次侧与所述电桥B1的交流侧对应连接；

所述电桥B1的直流正极与所述电容C3的一端、电阻R10的一端、风扇FAN、自耦变压器T3的引脚1、定时器U3的引脚4和引脚8连接；

所述电桥B1的直流负极与所述电容C3的另一端、电容C4的一端、定时器U3的引脚1、电阻R13的一端和三极管Q4的发射极连接后接地；

所述电阻R10的另一端与所述电阻R11的一端和定时器U3的引脚7连接，所述电阻R11的另一端与所述电容C4的另一端、定时器U3的引脚6和引脚2连接，所述定时器U3的引脚3与所述电阻R12的一端连接，所述电阻R12的另一端与所述三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的发射极与所述电阻R13的另一端和三极管Q4的基极连接，所述三极管Q3的集电极与所述自耦变压器T3的引脚2和三极管Q4的集电极连接；

所述自耦变压器T3的引脚3与所述二极管D1的负极连接，所述二极管D1的正极与所述电容C5的一端和放电端PD1连接，所述电容C5的另一端与所述电容C6的一端连接，所述电容C6的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的车间灰尘检测与控制装置，其特征在于，所述车间内设有第四灰尘传感器、第一进风机和第一排风机，所述控制电路还包括第四继电器，所述第四继电器的线圈KM4和所述第四灰尘传感器分别与所述微控制器U1连接，所述第四继电器的常开触点KM401串联在所述第一进风机和第一排风机的工作电路上。

3.根据权利要求2所述的车间灰尘检测与控制装置，其特征在于，所述第一进出通道设有第二进风机和第二排风机，所述第二进风机与所述新风管道连接，所述第一继电器的常开触点KM103串联在所述第二进风机和第二排风机的工作电路上。

4.根据权利要求3所述的车间灰尘检测与控制装置，其特征在于，所述第二进出通道设有第三进风机和第三排风机，所述第三进风机与所述新风管道连接，所述第二继电器的常开触点KM203串联在所述第三进风机和第三排风机的工作电路上。

5.根据权利要求4所述的车间灰尘检测与控制装置，其特征在于，所述第一灰尘传感器所在的电路、第二灰尘传感器所在的电路、第三灰尘传感器所在的电路和第四灰尘传感器所在的电路的结构一致，所述第一灰尘传感器所在的电路包括灰尘传感器G1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1和电容C1；

所述电阻R1一端外接电压，且另一端与所述灰尘传感器G1的引脚1和所述电容C1的正极连接，所述电容C1的负极与所述灰尘传感器G1的引脚2和引脚4连接后接地，所述电阻R2一端与所述灰尘传感器G1的引脚5连接，另一端与所述电阻R3的一端和所述微控制器U1连接，以传输检测信号；

所述电阻R3的另一端接地，所述灰尘传感器G1的引脚3与所述三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极通过所述电阻R4与所述微控制器U1连接，以通过所述微控制器U1调节所述灰尘传感器G1的发光二极管的电压。

6.根据权利要求5所述的车间灰尘检测与控制装置，其特征在于，所述第一灰尘传感器所在的电路还包括温度传感器U2，所述温度传感器U2与所述微控制器U1连接。

7.根据权利要求2所述的车间灰尘检测与控制装置，其特征在于，所述第一继电器所在的电路、第二继电器所在的电路、第三继电器所在的电路和第四继电器所在的电路的结构一致，所述第一继电器所在的电路包括电阻R5、电阻R6、三极管Q2和继电器KM；

所述电阻R5一端与所述微控制器U1连接，另一端与所述电阻R6的一端和三极管Q2的基极连接，所述电阻R6的另一端与所述三极管Q2的发射极连接后外接电压，所述三极管Q2的集电极与所述继电器KM连接。

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