CN205038128U - 一种粉尘检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粉尘检测系统，包括：红外激光器用于发出检测所需的红外激光，风扇用于实现采样气体的采集和形成稳定的气流，红外激光与气流交汇处形成光敏区，粉尘颗粒在光敏区形成散射光；两个光电探测器均与红外激光的入射方向呈90度设置，用于将散射光的光信号转化为蕴含粉尘颗粒信息的电信号；放大电路连接两个光电探测器和A/D转换器，用于实现微弱电信号的放大；A/D转换器与微处理器相连接，用于实现模数转换；微处理器与显示模块、通讯模块、电源相连，显示模块用于对粉尘颗粒的粒径及浓度的显示，通讯模块用于对信息的传输及系统远程控制，电源用于对系统供电；本实用新型灵敏度高、响应范围大、操作简单、性价比高。

Description

一种粉尘检测系统

技术领域

本实用新型涉及粉尘检测装置领域，特别是指一种粉尘检测系统。

背景技术

目前，以悬浮颗粒物在光束中产生的光散射现象为原理的粉尘检测装置具有测量快速、简便、适用于在线连续测量等特点，在劳动作业场所、公共场所及室内粉尘浓度检测中得到应用。然而，现有的采用单光电探测器的粉尘检测装置在普遍存在测量精度低、测量范围小、系统稳定性差等不足。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种测量精度高、测量范围大、可操作性强的粉尘检测系统。

基于上述目的本实用新型提供的一种粉尘检测系统，包括：红外激光器、放大电路、A/D转换器、微处理器、风扇、显示模块、通讯模块、电源和两个光电探测器；所述红外激光器与所述微处理器相连接，用于发出检测所需的红外激光，所述风扇与所述微处理器相连接，用于实现采样气体的采集和形成稳定的气流，所述红外激光与气流交汇处形成光敏区，粉尘颗粒在所述光敏区形成散射光；所述两个光电探测器均与所述红外激光的入射方向呈90度设置，用于将所述散射光的光信号转化为蕴含粉尘颗粒信息的电信号；所述放大电路连接所述两个光电探测器和A/D转换器，用于实现微弱电信号的放大；所述A/D转换器与微处理器相连接，用于实现模数转换；所述微处理器与所述显示模块、通讯模块、电源相连，所述显示模块用于对粉尘颗粒的粒径及浓度的显示，所述通讯模块用于对信息的传输及系统远程控制，所述电源用于对系统供电。

优选的，所述两个光电探测器均为大光敏面光电探测器；所述红外激光器为650nm红光激光器。

优选的，所述放大电路包括：分别与所述两个光电探测器相连的前置放大器和位于主线路上的主放大器；所述前置放大器由高增益的反相放大器组成，所述主放大器为高增益、低噪声、高输入阻抗的运算放大器。

优选的，所述A/D转换器为低速高精度的4位半双积分A/D转换器。

优选的，所述微处理器为单片微型计算机，包括A/D转换接口、时钟电路、显示接口、键盘接口、存储器系统、打印接口、通信接口。

优选的，所述风扇为转速可调风扇。

优选的，所述显示模块为LED显示屏。

优选的，所述通讯模块为RS232接口、WIFI模块或GPRS通讯模块。

优选的，所述电源为充电锂电池或太阳能电池。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的粉尘检测系统，采用两个大光敏面光电探测装置，灵敏度高、响应范围大，且系统整体设计合理、操作简单、性价比高，适用于工业粉尘监测和民用PM2.5检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例的粉尘检测系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例的光传感器部分结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

参考图1，为本实用新型实施例的粉尘检测系统结构示意图。

本实用新型所述了提供了一种粉尘检测系统，包括：光传感器部分101、放大电路102、A/D转换器103、微处理器104、风扇105、显示模块106、通讯模块107、电源108，其中，光传感器部分包括：红外激光器和两个光电探测器。红外激光器与微处理器104相连接，用于发出检测所需的红外激光，风扇105与微处理器104相连接，用于实现采样气体的采集和形成稳定的气流，所述红外激光与气流交汇处形成光敏区，粉尘颗粒在所述光敏区形成散射光；两个光电探测器均与红外激光的入射方向呈90度设置，用于将所述散射光的光信号转化为蕴含粉尘颗粒信息的电信号；放大电路102连接两个光电探测器和A/D转换器103，用于实现微弱电信号的放大；所述A/D转换器103与微处理器104相连接，用于实现模数转换；微处理器104与显示模块106、通讯模块107、电源相连108，显示模块106用于对粉尘颗粒的粒径及浓度的显示，通讯模块107用于对信息的传输及系统远程控制，电源108用于对系统供电。

参考图2，为本实用新型实施例的光传感器部分结构示意图。

光传感器部分是粉尘检测系统的核心部分，具体的，微处理器控制红外激光器201发出红外激光，与此同时，微处理器控制风扇形成稳定气流，在激光与气流交汇处形成光敏区202，粉尘颗粒在光敏区发生散射光，与激光入射方向呈90度的两个大光敏面光电探测器203接收并将散射光信号转化为电信号。

在一些实施例中，放大电路由前置放大器和主放大器组成，将微弱电信号进行放大和抑制噪声，然后通过低速高精度的4位半双积分A/D转换器将放大后的电信号转换为数字信号并传入微处理器。其中，参考图2，前置放大器204分别与两个光电探测器203相连。优选的，前置放大电路204由高增益的反相放大器组成；主放大器高增益、低噪声、高输入阻抗的运算放大器。

在一些实施例中，微处理器为单片微型计算机，是进行数据分析、存储和协调各模块正常工作的核心，其包括A/D转换接口、时钟电路、显示接口、键盘接口、存储器系统、打印接口、通信接口。微处理器即可对两个光电探测器的信号进行叠加处理，以提高系统的粉尘浓度灵敏度和响应范围，又可对两光电探测器的信号进行对比，以分析粉尘粒径大小。

在一些实施例中，显示模块优选的采用LCD显示屏，通过LCD显示屏能够直观显示粉尘信息。定制化的通讯模块方便与电脑通信，下载测试数据，远程控制。风扇采用转速可调风扇，用以根据不同环境的下测试要求，设定不同的风速。电源用于对系统供电，根据实际需求采用充电电池或太阳能电池。

由上述实施例所述，本发明的有益效果是：光学传感器部分的散射光检测采用两个大光敏面双探测器，可最大程度的接收散射光，提高粉尘检测的灵敏度和响应范围，可通过比较两光电探测器所采集信号的方式进一步优化粉尘浓度算法；放大电路由前置放大器和主放大器组成，增强电信号放大、抑制噪声；LCD显示屏直观显示粉尘信息；定制化通讯模块方便与电脑通信，下载测试数据，远程控制；电源可根据实际需求采用充电电池或太阳能电池。因此，本粉尘检测系统具有价高的使用价值。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种粉尘检测系统，其特征在于，包括：红外激光器、放大电路、A/D转换器、微处理器、风扇、显示模块、通讯模块、电源和两个光电探测器；所述红外激光器与所述微处理器相连接，用于发出检测所需的红外激光，所述风扇与所述微处理器相连接，用于实现采样气体的采集和形成稳定的气流，所述红外激光与气流交汇处形成光敏区，粉尘颗粒在所述光敏区形成散射光；所述两个光电探测器均与所述红外激光的入射方向呈90度设置，用于将所述散射光的光信号转化为蕴含粉尘颗粒信息的电信号；所述放大电路连接所述两个光电探测器和A/D转换器，用于实现微弱电信号的放大；所述A/D转换器与微处理器相连接，用于实现模数转换；所述微处理器与所述显示模块、通讯模块、电源相连，所述显示模块用于对粉尘颗粒的粒径及浓度的显示，所述通讯模块用于对信息的传输及系统远程控制，所述电源用于对系统供电。

2.根据权利要求1所述的粉尘检测系统，其特征在于，所述两个光电探测器均为大光敏面光电探测器；所述红外激光器为650nm红光激光器。

3.根据权利要求1所述的粉尘检测系统，其特征在于，所述放大电路包括：分别与所述两个光电探测器相连的前置放大器和位于主线路上的主放大器；所述前置放大器由高增益的反相放大器组成，所述主放大器为高增益、低噪声、高输入阻抗的运算放大器。

4.根据权利要求1所述的粉尘检测系统，其特征在于，所述A/D转换器为低速高精度的4位半双积分A/D转换器。

5.根据权利要求1所述的粉尘检测系统，其特征在于，所述微处理器为单片微型计算机，包括A/D转换接口、时钟电路、显示接口、键盘接口、存储器系统、打印接口、通信接口。

6.根据权利要求1所述的粉尘检测系统，其特征在于，所述风扇为转速可调风扇。

7.根据权利要求1所述的粉尘检测系统，其特征在于，所述显示模块为LED显示屏。

8.根据权利要求1所述的粉尘检测系统，其特征在于，所述通讯模块为RS232接口、WIFI模块或GPRS通讯模块。

9.根据权利要求1所述的粉尘检测系统，其特征在于，所述电源为充电锂电池或太阳能电池。