CN206906196U - 检测粉尘浓度的系统及设备 - Google Patents

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刘光有
朱云青
梁博
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Abstract

本实用新型公开了一种检测粉尘浓度的系统及设备。其中，该系统包括：传感器，用于检测待检测区域内的粉尘浓度，其中，传感器至少包括如下之一：激光粉尘传感器和红外粉尘传感器；处理器，与传感器连接，用于对传感器检测到的粉尘浓度进行处理，得到拟合系数，并基于拟合系数对粉尘浓度进行拟合处理，根据拟合后粉尘浓度确定待检测区域内的参考粉尘浓度。本实用新型解决了现有技术中使用红外线式粉尘传感器不能精确检测粉尘浓度的技术问题。

Description

检测粉尘浓度的系统及设备
技术领域
本实用新型涉及空气质量检测领域，具体而言，涉及一种检测粉尘浓度的系统及设备。
背景技术
随着国民经济的发展和人们生活水平的不断提高，人们对周围环境的质量要求越来越高，尤其对室内控制质量的要求越来越重视，因此，空气质量检测及空气净化技术领域也越来越成熟。
空气中的主要污染物是粉尘，粉尘对人体的危害非常大。现在民用的检测空气中的粉尘浓度的检测器件主要是基于红外线散射原理的粉尘传感器(即红外粉尘传感器)以及基于激光散射原理的粉尘传感器(即激光粉尘传感器)。其中，红外粉尘传感器的使用寿命比较长，可靠性高，因此在家用电器中应用的比较普及，但红外粉尘传感器的检测精度比较低；与红外粉尘传感器相比，激光粉尘传感器的检测精度比较高，但使用寿命比较短，一般连续工作的寿命在3个月至2年之间，无法满足家电设备(如净化器、空调等)的长久使用。
针对上述现有技术中使用红外线式粉尘传感器不能精确检测粉尘浓度的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种检测粉尘浓度的系统及设备，以至少解决现有技术中使用红外线式粉尘传感器不能精确检测粉尘浓度的技术问题。
根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种检测粉尘浓度的装置，包括：获取模块，用于获取激光粉尘传感器检测到的待检测区域内的第一粉尘浓度，并获取红外粉尘传感器检测到的待检测区域内的第二粉尘浓度；确定模块，用于将第一粉尘浓度作为基准来确定第二粉尘浓度的拟合系数；拟合模块，用于根据拟合系数对第二粉尘浓度进行拟合处理，得到待检测区域内的参考粉尘浓度。
根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种检测粉尘浓度的系统，包括：传感器，用于检测待检测区域内的第一粉尘浓度；处理器，与传感器连接，用于根据传感器检测到的粉尘浓度进行处理，得到拟合系数，并基于拟合系数对粉尘浓度进行拟合处理，根据拟合后粉尘浓度确定待检测区域内的粉尘浓度。
根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种设备，包括检测粉尘浓度的系统。
在本实用新型实施例中采用激光粉尘传感器与红外粉尘传感器相结合的方式，通过传感器检测待检测区域内的粉尘浓度，处理器对传感器检测到的粉尘浓度进行处理，得到拟合系数，并基于拟合系数对粉尘浓度进行拟合处理，根据拟合后的粉尘浓度确定待检测区域内的参考粉尘浓度，其中，传感器至少包括如下之一：激光粉尘传感器和红外粉尘传感器，达到了长久使用检测粉尘浓度的设备，满足常规电器的使用寿命的目的，从而实现了准确检测粉尘浓度的技术效果，进而解决了现有技术中使用红外线式粉尘传感器不能精确检测粉尘浓度的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是根据本实用新型实施例的一种检测粉尘浓度的系统结构示意图；以及
图2是根据本实用新型实施例的一种可选的移动平均算法的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型实施例，提供了一种检测粉尘浓度的系统实施例。
图1是根据本实用新型实施例的检测粉尘浓度的系统结构示意图，如图1所示，该系统包括：传感器1101以及处理器1103。
其中，传感器，用于检测待检测区域内的粉尘浓度；处理器，与传感器连接，用于根据传感器检测到的粉尘浓度进行处理，得到拟合系数，并基于拟合系数对粉尘浓度进行拟合处理，根据拟合后粉尘浓度确定待检测区域内的参考粉尘浓度。
需要说明的是，上述传感器至少包括激光粉尘传感器和红外粉尘传感器，其中，激光粉尘传感器是基于激光散射原理的粉尘传感器，红外粉尘传感器是基于红外线散射原理的粉尘传感器，由于激光粉尘传感器的使用寿命比较短，而红外粉尘传感器的使用寿命比较长，因此，在本申请中，激光粉尘传感器在预设时间内开启并检测待检测区域内的粉尘浓度，即激光粉尘传感器以预定时间间隔(即以一定的周期)间断开启，而红外粉尘传感器持续开启，即持续检测待检测区域内的粉尘浓度
在一种可选的实施例中，在激光粉尘传感器以及红外粉尘传感器同时处于开启状态的情况下，激光粉尘传感器检测待检测区域(例如，室内)中的粉尘浓度(即第一粉尘浓度)，同时，红外粉尘传感器也对该待检测区域内的粉尘浓度进行检测，得到第二粉尘浓度，并分别将检测到的粉尘浓度(即第一粉尘浓度和第二粉尘浓度)的数据发送给处理器进行处理。处理器以第一粉尘浓度为基准，确定第二粉尘浓度的拟合系数，在得到第二粉尘浓度的拟合系数之后，处理器根据该拟合系数对第二粉尘浓度进行拟合处理，并输出拟合后的粉尘浓度，该粉尘浓度即为待检测区域内的粉尘浓度。
此处需要说明的是，由于激光粉尘传感器能够比较精确地检测到的待检测区域内的粉尘浓度，因此，以激光粉尘传感器检测到的第一粉尘浓度作为基准来对红外粉尘传感器检测到的第二粉尘浓度进行校正。
由上可知，通过传感器检测待检测区域内的粉尘浓度，处理器对传感器检测到的粉尘浓度进行处理，得到拟合系数，并基于拟合系数对粉尘浓度进行拟合处理，根据拟合后的粉尘浓度确定待检测区域内的参考粉尘浓度，其中，传感器至少包括如下之一：激光粉尘传感器和红外粉尘传感器。
容易注意到的是，由于采用了检测精度比较高的激光粉尘传感器检测到的粉尘浓度作为基准对检测精度比较低的红外粉尘传感器检测到的粉尘浓度进行校正，从而可以精确输出待检测区域内的粉尘浓度。此外，由于激光粉尘传感器以一定的周期间断开启，而红外粉尘传感器持续开启，因此，可以长久使用检测粉尘浓度的设备，以满足常规电器的使用寿命，从而实现了准确检测粉尘浓度的技术效果，进而解决了现有技术中使用红外线式粉尘传感器不能精确检测粉尘浓度的技术问题。
在一种可选的实施例中，处理器包括：计算单元。其中，计算单元，用于将激光粉尘传感器检测到的第一粉尘浓度作为基准来确定红外粉尘传感器检测到的第二粉尘浓度的拟合系数。
需要说明的是，激光粉尘传感器和红外粉尘传感器每隔预设时间间隔检测一次待测区域内的粉尘浓度，即计算单元每隔预设时间间隔获取一次激光粉尘传感器和红外粉尘传感器检测到的粉尘浓度。上述预设时间段包含多个预设时间间隔，即在预设时间段内获取到了多组激光粉尘传感器与红外粉尘传感器检测到的粉尘浓度。
具体的，预设时间段为T1，预设时间间隔为T2，并且，T2<T1，K为拟合系数，A为激光粉尘传感器检测到的粉尘浓度，B为红外粉尘传感器检测到的粉尘浓度。计算单元在预设时间段T1内获取多组激光粉尘传感器与红外粉尘传感器检测到的粉尘浓度，并计算两者之间的比值A/B，从而得到多组比值的均值，以该均值作为拟合系数，即
其中，K均值为在预设时间段T1内拟合系数的均值，
其中，激光粉尘传感器检测的第一粉尘浓度A、红外粉尘传感器检测的第二粉尘浓度B以及拟合系数的关系如表1所示。
表1
采样点 1 2 3 4 …… n 均值
第一粉尘浓度A A1 A2 A3 A4 …… An
第二粉尘浓度B B1 B2 B3 B4 …… Bn
拟合系数 K1 K2 K3 K4 …… Kn K均值
在另一种可选的实施例中，计算单元还用于根据拟合系数对第二粉尘浓度进行拟合处理，得到待检测区域内的参考粉尘浓度。
需要说明的是，在两种传感器上电开始检测后，两种传感器以周期T2进行采样，连续采样n组，如果激光粉尘传感器检测到的粉尘浓度与红外粉尘传感器检测到的粉尘浓度较为稳定，即拟合系数满足：
其中，Q为拟合系数K的波动比例，粉尘浓度数据越稳定，则Q值越小，一般情况下，Q的取值小于10％。
在连续n个采样点的拟合系数均满足上式的情况下，计算单元计算出拟合系数均值K均值，并以S＝B实时×K的拟合结果作为待检测区域内的参考粉尘浓度。其中，B实时的采样周期为T2。
需要说明的是，T1的取值可以为1min～60min中的任意一个数值，T2可由实际的更新情况确定，可以为1s～10s中的任意一个数值。
此外，还需要说明的是，拟合系数均值K均值采用移动平均算法实时更新，即以最近时间点的n个T2的采样数据计算而来，如图2所示的一种可选的移动平均算法的示意图，在图2中，T1包含了m个T2，并且m>n。例如，n＝5，则再经过T2时刻之后，即
可选的，计算单元还用于在参考粉尘浓度低于第一阈值的情况下，确定检测区域内的粉尘浓度。
具体的，由于红外粉尘传感器不能精确的检测到待检测区域内的粉尘浓度，因此，当待检测区域内的粉尘浓度比较低时，红外粉尘传感器检测到的粉尘浓度不准确，甚至存在失真的情况。因此，当计算单元对第二粉尘浓度进行拟合处理后的粉尘浓度低于第一阈值时，即参考粉尘浓度S＝B实时×K均值＜S1时，计算单元计算出的待检测区域内的参考粉尘浓度为以激光粉尘传感器检测到的粉尘浓度。其中，S1为第一阈值。
此外，如果计算单元计算得到的参考粉尘浓度S＝B实时×K均值＞S1,则判断是否小于Q，如果小于Q，则以对第二粉尘浓度进行拟合处理后的粉尘浓度作为参考粉尘浓度。
可选的，计算单元还用于在所述参考粉尘浓度的变化大于第二阈值的情况下，确定所述检测区域内的粉尘浓度。
具体的，当待检测区域内的粉尘浓度变化比较快时，例如，待检测区域内有人吸烟时，待检测区域内的粉尘浓度急剧上升，即Bi-Bi-1＞S2时，计算单元确定待检测区域内的粉尘浓度正快速增加，此时，计算单元计算得到的待检测区域内的参考粉尘浓度为以激光粉尘传感器检测到的粉尘浓度。其中，Bi为对第二粉尘浓度进行拟合处理后的粉尘浓度进行采样后得到第三粉尘浓度，S2为第一阈值。
当计算单元确定采集到的连续多组Bi-Bi-1≤S2时，则判断是否小于Q，如果小于Q，并以对第二粉尘浓度进行拟合处理后的粉尘浓度作为参考粉尘浓度。
可选的，处理器还包括：显示单元和故障检测单元。其中，显示单元，用于显示待检测区域内的粉尘浓度；故障检测单元，用于检测传感器输出的是否异常。
需要说明的是，处理器在接收到故障信号的情况下，控制显示单元显示未出现异常的传感器所检测到的粉尘浓度。
在一种可选的实施例中，当故障检测单元检测粉尘浓度的装置中的处理器接收不到激光粉尘传感器或红外粉尘传感器中的任意一个所采集到的数据或者接收到的数据格式不正确时，处理器则判定激光粉尘传感器或红外粉尘传感器出现了异常，此时，处理器使用两种传感器中正常运行的传感器的采集的数据，例如，在红外粉尘传感器出现异常的情况下，以激光粉尘传感器检测到的粉尘浓度作为参考粉尘浓度；在激光粉尘传感器出现异常的情况下，则即以S＝B实时×K均值作为最终显示浓度值，其中，K均值保持激光粉尘传感器出现异常之前的拟合结果。
根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种设备，包括上述任一项可选的或优选的检测粉尘浓度的系统。
上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种检测粉尘浓度的系统，其特征在于，包括：
传感器，用于检测待检测区域内的粉尘浓度，其中，所述传感器至少包括如下之一：激光粉尘传感器和红外粉尘传感器；
处理器，与所述传感器连接，用于对所述传感器检测到的粉尘浓度进行处理，得到拟合系数，并基于所述拟合系数对所述粉尘浓度进行拟合处理，根据拟合后的粉尘浓度确定所述待检测区域内的参考粉尘浓度。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述激光粉尘传感器，用于在预设时间内开启并检测所述待检测区域内的粉尘浓度；
所述红外粉尘传感器，用于持续检测所述待检测区域内的粉尘浓度。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理器包括：
计算单元，用于将所述激光粉尘传感器检测到的第一粉尘浓度作为基准来确定所述红外粉尘传感器检测到的第二粉尘浓度的拟合系数。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述计算单元还用于根据所述拟合系数对所述第二粉尘浓度进行拟合处理，得到所述待检测区域内的参考粉尘浓度。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述计算单元还用于在所述参考粉尘浓度低于第一阈值的情况下，确定所述检测区域内的粉尘浓度。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述计算单元还用于在所述参考粉尘浓度的变化大于第二阈值的情况下，确定所述检测区域内的粉尘浓度。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器还包括：
显示单元，用于显示所述待检测区域内的粉尘浓度。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理器包括：
故障检测单元，用于检测所述传感器输出的是否异常。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述处理器还用于在接收到故障信号的情况下，控制所述显示单元显示未出现异常的传感器所检测到的粉尘浓度。
10.一种设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的检测粉尘浓度的系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107036948A (zh) * 2017-05-16 2017-08-11 珠海格力电器股份有限公司 检测粉尘浓度的方法、装置和系统
CN109991136A (zh) * 2019-03-05 2019-07-09 宁波澄朗环境技术有限公司 扬尘传感器校准方法、装置及系统
DE102018108581A1 (de) * 2018-04-11 2019-10-17 Technisat Digital Gmbh Vorrichtung zum Betreiben in einer Heimautomation eingerichtet zum Erfassen von Messdaten zur Luftqualität

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