CN210243269U - 浮游菌采样器流量校准仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了浮游菌采样器流量校准仪，包括校准仪本体，校准仪本体上设有第一圆筒、第二圆筒、叶扇转速采集模块、处理器、显示模块和通讯模块，第一圆筒上安装有叶扇，第二圆筒连接浮游菌采样器的采样头，第二圆筒的口径大小与浮游菌采样器的采样头的口径大小相同。本实用新型通过第二圆筒连接浮游菌采样器的采样头，避免了由于校准口径与采样口径不一致导致的校准参数与采样参数不一致的问题，提高了校准的准确性；另外，通过叶扇转速采集模块实时获取叶扇的转速，通过处理器和通讯模块对浮游菌采样器进行流量校准调节，并通过显示模块实时展示转速数据和校准结果，实用性高，可广泛应用于电子设备技术领域。

Description

浮游菌采样器流量校准仪

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，尤其是浮游菌采样器流量校准仪。

背景技术

在制药、食品饮料、卫生医疗等行业，通常需要使用浮游菌采样器对洁净环境进行空气质量的检测和评估。浮游菌采样器一般根据安德森撞击原理设计，仪器的吸气装置将空气通过多孔采样头吸入，撞击到的培养皿上，空气中的微生物即被“捕获”到琼脂培养基上。

由于浮游菌采样器的采样流量波动性较大，导致检测结果不够准确，因此，现有技术一般通过浮游菌采样器流量校准仪对采样流量进行实时计量和校准，以便使浮游菌采样器能够按照设定的流量参数进行相关的采样。

但是，现有的浮游菌采样器流量校准仪没有一个统一的标准，大多数浮游菌采样器流量校准仪的空气流通口径都与浮游菌采样器的口径不一致，这样会导致校准参数与实际采样参数的不对等，不利于浮游菌采样器进行准确的采样。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种准确性高的浮游菌采样器流量校准仪。

本实用新型实施例提供了一种浮游菌采样器流量校准仪，包括校准仪本体，所述校准仪本体上设有第一圆筒、第二圆筒、叶扇转速采集模块、处理器、显示模块和通讯模块，所述第一圆筒上安装有叶扇，所述第二圆筒连接浮游菌采样器的采样头，所述第二圆筒的口径大小与浮游菌采样器的采样头的口径大小相同，所述叶扇转速采集模块的输出端连接处理器的输入端，所述处理器的输出端连接显示模块的输入端和通讯模块的输入端，所述通讯模块的输出端连接至浮游菌采样器的输入端。

进一步，所述第二圆筒与浮游菌采样器的采样头之间设有橡胶圈。

进一步，所述叶扇转速采集模块包括红外发射管和红外接收管，所述红外接收管的输出端连接处理器的输入端。

进一步，所述叶扇的转轴处设有若干个圆孔，所述圆孔的上方安装红外发射管，所述圆孔下方安装红外接收管。

进一步，所述叶扇转速采集模块还包括第一上拉电阻和第二上拉电阻，所述红外发射管的一端通过第二上拉电阻连接至电源端，所述红外接收管的一端通过第一上拉电阻连接至电源端，所述红外接收管的一端还连接至处理器的输入端，所述红外发射管的另一端和红外接收管的另一端均接地。

进一步，所述校准仪本体上还设有按键模块，所述按键模块的输出端连接处理器的输入端。

进一步，所述校准仪本体上还设有电源模块和电路板电压转换模块，所述电源模块的输出端连接电路板电压转换模块的输入端，所述电路板电压转换模块的输出端分别连接处理器的电源输入端、叶扇转速采集模块的电源输入端和显示模块的电源输入端。

上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型的实施例通过第二圆筒连接浮游菌采样器的采样头，所述第二圆筒的口径大小与浮游菌采样器的采样头的口径大小相同，避免了由于校准口径与采样口径不一致导致的校准参数与采样参数不一致的问题，提高了校准的准确性；另外，本实用新型通过叶扇转速采集模块实时获取叶扇的转速，通过处理器和通讯模块对浮游菌采样器进行流量校准调节，并通过显示模块实时展示转速数据和校准结果，实用性高。

附图说明

图1为本实用新型的浮游菌采样器流量校准仪的整体结构框图；

图2为本实用新型的实施例的处理器的电路原理图；

图3为本实用新型的实施例的校准仪本体的第一结构示意图；

图4为本实用新型的实施例的校准仪本体的第二结构示意图；

图5为本实用新型的实施例的校准仪本体的第三结构示意图；

图6为本实用新型的实施例的叶扇转速采集模块的电路原理图；

图7为本实用新型的实施例的按键模块的电路原理图；

图8为本实用新型的实施例的电路板电压转换模块的电路原理图；

图9为本实用新型的实施例的电源开关的电路原理图；

图10为本实用新型的实施例的显示模块的电路原理图；

图11为本实用新型的实施例的通讯模块的电路原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型实施例提供了一种浮游菌采样器流量校准仪，包括校准仪本体，所述校准仪本体上设有第一圆筒、第二圆筒、叶扇转速采集模块、处理器、显示模块和通讯模块，所述第一圆筒上安装有叶扇，所述第二圆筒连接浮游菌采样器的采样头，所述第二圆筒的口径大小与浮游菌采样器的采样头的口径大小相同，所述叶扇转速采集模块的输出端连接处理器的输入端，所述处理器的输出端连接显示模块的输入端和通讯模块的输入端，所述通讯模块的输出端连接至浮游菌采样器的输入端。

其中，叶扇转速采集模块，用于实时获取当前采样器的采样流速信号，并将获取到的采样流速信号发送至处理器。

处理器，用于根据采样流速信号，触发相应的控制信号，并将控制信号发送至显示模块和通讯模块等。本实用新型的处理器并不涉及数据处理流程上的改进，其信号触发过程可采用现有技术来实现。

优选地，本实施例的处理器采用如图2所示的STM32F103RCT6处理器来实现，其中，如图2所示的connect to Air microbial sample是处理器与浮游菌采样器之间的连接模块，本实施例通过该连接模块实现处理器与浮游菌采样器之间的数据通讯，处理器触发的控制信号通过该连接模块发送至浮游菌采样器，进而实现流量校准调节。其中插座J1的第三个管脚连接到电路板的GND，使流量校准仪和浮游菌采样器的电压参考0V电压位保持一致，让处理器的控制信号可以直接进行传输。

图2中SW1是复位按钮，在需要重启浮游菌采样器流量计的时候可以使用。

PWM_IN端口对应用于读取叶扇转动时产生的脉冲信号；Button1、Button2和Menu端口用于接收按键模块发送的输入信号，在对应按键被按下时，设置浮游菌采样器流量计的相关参数和切换相关显示等；右下角的SCL和SDA双线传输，用于控制显示模块的显示内容；RXD和TXD端口连接到USB转USART信号的CH340芯片，用于实现处理器与PC端之间的数据通讯。

本实施例的STM32F103处理器设置的频率采集范围为1Hz～10KHz，完全可以满足对红外收发管数据的采集。

显示模块，用于根据处理器的控制信号，进行内容展示。显示模块可采用0.96寸的小屏幕，可以减少功耗。采用双线传输方式，可以方便处理器直接的操作。其中SDA和SCL端口直接连至处理器的对应管脚，当收到处理器的显示信息的时候，显示屏将接收到的显示信息显示出来。显示模块的电路如图10所示。

通讯模块，用于实现处理器与浮游菌采样器之间的数据通讯。本实施例的通讯模块通过图11中的电路来实现。本实施例采用了CH340通讯模块，这个模块使用CH340芯片，将PC端的USB信号转换成处理器的USART信号，可用于实现处理器与PC端进行数据传输等功能。其中，如图11所示，三极管Q1，Q2，电阻R8，R9，R10，R11和二极管D3，在使用该通讯端口给流量校准仪更新程序的时候，起到复位重启的作用。

进一步作为优选的实施方式，所述第二圆筒与浮游菌采样器的采样头之间设有橡胶圈。

其中，本实施例的橡胶圈使浮游菌采样器流量校准仪可以与浮游菌采样器软性连接，能够减少采样气体的泄漏。

进一步作为优选的实施方式，所述叶扇转速采集模块包括红外发射管和红外接收管，所述红外接收管的输出端连接处理器的输入端。

进一步作为优选的实施方式，所述叶扇的转轴处设有若干个圆孔，所述圆孔的上方安装红外发射管，所述圆孔下方安装红外接收管。

具体地，如图3所示，校准仪本体上部采用有个直径较大的第一圆筒用于安装扇叶，下部采用直径较小的第二圆筒与浮游菌采样器的采样口保持口径大小的一致性，可以直接连接浮游菌采样器的采样头，且不会因为改变浮游菌采样器口径而导致浮游菌采样器校准时与实际采样时采样流速情况不一致；最下边增加一圈橡胶圈，使浮游菌采样器流量校准仪可以与浮游菌采样器软性连接，减少采样气体的泄漏。

如图4和图5所示，叶扇转轴机构采用的高性能轴承，降低扇叶旋转时的摩擦系数，减少对浮游菌采样器采样泵(风机)负载影响。在扇叶的转轴处，均匀的开6～12个圆孔，所开圆孔圆心所在位置上方安装一个红外发射管，下方安装一个红外接收管。叶扇在旋转的过程中，每一次所开圆孔经过红外发射接收管所在位置时，处理器接收到一个信号。叶扇每旋转一圈，处理器可以接收到6～12次红外接收管的信号，提高了测量的精度。使用红外管收发的方案，与现有的磁悬浮叶轮方案相比，不需要考虑磁性的损耗，不会受到周围磁场影响，不存在由于切割磁场转化为电能额外增加的损耗。

由于经过浮游菌采样器流量校准仪空气的流速与浮游菌采样器流量校准仪叶扇的转速成正比，且浮游菌采样器流量校准仪口径固定，所以能够获取对应的流量值信号。

参照图6，进一步作为优选的实施方式，所述叶扇转速采集模块还包括第一上拉电阻R5和第二上拉电阻R6，所述红外发射管D2的一端通过第二上拉电阻R6连接至电源端，所述红外接收管D1的一端通过第一上拉电阻R5连接至电源端，所述红外接收管的一端还连接至处理器的输入端PWM_IN，所述红外发射管的另一端和红外接收管的另一端均接地。

如图6所示，红外发射管D2经过上拉电阻R6连接到电源，在流量校准仪工作的时候，一直处于发射信号的状态；红外接收管D1一端接地，一端连接到处理器信号收入PWM_IN引脚，也经过一个上拉电阻R5连接到电源；在D1和D2之间有遮挡的时候，D1接收不到信号，不导通，此时处理器端口PWM_IN是高电平信号；当叶扇转动，使得D1和D2之间没有遮挡时，D1接收到信号导通，此时PWM_IN信号相当于接地，是低电平。当叶扇一直转动时，D1处于导通和断开之间切换，处理器的PWM_IN脚位收到一定频率的脉冲信号。即得到流量值信号。

其中，连接头J3和J4用于电路板和红外管对插使用。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述校准仪本体上还设有按键模块，所述按键模块的输出端连接处理器的输入端。

其中，按键模块，用于获取外部输入信号。按键模块可采用如图7所示的电路来实现。

具体地，图7中的Menu、Button1和Button2分别连接处理器的对应端口。相应的按键被按下的时候，处理器接收到对应按钮的信号，处理对应的动作。

三个按钮都是经过上拉电阻接到电源端的，在按钮没有被按下的时候，处理器对应端口接收到的是高电平信号；在相应按钮被按下的时候，对应的处理器端口接收到低电平信号，开始做对应的动作。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述校准仪本体上还设有电源模块和电路板电压转换模块，所述电源模块的输出端连接电路板电压转换模块的输入端，所述电路板电压转换模块的输出端分别连接处理器的电源输入端、叶扇转速采集模块的电源输入端和显示模块的电源输入端。

其中，电源模块，用于为处理器等模块提供工作电源。

电路板电压转换模块，用于将电源模块输入的电压转换成处理器、红外收发管和显示模块等可直接使用的电压。电路板电压转换模块可采用如图8所示的电路来实现。

如图9所示，本实用新型还通过一个电源开关将电源与电路板隔离，需要工作的时候，闭合Power开关，电源经过保险丝F1输入的电路板的总电源。

综上所述，本实用新型的浮游菌采样器流量校准仪相较于现有技术，具有以下优点：

1、本实用新型的第二圆筒的空气流通的口径与浮游菌采样器保持一致性(或略大于采样器的采样通风口径)，避免了由于校准口径与采样口径不一致导致的校准参数与采样参数不一致的问题；

2、本实用新型用显示模块对采样流量进行实时显示，并用处理器对浮游菌采样器实时进行流量校准调节；

3、本实用新型还能通过通讯接口将校准仪与浮游菌采样器进行连接，实现自动流量校准。

4、本实用新型的流量校准安装叶扇部分的管道长度小，管道长度约等于红外对射管和转叶的安装高度，能够减少因为额外增加的管道长度而导致的测量误差；

5、本实用新型的浮游菌流量校准仪可以作为独立的结构，对不同品牌采样口径相似的浮游菌采样器进行校准；也可以对有相应IIC校准接口的浮游菌采样器进行自动流量校准；

6、本实用新型的浮游菌流量校准仪带有通讯接口，可以与电脑直接进行数据传输，可以进行校准参数的设置修改，可以及时的更新浮游菌校准仪上面的软件；

7、本实用新型使用红外收发管的方案，与磁悬浮叶轮方案相比，不需要考虑磁性的损耗，不会受到周围磁场影响，不存在由于切割磁场转化为电能额外增加的损耗。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.浮游菌采样器流量校准仪，其特征在于：包括校准仪本体，所述校准仪本体上设有第一圆筒、第二圆筒、叶扇转速采集模块、处理器、显示模块和通讯模块，所述第一圆筒上安装有叶扇，所述第二圆筒连接浮游菌采样器的采样头，所述第二圆筒的口径大小与浮游菌采样器的采样头的口径大小相同，所述叶扇转速采集模块的输出端连接处理器的输入端，所述处理器的输出端连接显示模块的输入端和通讯模块的输入端，所述通讯模块的输出端连接至浮游菌采样器的输入端。

2.根据权利要求1所述的浮游菌采样器流量校准仪，其特征在于：所述第二圆筒与浮游菌采样器的采样头之间设有橡胶圈。

3.根据权利要求1所述的浮游菌采样器流量校准仪，其特征在于：所述叶扇转速采集模块包括红外发射管和红外接收管，所述红外接收管的输出端连接处理器的输入端。

4.根据权利要求3所述的浮游菌采样器流量校准仪，其特征在于：所述叶扇的转轴处设有若干个圆孔，所述圆孔的上方安装红外发射管，所述圆孔下方安装红外接收管。

5.根据权利要求3所述的浮游菌采样器流量校准仪，其特征在于：所述叶扇转速采集模块还包括第一上拉电阻和第二上拉电阻，所述红外发射管的一端通过第二上拉电阻连接至电源端，所述红外接收管的一端通过第一上拉电阻连接至电源端，所述红外接收管的一端还连接至处理器的输入端，所述红外发射管的另一端和红外接收管的另一端均接地。

6.根据权利要求1所述的浮游菌采样器流量校准仪，其特征在于：所述校准仪本体上还设有按键模块，所述按键模块的输出端连接处理器的输入端。

7.根据权利要求1所述的浮游菌采样器流量校准仪，其特征在于：所述校准仪本体上还设有电源模块和电路板电压转换模块，所述电源模块的输出端连接电路板电压转换模块的输入端，所述电路板电压转换模块的输出端分别连接处理器的电源输入端、叶扇转速采集模块的电源输入端和显示模块的电源输入端。

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