JP7098737B2 - デュアルチャネル空気質検査装置 - Google Patents
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Description
しかし、上記した空気清浄器は、車内の空気質を検査できるだけで、車外の空気質を検査することはできない。
ハウジング中には、第一進気チャネルと第二進気チャネルを形成する。
プリント基板アセンブリは、ハウジング中に取り付ける。
第一レーザーモジュールと第一シリコンフォトダイオードは、プリント基板アセンブリ上に取り付け、プリント基板アセンブリとそれぞれ電気的に連接される。
第一レーザーモジュール発射端は、第一進気チャネル中に位置し、第一シリコンフォトダイオードは、第一進気チャネル中に設置される。
第二レーザーモジュールと第二シリコンフォトダイオードは、プリント基板アセンブリ上に取り付けられ、プリント基板アセンブリとそれぞれ電気的に連接される。
第二レーザーモジュール発射端は、第二進気チャネル中に位置し、第二シリコンフォトダイオードは、第二進気チャネル中に設置される。
ファンはハウジング中に取り付けられ、ファンの進気端は同時に第一進気チャネルと第二進気チャネルの出気端に連接され、ファンの排気端は、外部大気に連接される。
プリント基板アセンブリは、レーザーモジュールに設置し、レーザーはチャネルを通過し、チャネル内の粉塵微粒子の散射光は、シリコンフォトダイオードへとフィードバックされる。
シリコンフォトダイオードの電位変化は、回路によりデータ処理され、PM2.5の数値が得られる。
1.デュアルチャネル空気質検査モジュールは、1個のファンで2個のチャネルを吸気するが、この種の構造で車外空気のサンプル採取を行う時には、空調がオンとなり形成される気流は、モジュールの検査精度に大きな影響を及ぼし、2個のチャネル検査の安定性を確保することはできない。
2.レーザーモジュールは使用前に、空気質検査モジュールの正常な作動を確保するために、レーザーの強度が要求に符合するか校正する必要がある。特許文献1の第一レーザーモジュール及び第二レーザーモジュールは、ハウジングの同一側に平行設置され、両者の距離は比較的近いため、2個のレーザーモジュール強度の校正を行う時には相互に干渉し易く、レーザーモジュール強度の校正に不利である。しかも、2個のレーザーモジュールは平行設置を呈し、占有する垂直空間が大きく、製品設計の小型化に不利である。さらに、この種の構造設計は、1個のファン設置に適し、デュアルファンを設置することはできない。
3.従来のファンはリード端子を伴い、組立てには人の手により端子を接続する必要があるため、自動組立て技術を適用することができない。
4.特許文献1のファンには、騒音低下機構が設計されていないため、ファン使用時、特に気流の干渉を受けると、大きな騒音を発し、製品の使用感を低下させてしまう。
5.空気質検査モジュールのサンプル採取口は、通常は車両のCPU位置に設置されているが、CPU上にはエンジンを有し、車両の運行過程中エンジンは発熱するため、周囲の空気温度は上昇する。サンプル採取時に、空気はサンプル採取管から進入し、エンジン周囲を通る時に加熱され、次に比較的温度が低いパイプ(特に車内で空調をつけている時)に進入するため、空気は冷えて冷凝水を形成する。これにより測定された空気質と実際の空気質には、大きな差が生まれ、検査の精度に影響を及ぼす。
しかも、2個の内の1個のレーザーモジュール発射端は、第一チャネル中に位置し、該第一チャネル中には、該レーザーモジュール発射端の位置に照準を合わせ、第一フォトダイオードを設置し、第二レーザーモジュール発射端は、第二チャネル中に位置し、該第二チャネル中には、前記第二レーザーモジュールの位置に照準を合わせ、第二フォトダイオードを設置し、2個のレーザーモジュールと2個のフォトダイオードは共に回路板と連接し、回路板を通して、主制御プリント基板と電気的に連接される。
フィルターと挿通管連接の一端上部には、気孔を設置し、フィルターは、気孔の下方に、該水槽を直接成形し、該収容チャンバーは、フィルターと挿通管とが連接する一端間に、密封パッドをさらに設置する。
第一ファン及び第二ファンは、中蓋の下チャンバー内に設置し、主制御プリント基板は、中蓋の上チャンバー或いは下チャンバー内に設置され、隔板上には、第一チャネル及び第二チャネルに対応する2個の通孔を設置し、該隔板には、主制御プリント基板と第一ファン、第二ファン或いは空気質検査モジュールを連接する通孔をさらに設置する。
しかも、本発明は2個のレーザーモジュールがV字状を呈するように設置されるため、空気検査モジュールの縦方向の長さを効果的に縮小できるばかりか、V字状を呈する2個のレーザーモジュールの発射端の間隔距離は大きくなり、レーザー校正器を用いて、レーザーモジュールのレーザー強度を校正する時には、相互に干渉せず、検査に便利である。
さらに、本発明は2個のレーザーモジュールがV字状設計を呈することで、第一チャネル及び第二チャネルの2個の出風口の間隔距離が大きくなり、吸引力が大きいファンを2個設置でき、サンプル採取気流の、環境及びファンサンプル採取性能に対する影響を効果的に低下させられ、車内外空気質検査の精度を高めることができる。
また、ファンケースの上部は、ファン密封蓋で蓋をし、ファンケースの下部には、ファン減震パッドを設置するため、第一ファン及び第二ファンの作動時に発生する騒音を効果的に低下させられる。
図1に示す通り、本発明によるデュアルチャネル空気質検査装置100は、ハウジング1、ハウジング1内に設置される空気質検査モジュール2、ファン3及び空気質検査モジュール2とファン3に連接して制御する主制御プリント基板4を有する。
上蓋11は、中蓋12の上部に対応し、下蓋13は、中蓋12の下部に対応する。
中蓋12内には、中蓋12を、上チャンバー121と下チャンバー122に区画する隔板123を設置する。
空気質検査モジュール2は、中蓋12の上チャンバー121内に設置する。
ファン3は、中蓋12の下チャンバー122内に設置する。
主制御プリント基板4は、中蓋12の上チャンバー121或いは下チャンバー122内に設置される。
隔板123上には、2個の通孔124を設置し、隔板123には、プリント基板4とファン3或いは空気質検査モジュール2を連接する通孔をさらに設置する。
2個のレーザーモジュール22及び2個のフォトダイオード23は、本体21内に設置され、回路板25は、本体21の頂面に蓋をする。
密封パッド24は、本体21内に位置し、しかも回路板25の底面に位置する。
本体21内には、第一チャネル26、第二チャネル27を設置する。
第一チャネル26及び第二チャネル27は、それぞれサンプル採取口261、271及び出風口262、272を有する。
2個のレーザーモジュール22は、それぞれ第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222である。
本体21には、第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222を対応させる取付け槽211をさらに設置する。
第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222の2個の内の1個の端は発射端で、反対端には、電池223を設置し、第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222に給電する。
第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222は、第一チャネル26及び第二チャネル27に対応して設置される。
第一レーザーモジュール221の発射端は、第一チャネル26中に位置し、第二レーザーモジュール222の発射端は、第二チャネル27中に位置する。
しかも、2個のレーザーモジュール221、222は、V字状を呈するように設置される。
フォトダイオード23は、第一フォトダイオード231及び第二フォトダイオード232を有する。
第一チャネル26中には、第一レーザーモジュール221発射端の位置に照準を合わせ、第一フォトダイオード231を設置する。
第二チャネル27中には、第二レーザーモジュール222の位置に照準を合わせ、第二フォトダイオード232を設置する。
2個のレーザーモジュール22と2個のフォトダイオード23は共に、回路板25と電気的に連接される。
回路板25の片側には、多数の金属接点251を設置し、金属接点251により、主制御プリント基板4と連接する。
検査時には、電池223を入れた第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222を、本体21の第一チャネル26及び第二チャネル27にV字状に取り付け、2個のレーザー校正器200を第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222発射端に照準を合わせる前方位置にそれぞれし、第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222のレーザー強度を校正する。
当然、1個のレーザー校正器200により、第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222に対してそれぞれ校正を行うこともできる。
第一チャネル26及び第二チャネル27は、それぞれZ字型で、第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222の発射端は、Z字型チャネルの、サンプル採取口261、271から離れた角に照準を合わせる。
しかも、第一レーザーモジュール221及び第二レーザーモジュール222はV字状を呈するように設置される設計により、2個のレーザーモジュール22の発射端の間隔距離は大きくなり、レーザー校正器200を用いて、レーザーモジュール22のレーザー強度を校正する時には、相互に干渉せず、検査に便利である。
しかも、2個のレーザーモジュール22がV字状設計を呈することで、第一チャネル26及び第二チャネル27の2個の出風口262、272の間隔距離は大きくなり、吸引力が大きいファン3を2個設置でき、サンプル採取気流の、環境及びファンサンプル採取性能に対する影響を効果的に低下させられ、車内外空気質検査の精度を高めることができる。
各コネクター5の一端は、サンプル採取口261、271に連接し、反対端は、サンプル採取管300に連接する。
コネクター5内には、収容チャンバー51を設置し、収容チャンバー51内には、フィルター52を設置する。
フィルター52には、気体を流通させる多数の気孔521を設置し、収容チャンバー51は、気孔521の下方に、冷凝水を収容する水槽53をさらに設置する。
コネクター5内には、フィルター52を設置し、サンプル採取管300内の冷凝水を除去し、特に車外空気のサンプル採取時には、サンプル採取管300内の、エンジンに加熱された後に冷えて形成された冷凝水を効果的に除去できる。
こうして、空気質検査モジュール2内に進入する気体は冷凝水の影響を受けず、検査の精度を保証できる。
本発明がサンプル採取を行う時には、空気は、サンプル採取管300から進入する。
温度が比較的高い地域を走行している時、空気は加熱されるが、加熱された空気が比較的温度が低いパイプに進入すると、冷凝水を形成する。
冷凝水を伴う空気がコネクター5の挿通管55中に進入し、フィルター52を通過すると、空気中の気体は、フィルター52中の気孔521から収容チャンバー51に入り、プラグ中まで進入し、最後には第一チャネル26I及び第二チャネル27内に進入する。
空気中の冷凝水は挿通管55に進入すると、フィルター52により隔離され、コネクター5中の水槽53中に直接付着する。
プラグ54と挿通管55は対応して連接され、その連接の方式は、図示のねじ山連接を採用でき、係合接続、ほぞ接続等の他の方式を採用することもできる。
プラグ54と挿通管55の連接箇所には、収容チャンバー51を形成し、フィルター52は、収容チャンバー51中に設置する。
フィルター52の、挿通管55と連接する一端上部には、気孔521を設置し、フィルター52は、気孔521の下方に、水槽53を直接成形する。
収容チャンバー51は、フィルター52と挿通管55とが連接する一端間に、密封パッド56をさらに設置する。
プラグ54と挿通管55は対応して連接され、挿通管55の一端は、サンプル採取管300と連接し、反対端は、プラグ54と連接する。
挿通管55の両端の間には、収容チャンバー51を設置し、挿通管55の、プラグ54と連接する一端は、収容チャンバー51内へと突出し、凸垣57を形成する。
これにより、収容チャンバー51内の、凸垣57の外周には、陥没した水槽53を形成する。
フィルター52は、ドーム状を呈して、挿通管55の凸垣57とプラグ54との間に設置される。
ドーム状のフィルター52上には、多数の気孔521を直接成形し、フィルター52と挿通管55の凸垣57との間には、密封パッド56をさらに設置する。
第一ファン3A及び第二ファン3Bは、空気質検査モジュール2の第一チャネル26及び第二チャネル27に対応して設置され、第一ファン3A及び第二ファン3Bは、ファンケース31内にそれぞれ設置され、ファンケース31は、出気端311を有する。
第一ファン3A及び第二ファン3Bは、ローター32、磁石33、ファンホイール34、ベアリング35及び係合リング36をそれぞれ有する。
2個のファンケース31の間は、連接板37を通して、一体に連接され、連接板37上には、頂針連接器371を設置し、一体に連接された2個のファンケース31の頂部には、ファン密封蓋38を対応して設置する。
ファン密封蓋38には、第一ファン3A及び第二ファン3Bの位置に対応し、連接孔381をそれぞれ設置する。
連接孔381は、第一ファン3A及び第二ファン3Bの進気口で、2個の連接孔381と第一チャネル26及び第二チャネル27の出風口262、272は連接し、ファンケース31の底部に対応し、ファン減震パッド39を有する。
ファンホイール34は、ベアリング35及び係合リング36を通して、回転可能なようにファンケース31上に固定される。
ローター32上には、多数のリード線321を設置し、各リード線321は、頂針連接器371にそれぞれ連接し、頂針連接器371上には、多数の頂針372を設置する。
ファンの第一実施形態である図11に示す通り、2個のファン3の出気端311は、ハウジング1の両側に設置される。
ファン3の第二実施形態である図13及び図14に示す通り、2個のファン3の出気端311は、ハウジング1の同一側に設置される。
ファン3の第三実施形態である図17に示す通り、ファン3の出気端311は、ハウジング1の隣接側に設置される。
騒音低下コネクター6は、第一ファン3A及び第二ファン3Bの出気端311から外へと徐々に縮小する。
実験によれば、第一ファン3A及び第二ファン3Bに騒音低下コネクター6を未増設時の流量は3.1L/minで、流量出口回流率は33%であるが、騒音低下コネクター6を増設後の流量は 3.2L/minで、流量出口回流率は1.2%である。
これにより明らかなように、騒音低下コネクター6を増設することで、第一ファン3A及び第二ファン3Bの吸引力は顕著に拡大し、騒音は顕著に低下する。
さらに、頂針連接器371上の多数の頂針372は、主制御プリント基板と直接位置を合わせて連接し、主制御プリント基板4上には、頂針372に対応する多数の導電接点41、及び多数の空気質検査モジュール2の金属接点251に対応する多数のピン42を設置する。
組立て時には、主制御プリント基板4を中蓋12上に取り付け、空気質検査モジュール2を組立て後に、中蓋12の上チャンバー121中に取り付け、ファン3を組立て後に中蓋12の下チャンバー122中に取り付け、ファン3の頂針連接器371上の多数の頂針372と主制御プリント基板4の金属接点41とを対応させ接続し、空気質検査モジュール2の回路板25の金属接点251と主制御プリント基板の多数のピン42とを対応して接続する。
各チャネルは1個のファン3に対応し、独立してサンプルを採取し、相互に影響せず、ファン3を通して吸気し排出する。
レーザーモジュール22のレーザーはチャネルを通過し、チャネル内の粉塵微粒子の散射光は、フォトダイオードへとフィードバックされ、フォトダイオードの電位変化は、回路によりデータ処理され、PM2.5の数値が得られる。
2個のファン3は、車内及び車外の空気に対して、それぞれサンプル採取を行い、相互に影響せず、空調がオンである時の、モジュールのサンプル採取気流への影響を効果的に低下させられ、検査の精度を保証できる。
しかも、本発明は2個のレーザーモジュール22をV字状を呈するように設置するため、空気検査モジュールの縦方向の長さを効果的に縮小できるばかりか、製品の全体体積を縮小することもできる。
ファンケース31の上部は、ファン密封蓋38で蓋をし、ファンケース31の下部には、ファン減震パッド39を設置するため、第一ファン3A及び第二ファン3Bの作動時に発生する騒音を効果的に低下させられる。
1 ハウジング、
11 上蓋、
12 中蓋、
121 上チャンバー、
122 下チャンバー、
123 隔板、
124 通孔、
13 下蓋、
2 空気質検査モジュール、
21 本体、
211 取付け槽、
22 レーザーモジュール、
221 第一レーザーモジュール、
222 第二レーザーモジュール、
223 電池、
23 フォトダイオード、
231 第一フォトダイオード、
232 第二フォトダイオード、
24 密封パッド、
25 回路板、
251 金属接点、
26 第一チャネル、
261 サンプル採取口、
262 出風口、
27 第二チャネル、
271 サンプル採取口、
272 出風口、
3 ファン、
3A 第一ファン、
3B 第二ファン、
31 ファンケース、
311 出気端、
32 ローター、
321 リード線、
33 磁石、
34 ファンホイール、
35 ベアリング、
36 係合リング、
37 連接板、
371 頂針連接器、
372 頂針、
38 ファン密封蓋、
381 連接孔、
39 ファン減震パッド、
4 主制御プリント基板、
41 導電接点、
42 ピン、
5 コネクター、
51 収容チャンバー、
52 フィルター、
521 気孔、
53 水槽、
54 プラグ、
55 挿通管、
56 密封パッド、
57 凸垣、
6 騒音低下コネクター、
200 レーザー校正器、
300 サンプル採取管。
Claims (11)
- デュアルチャネル空気質検査装置であって、ハウジング、ハウジング内に設置される空気質検査モジュール、ファン及び空気質検査モジュールとファンに連接して制御する主制御プリント基板を有し、
前記空気質検査モジュール内には、第一チャネル及び第二チャネルを形成し、第一チャネル及び第二チャネルは、サンプル採取口及び出風口をそれぞれ有し、
前記ファンは、第一チャネル及び第二チャネルに対応して設置される第一ファン及び第二ファンを有し、第一ファンの進気端と第一チャネルの出風口とは連接し、第二ファンの進気端と第二チャネルの出風口とは連接し、2個のファンの出気端は、外部大気に共に連接し、
前記空気質検査モジュールは、第一チャネル及び第二チャネルに対応して設置される第一レーザーモジュール及び第二レーザーモジュールを有し、前記第一レーザーモジュール及び前記第二レーザーモジュールは、それぞれ1個の発射端を有していると共に、2個の発射端の間隔距離が大きくなったV字状を呈するように設置され、しかも第一レーザーモジュールの発射端は、第一チャネル中に位置し、前記第一チャネル中には、前記第一レーザーモジュール発射端の位置に照準を合わせ、第一フォトダイオードを設置し、第二レーザーモジュール発射端は、第二チャネル中に位置し、前記第二チャネル中には、前記第二レーザーモジュールの位置に照準を合わせ、第二フォトダイオードを設置し、2個のレーザーモジュールと2個のフォトダイオードは共に、空気質検査モジュールの回路板と連接し、回路板と主制御プリント基板とは電気的に連接されることを特徴とする、
デュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記空気質検査モジュールは、長方体構造の本体及び前記回路板を有し、前記第一チャネル、第二チャネル、2個のレーザーモジュール及び2個のフォトダイオードはすべて前記本体内に設置されることを特徴とする、
請求項1に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記第一チャネル及び第二チャネルのサンプル採取口は、前記本体の同一側に設置され、第一チャネル及び第二チャネルは、それぞれL字型或いはJ字型で、第一レーザーモジュール及び第二レーザーモジュールの発射端は、L字型或いはJ字型チャネルの角に照準を合わせることを特徴とする、
請求項2に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記第一チャネル及び第二チャネルのサンプル採取口は、前記本体の両側にそれぞれ設置し、前記第一チャネル及び第二チャネルは、それぞれZ字型で、第一レーザーモジュール及び第二レーザーモジュールの発射端は、Z字型チャネルの、サンプル採取口から離れた角に照準を合わせることを特徴とする、
請求項2に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記第一チャネル及び第二チャネルのサンプル採取口は、コネクターを通して、それぞれサンプル採取管に連接し、各コネクターの一端は、サンプル採取口に連接し、反対端は、サンプル採取管に連接し、コネクター内には、収容チャンバーを設置し、収容チャンバー内には、フィルターを設置し、フィルターには、気体を流通させる多数の気孔を設置し、収容チャンバーは、気孔の下方に、冷凝水を収容する水槽をさらに設置することを特徴とする、
請求項1に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記コネクターは、サンプル採取口と連接するプラグ及びサンプル採取管と連接する挿通管を有し、プラグと挿通管は対応して連接され、プラグと挿通管の連接箇所には、前記収容チャンバーを形成し、前記フィルターは、収容チャンバー中に設置し、
フィルターの、挿通管と連接する一端上部には、前記気孔を設置し、フィルターは、気孔の下方に、前記水槽を直接成形し、前記収容チャンバーは、フィルターと挿通管とが連接する一端間に、密封パッドをさらに設置することを特徴とする、
請求項5に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記コネクターは、サンプル採取口と連接するプラグ及びサンプル採取管と連接する挿通管を有し、プラグと挿通管は対応して連接され、前記挿通管の一端は、サンプル採取管と連接し、反対端は、プラグと連接し、両端の間には、前記収容チャンバーを設置し、前記挿通管の、プラグと連接する一端は、収容チャンバー内へと突出し、凸垣を形成し、これにより、収容チャンバー内の、凸垣の外周には、陥没した前記水槽を形成し、前記フィルターは、ドーム状を呈して、挿通管の凸垣とプラグとの間に設置され、前記フィルターと挿通管の凸垣との間には、密封パッドをさらに設置する
ことを特徴とする、
請求項5に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記第一ファン及び第二ファンは、それぞれファンケースを有し、各ファンケース内には、それぞれローター及びファンホイールを設置し、2個のファンのファンケースは、連接板を通して、一体に連接され、連接板上には、頂針連接器を設置し、各ローター上には、多数のリード線を設置し、各リード線は、頂針連接器にそれぞれ連接し、頂針連接器上には、多数の頂針を設置し、前記主制御プリント基板上には、頂針に対応する多数の導電接点を設置し、前記空気質検査モジュールの回路板上には、多数の金属接点を設置し、前記主制御プリント基板上には、金属接点に対応する多数のピンを設置することを特徴とする、
請求項2に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記ファンケースの頂部には、ファン密封蓋を対応して設置し、前記ファン密封蓋には、第一ファン及び第二ファンの位置に対応し、連接孔をそれぞれ設置し、ファンケースの底部に対応し、ファン減震パッドを有することを特徴とする、
請求項8に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記第一ファン及び第二ファンの出気端には、内壁が滑らかな騒音低下コネクターをさらに連接し、前記騒音低下コネクターは、第一ファン及び第二ファンの出気端から外へと徐々に縮小することを特徴とする、
請求項1に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。 - 前記ハウジングは、上蓋、中蓋及び下蓋を有し、
上蓋は、中蓋の上部に対応し、下蓋は、中蓋の下部に対応し、中蓋内には、中蓋を、上チャンバーと下チャンバーに区画する隔板を設置し、前記空気質検査モジュールは、中蓋の上チャンバー内に設置し、
第一ファン及び第二ファンは、中蓋の下チャンバー内に設置し、主制御プリント基板は、中蓋の上チャンバー或いは下チャンバー内に設置され、隔板上には、第一チャネル及び第二チャネルに対応する2個の通孔を設置し、前記隔板には、主制御プリント基板と第一ファン、第二ファン或いは空気質検査モジュールを連接する通孔をさらに設置することを特徴とする、
請求項1に記載のデュアルチャネル空気質検査装置。
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