基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及室內(nèi)空氣顆粒物濃度檢測以及空氣凈化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置，包括空氣過濾箱以及檢測儀，所述空氣過濾箱主要包括箱體、風(fēng)機以及HEPA過濾網(wǎng)構(gòu)成，所述HEPA過濾網(wǎng)置于所述箱體的進風(fēng)口處，所述風(fēng)機設(shè)置在所述箱體的內(nèi)部；所述箱體的頂部設(shè)有插槽，所述插槽中的底部設(shè)有三線插口，所述檢測儀插入到所述插槽中，檢測儀底部的排線插入所述三線插口中。本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，使用方便靈活。
【專利說明】
基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及室內(nèi)空氣顆粒物濃度檢測以及空氣凈化領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)在取得驕人成績的同時環(huán)境問題猶如后遺癥般在人們身邊縈繞不去。近年來，由于霧霾問題的日益嚴重，人們對空氣質(zhì)量問題的關(guān)注程度也越來越高。大氣環(huán)境的治理不是一朝一夕的事，但人們又不甘忍受霧霾對健康的損害，于是室外戴口罩，室內(nèi)使用空氣凈化器成為越來越多家庭的選擇。
[0003]在顆粒物檢測方面:家用測量儀模塊出于成本和體積的限制，大多數(shù)方案都是采取定向發(fā)射LED光或者激光，通過測量流經(jīng)檢測區(qū)域空氣中顆粒物折射過后的光線變化來判斷顆粒物的含量，這種方法雖然量化的精確度無法和實驗室以及氣象環(huán)保機構(gòu)的專業(yè)化驗儀器比較，但是判斷空氣的污染程度還是有效的，目前家用產(chǎn)品基本都是采用此類測量方法。
[0004]在顆粒物過濾方面:目前市場上主流的過濾技術(shù)是HEPA濾網(wǎng)和靜電集塵技術(shù)兩種，HEPA過濾網(wǎng)對直徑為0.3微米的微?？蛇_99.97%的過濾效率，效果令人滿意，缺點是需要定期更換濾網(wǎng)，空氣透過濾網(wǎng)需要一定風(fēng)壓，所以風(fēng)機功率較大噪音也較大。靜電集塵技術(shù)通過電離讓顆粒物帶上電荷，在高壓靜電場中，帶電荷的顆粒物被吸附在相反極性的極板上，以達到高效吸塵的作用。金屬集塵板可清洗、無耗材、相對靜音，但是空氣高壓電離會廣生臭氧，有一定的副作用。
[0005]目前家用空氣凈化裝置都是一體式設(shè)計，顆粒物檢測和空氣過濾部分集成在一起，體積較大不便攜帶無法當作顆粒物檢測儀使用，當用戶想測量不同場所甚至戶外的顆粒物濃度時必須另行購買檢測儀，而且一旦一體式空氣過濾器的檢測模塊發(fā)生故障或老化，無法獲取數(shù)據(jù)或誤差變大，那么整個凈化裝置也無法正常使用，造成較大的浪費。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置，顆粒物檢測部分和空氣過濾部分能夠分離，便于獨立檢測和維修。
[0007]本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置，其特征在于:包括空氣過濾箱以及檢測儀，所述空氣過濾箱主要包括箱體、風(fēng)機以及HEPA過濾網(wǎng)構(gòu)成，所述HEPA過濾網(wǎng)置于所述箱體的進風(fēng)口處，所述風(fēng)機設(shè)置在所述箱體的內(nèi)部;所述箱體的頂部設(shè)有插槽，所述插槽中的底部設(shè)有三線插口，所述檢測儀插入到所述插槽中，檢測儀底部的排線插入所述三線插口中。
[0009]優(yōu)選地，所述檢測儀主要由單片機、電池模塊、灰塵檢測模塊以及液晶屏構(gòu)成，所述電池模塊用于為所述單片機供電，電池模塊的輸入端接12V電源線和GND地線;所述灰塵檢測模塊采用夏普顆粒物傳感器GP2Y1050AU，用于采集污染物信號，并將污染物信號傳送給所述單片機;所述單片機用于對污染物信號進行讀取處理，并根據(jù)污染情況輸出PWM調(diào)速信號給風(fēng)機;所述液晶屏用于將單片機處理后的信號進行顯示。
[0010]優(yōu)選地，所述箱體上部設(shè)有調(diào)速旋鈕。
[0011]本實用新型的有益效果是:本檢測儀小巧便攜，可以依靠內(nèi)部電池在脫機狀態(tài)下獨立工作，其通過顆粒物傳感器模塊采集顆粒物(包括PM2.5顆粒)濃度指數(shù)顯示在LED屏幕上；空氣過濾箱由HEPA過濾網(wǎng)和可調(diào)速風(fēng)機組成，機身上設(shè)有開關(guān)和調(diào)速旋鈕，用于在獨立工作時手動控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速;檢測儀可以通過專用接口(3線)插入HEPA網(wǎng)過濾箱協(xié)同工作，在室內(nèi)污染超過設(shè)定值的情況下，檢測儀控制風(fēng)機啟動并調(diào)整風(fēng)機轉(zhuǎn)速濾除室內(nèi)的顆粒物，而且在組合工作模式下過濾箱模塊可以給檢測模塊充電。本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，使用方便靈活。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2是圖1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖3是本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及較佳實施例詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。如圖1和圖2所示，一種基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置，包括空氣過濾箱以及檢測儀1，所述空氣過濾箱主要包括箱體2、風(fēng)機(直流或者交流無刷電機風(fēng)扇)以及HEPA過濾網(wǎng)3構(gòu)成，所述HEPA過濾網(wǎng)置于所述箱體的進風(fēng)口處，所述風(fēng)機設(shè)置在所述箱體的內(nèi)部;所述箱體的頂部設(shè)有插槽4，所述插槽中的底部設(shè)有三線插口，所述檢測儀插入到所述插槽中，檢測儀底部的排線插入所述三線插口中。所述箱體上部設(shè)有調(diào)速旋鈕5和開關(guān)6。
[0016]以直流PWM調(diào)速風(fēng)扇為例，市電需經(jīng)過變壓器得到12或24V直流電(以風(fēng)機工作電壓為準)用于驅(qū)動風(fēng)機，調(diào)速風(fēng)機有的使用四線連線(類似電腦散熱器風(fēng)扇)，除了 GND和12V線之外，還有一根調(diào)速線和一根測速線，把調(diào)速線接到過濾器和檢測模塊連接處插座的相應(yīng)接頭上，即可接收檢測模塊發(fā)出的轉(zhuǎn)速控制信號。此外當檢測儀脫機工作時，過濾箱配有電源開關(guān)和旋鈕可以調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。當然也可以采用調(diào)節(jié)電壓的方式實現(xiàn)風(fēng)機調(diào)速，功能一致只是實現(xiàn)方式不同。
[0017]如圖3所示，所述檢測儀主要由單片機(如51系列，Arduino等)、電池模塊、灰塵檢測模塊以及液晶屏(如12864液晶模塊)構(gòu)成，所述電池模塊用于為所述單片機供電，電池模塊的輸入端接I 2V電源線和GND地線；所述灰塵檢測模塊采用夏普顆粒物傳感器GP2Y1050AU，用于采集污染物信號，并將污染物信號傳送給所述單片機;所述單片機用于對污染物信號進行讀取處理，并根據(jù)污染情況輸出PWM調(diào)速信號給風(fēng)機;所述液晶屏用于將單片機處理后的信號進行顯示。
[0018]以夏普的顆粒物傳感器為例，根據(jù)說明書，其可以檢測0.Sum以上的顆粒物(PM2.5指直徑2.5um以內(nèi)的顆粒物)，單片機每隔0.2秒讀取一次傳感器的采樣數(shù)據(jù)，并根據(jù)檢測傳感器的說明文檔把讀數(shù)用公式計算得到顆粒物濃度指數(shù)，因為檢測組件中透氣孔洞比較小，對流經(jīng)空氣的透光率采樣會有一定波動，需要多次累加后取平均值或其他的濾波算法來得到比較穩(wěn)定和相對準確的數(shù)值。如30次累加和求平均，那么每6秒鐘會得到一個平均指數(shù)，然后在LED屏幕上顯示。這個平均指數(shù)可以再次累加平均，比如20次為一組，那么每2分鐘會得到一個二次平均后的讀數(shù)，根據(jù)這個讀數(shù)和預(yù)設(shè)的空氣污染指數(shù)區(qū)間表，判定當前室內(nèi)的空氣污染情況為:優(yōu)，良，輕度污染，中度污染，重度污染和嚴重污染六檔，并把相應(yīng)的文字輸出到LED屏幕上。最后根據(jù)污染程度，生成不同的電機轉(zhuǎn)速信號，通過檢測模塊底部的3線插口到過濾箱⑤上，插口中的3根線除了標準的12V和GND用于給檢測儀供電、充電之外，另一根線用于輸出電機調(diào)速控制信號(如PWM調(diào)速信號，或0-5V模擬信號以適應(yīng)不同的電機控制方式)。
[0019]本檢測儀小巧便攜，可以依靠內(nèi)部電池在脫機狀態(tài)下獨立工作，其通過顆粒物傳感器模塊采集顆粒物(包括PM2.5顆粒)濃度指數(shù)顯示在LED屏幕上；空氣過濾箱由HEPA過濾網(wǎng)和可調(diào)速風(fēng)機組成，機身上設(shè)有開關(guān)和調(diào)速旋鈕，用于在獨立工作時手動控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速;檢測儀可以通過專用接口(3線)插入HEPA網(wǎng)過濾箱協(xié)同工作，在室內(nèi)污染超過設(shè)定值的情況下，檢測儀控制風(fēng)機啟動并調(diào)整風(fēng)機轉(zhuǎn)速濾除室內(nèi)的顆粒物，而且在組合工作模式下過濾箱模塊可以給檢測模塊充電。本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，使用方便靈活。
[0020]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置，其特征在于:包括空氣過濾箱以及檢測儀，所述空氣過濾箱主要包括箱體、風(fēng)機以及HEPA過濾網(wǎng)構(gòu)成，所述HEPA過濾網(wǎng)置于所述箱體的進風(fēng)口處，所述風(fēng)機設(shè)置在所述箱體的內(nèi)部;所述箱體的頂部設(shè)有插槽，所述插槽中的底部設(shè)有三線插口，所述檢測儀插入到所述插槽中，檢測儀底部的排線插入所述三線插口中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置，其特征在于:所述檢測儀主要由單片機、電池模塊、灰塵檢測模塊以及液晶屏構(gòu)成，所述電池模塊用于為所述單片機供電，電池模塊的輸入端接12V電源線和GND地線;所述灰塵檢測模塊采用夏普顆粒物傳感器GP2Y1050AU，用于采集污染物信號，并將污染物信號傳送給所述單片機;所述單片機用于對污染物信號進行讀取處理，并根據(jù)污染情況輸出PWM調(diào)速信號給風(fēng)機;所述液晶屏用于將單片機處理后的信號進行顯示。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機的分體式空氣顆粒物測量和智能過濾裝置，其特征在于:所述箱體上部設(shè)有調(diào)速旋鈕。
【文檔編號】F24F11/02GK205536208SQ201620099389
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月1日
【發(fā)明人】王剛
【申請人】天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院