低功耗快速甲醛檢測(cè)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及甲醛氣體檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是涉及一種低功耗快速甲醛檢測(cè)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)一直是世界關(guān)注的重大課題。環(huán)境質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到人類生命健康與否，關(guān)系到人類生活水平的高低。有毒氣體的檢測(cè)是環(huán)境檢測(cè)中至關(guān)重要的一部分。甲醛是一種無(wú)色、有強(qiáng)烈刺激型氣味的氣體。易溶于水、醇和醚。甲醛對(duì)人類健康危害主要有以下幾個(gè)方面:
[0003]a、刺激作用:甲醛的主要危害表現(xiàn)為對(duì)皮膚黏膜的刺激作用，甲醛是原漿毒物質(zhì)，能與蛋白質(zhì)結(jié)合、高濃度吸入時(shí)出現(xiàn)呼吸道嚴(yán)重的刺激和水腫、眼刺激、頭痛。
[0004]b、致敏作用:皮膚直接接觸甲醛可引起過(guò)敏性皮炎、色斑、壞死，吸入高濃度甲醛時(shí)可誘發(fā)支氣管哮喘。
[0005]C、致突變作用:高濃度甲醛還是一種基因毒性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)室高濃度吸入的情況下，可引起鼻咽腫瘤。
[0006]由于甲醛氣體對(duì)人類健康的危害巨大，甲醛檢測(cè)一起的研制十分必要，并且具有時(shí)代意義?，F(xiàn)有甲醛的測(cè)定方法一般分為化學(xué)法和儀器法。化學(xué)法主要有酚試劑比色法、乙酰丙酮比色法、變色酸比色法、鹽酸副玫瑰苯胺比色法、4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂(簡(jiǎn)稱AHMT)比色法等。儀器法主要包括氣相色譜法、高效液相色譜法、極譜法、電化學(xué)法等。
[0007]這些方法均需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間采樣，其測(cè)定結(jié)果是一小時(shí)的均值，分析周期長(zhǎng)，操作繁瑣，檢測(cè)儀價(jià)格昂貴、檢測(cè)精度低、易受外界干擾，而且不能連續(xù)觀察數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低功耗快速甲醛檢測(cè)設(shè)備，利用現(xiàn)代傳感器技術(shù)與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)甲醛參數(shù)的快速高精度智能化檢測(cè)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案:低功耗快速甲醛檢測(cè)設(shè)備，包括甲醛檢測(cè)儀和與所述甲醛檢測(cè)儀無(wú)線通信的智能終端設(shè)備，所述甲醛檢測(cè)儀包括:
[0010]ARM 處理器；
[0011]與所述ARM處理器相連的吸氣控制單元及其輸入端與所述吸氣控制單元相連的吸氣泵，所述吸氣控制單元在所述ARM處理器的控制下驅(qū)動(dòng)吸氣泵吸入外部空氣；
[0012]與所述吸氣泵相連的氣流室，所述氣流室內(nèi)包括電化學(xué)傳感器和溫度傳感器，分別用于采集所述氣流室內(nèi)甲醛氣體的濃度和溫度信號(hào)；
[0013]分別與所述電化學(xué)傳感器和溫度傳感器相連且均接入到所述ARM處理器的第一信號(hào)調(diào)理單元和第二信號(hào)調(diào)理單元，用于分別調(diào)理接收到的所述甲醛濃度和氣體溫度信號(hào)，并將其發(fā)送給所述ARM處理器計(jì)算出氣流室內(nèi)甲醛的濃度和溫度；
[0014]與所述ARM處理器相連的3G監(jiān)測(cè)/報(bào)警單元、WiFi模塊、聲光報(bào)警單元和標(biāo)定設(shè)置按鍵，所述聲光報(bào)警單元用于在甲醛濃度超標(biāo)時(shí)同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，所述標(biāo)定設(shè)置按鍵用于一鍵標(biāo)定整個(gè)儀器的檢測(cè)精度；
[0015]所述智能終端設(shè)備通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)與所述3G監(jiān)測(cè)/報(bào)警單元無(wú)線通信及與所述WiFi模塊無(wú)線通信，所述智能終端設(shè)備用于接收并分析處理由所述3G監(jiān)測(cè)/報(bào)警單元和WiFi模塊傳輸過(guò)來(lái)的甲醛濃度數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給所述ARM處理器。
[0016]進(jìn)一步地，還包括與所述氣流室、ARM處理器和聲光報(bào)警單元均相連的供電/充電單元。所述供電/充電單元包括聚合物鋰電池、輸出端與所述聚合物鋰電池相連的充電管理模塊、與所述聚合物鋰電池的輸出端相連的升壓模塊和降壓模塊，以及與所述升壓模塊的輸出端或與所述降壓模塊的輸出端相連的穩(wěn)壓模塊。
[0017]進(jìn)一步地，還包括與所述ARM處理器相連的顯示器，所述顯示器用于實(shí)時(shí)顯示出所述ARM處理器計(jì)算出的數(shù)據(jù)參數(shù)，所述數(shù)據(jù)參數(shù)包括甲醛的濃度、溫度、時(shí)間、電池電量、3G網(wǎng)絡(luò)型號(hào)強(qiáng)度。顯示器可選用LCM顯示器。
[0018]優(yōu)選地，所述標(biāo)定設(shè)置按鍵包括用于實(shí)現(xiàn)檢測(cè)儀的一鍵標(biāo)定功能的一鍵標(biāo)定按鍵、用于實(shí)現(xiàn)確認(rèn)功能的確認(rèn)按鍵以及用于實(shí)現(xiàn)選擇功能的第一選擇按鍵和第二選擇按鍵。
[0019]優(yōu)選地，所述電化學(xué)傳感器包括甲醛傳感器和所述甲醛傳感器的外圍電路。所述甲醛傳感器采用MQ138，所述MQ138至少包括第一、第二……第六6個(gè)引腳，所述第一和第二引腳接電源VCC ;所述甲醛傳感器的外圍電路包括:
[0020]連接所述ARM處理器端口的第一電阻；
[0021]與所述第一電阻串聯(lián)的、且一端接電源VCC的第二電阻；
[0022]三極管和第三電阻，所述三極管的基極接于所述第一、第二電阻之間，發(fā)射極與第二電阻連接電源VCC的一端相連，集電極通過(guò)所述第三電阻接地且其還與所述甲醛傳感器的第三和第四引腳相連；
[0023]第四電阻和第五電阻，所述第四電阻的一端接所述甲醛傳感器的第五和第六引腳，另一端與所述第五電阻串聯(lián)后接地，且所述第四電阻和第五電阻之間接入一用于采集甲醛濃度信號(hào)的AD采集口 ；
[0024]電容，所述電容并聯(lián)在所述第五電阻兩端，且與所述AD采集口相連。
[0025]優(yōu)選地，所述智能終端設(shè)備至少與一臺(tái)所述甲醛檢測(cè)儀無(wú)線通信，即可接受多臺(tái)低功耗快速甲醛檢測(cè)儀同時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)的處理和報(bào)警。
[0026]且，智能終端設(shè)備內(nèi)裝有多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)一種甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同環(huán)境下甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析，滿足甲醛檢測(cè)儀的在各類環(huán)境的使用，如對(duì)車(chē)內(nèi)甲醛檢測(cè)、室內(nèi)甲醛檢測(cè)、特定環(huán)境檢測(cè)等。智能終端設(shè)備可以是服務(wù)器、電腦、手機(jī)、ipad、以及一切裝有安卓、1S系統(tǒng)的電子設(shè)備。
[0027]優(yōu)選地，所述聲光報(bào)警單元由LED燈和蜂鳴器組成，能夠完成聲光的同時(shí)報(bào)警。
[0028]優(yōu)選地，所述3G監(jiān)測(cè)/報(bào)警單元通過(guò)WCDMA網(wǎng)絡(luò)與所述智能終端設(shè)備無(wú)線通信，實(shí)現(xiàn)與智能終端設(shè)備的遠(yuǎn)程通信。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]1、本發(fā)明采用傳感器與無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)甲醛參數(shù)數(shù)據(jù)的快速高精度檢測(cè)，并且可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間不間斷測(cè)量，具有現(xiàn)實(shí)社會(huì)意義，產(chǎn)生的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)十分顯著。
[0031]2、本發(fā)明采用了低功耗的ARM處理器和電化學(xué)傳感器，有效的提高了測(cè)量的速度、測(cè)量精度、測(cè)量范圍，能夠滿足各類環(huán)境的測(cè)量，快速的給出測(cè)量結(jié)果。
[0032]3、本發(fā)明采用了吸氣泵和氣流室的組合，提高儀器的抗干擾性，提高了測(cè)量的可靠性。
[0033]4、本發(fā)明采用了現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)時(shí)與遠(yuǎn)程終端相連，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)各類環(huán)境中甲醛含量是否合格做出判斷，并且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。
[0034]5、本發(fā)明智能終端通過(guò)運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，方便了對(duì)甲醛值測(cè)量的保存和查詢，并且可以多臺(tái)同時(shí)測(cè)量，大大的提高了效率。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是本發(fā)明低功耗快速甲醛檢測(cè)設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明電化學(xué)傳感器的電路原理示意圖；
[0037]圖3是本發(fā)明鋰電池供電/充電單元的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0039]本發(fā)明揭示了一種低功耗快速甲醛檢測(cè)設(shè)備，以測(cè)量甲醛數(shù)據(jù)為主，利用現(xiàn)代傳感器技術(shù)和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)甲醛參數(shù)數(shù)據(jù)的快速、高精度、智能化檢測(cè)，并且可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間不間斷測(cè)量。
[0040]本發(fā)明所揭示的一種低功耗快速甲醛檢測(cè)設(shè)備，包括甲醛檢測(cè)儀和與甲醛檢測(cè)儀無(wú)線通信的智能終端設(shè)備，智能終端設(shè)備用于實(shí)時(shí)接收并分析處理由甲醛檢測(cè)儀傳輸過(guò)來(lái)的甲醛參數(shù)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)反饋處理結(jié)果給甲醛檢測(cè)儀。
[0041]如圖1所示，甲醛檢測(cè)儀包括ARM處理器、吸氣控制單元、吸氣泵、氣流室、氣流室內(nèi)的電化學(xué)傳感器、溫度傳感器、第一信號(hào)調(diào)理單元、第二信號(hào)調(diào)理單元、3G監(jiān)測(cè)/報(bào)警單元、WiFi模塊、聲光報(bào)警單元、標(biāo)定設(shè)置按鍵、顯示器和供電/充電單元，吸氣控制單元一端與ARM處理器相連，另一端與吸氣泵相連，吸氣泵的另一端與氣流室相連，吸氣控制單元在ARM處理器的精確控制下驅(qū)動(dòng)吸氣泵將外部空氣吸入氣流室內(nèi)，外部空氣的吸入量精確可控，以保證氣流室內(nèi)的傳感器能夠采集到足夠多的甲醛氣體。ARM處理器可采用ST公司的低功耗處理器STM32F429VG。
[0042]電化學(xué)傳感器和溫度傳感器的輸出端分別通過(guò)各自的信號(hào)調(diào)理單元(即第一信號(hào)調(diào)理單元和第二信號(hào)調(diào)理單元)接入到ARM處理器，分別用于采集氣流室內(nèi)甲醛氣體的濃度和溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給ARM處理器。氣體溫度的測(cè)量主要為了更精確的獲得甲醛濃度，在數(shù)據(jù)處理算法中加入溫度補(bǔ)償。
[0043]具體地，如圖2所示，電化學(xué)傳感器包括甲醛傳感器和甲醛傳感器的外圍電路，甲醛傳感器可采用MQ138傳感器，MQ138傳感器具有6個(gè)引腳，分別是引腳1、引腳2……引腳6。甲醛傳感器的外圍電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、三極管Ql和電容Cl，第一電阻Rl與第二電阻R2串聯(lián)，且其一端接處理器STM32F429VG的PB12端口，另一端與第二電阻R2和三極管Ql的基極B相連，第二電阻R2的另一端接5V電源以及三極管