一種便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，尤其是一種便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，可應用于日常生活領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣質(zhì)量作為人們安全生活環(huán)境的指標之一，尤其是近年來中國空氣質(zhì)量日益變差，其得到的關(guān)注越來越大。在國內(nèi)市場上家用型甲醛等氣體檢測儀較多，但是由于這些儀器通常體積較大，并且只采用傳感器的檢測方式，因此使用存在局限性，而且對空氣質(zhì)量指標的檢測也比較單一，價格也不便宜。在國外市場，對空氣質(zhì)量指標檢測的儀器也很多，但是價格十分昂貴。
[0003]目前市場上不管是國內(nèi)的檢測儀和國外的檢測儀，共同的缺點有:(1)、儀器裝置的體積較大，不夠便攜，例如:只能放置于一個固定的地方，在家中，只能監(jiān)測家中空氣質(zhì)量，使用局限性較大，不夠靈活方便。⑵、儀器對于空氣質(zhì)量指標的測量比較單一，例如:有的儀器只能測量甲醛氣體，有的只能測量PM2.5，無法滿足用戶對于更多空氣質(zhì)量指標的要求。⑶、測量準確度不夠高?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測儀的實現(xiàn)大多只采用傳感器的方法實現(xiàn)，通過傳感器監(jiān)測空氣中的成分，然后反饋回處理器，最后由處理器將反饋信號處理之后給出相應的空氣質(zhì)量指標值。這種方法實現(xiàn)簡單，但是沒有其他的方式作為參照，無法進行優(yōu)化、修正空氣質(zhì)量指標值，造成了測量準確度的缺陷。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是了為克服市場上空氣質(zhì)量指標監(jiān)測單一、攜帶不便、造價昂貴等不足而提供的一種便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，該裝置采用了測量激光光源強弱的方式與傳感器技術(shù)相結(jié)合來實現(xiàn)空氣質(zhì)量指標的測量，具有穩(wěn)定度高和準確度高的特點。
[0005]實現(xiàn)本實用新型目的的具體技術(shù)方案是:
[0006]一種便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，該裝置包括:
[0007]激光發(fā)射模塊，提供空氣質(zhì)量監(jiān)測所需的照射光源；
[0008]前置光學透鏡組，與激光發(fā)射模塊光路連接，將激光發(fā)射模塊發(fā)出的點光源變成平行光源，照射空氣貯存腔體中的空氣；
[0009]空氣貯存腔體，貯存需要監(jiān)測的空氣，接受前置光學透鏡組的照射；
[0010]后置光學透鏡組，將經(jīng)過空氣貯存腔體之后的平行光源匯聚成點光源；
[0011]信號接收處理模塊，接收經(jīng)過后置光學透鏡組的點光源光強信號和本模塊中傳感器的反饋信號，并且將這兩種信號處理之后給出相應的空氣質(zhì)量指標；
[0012]空氣過濾片，設(shè)于空氣貯存腔體，過濾空氣中的可吸入顆粒物以進行分級，從而達到監(jiān)測空氣質(zhì)量不同指標的目的；
[0013]顯示屏輸出模塊，與信號接收處理模塊相連接，并驅(qū)動顯示屏顯示空氣質(zhì)量的指標數(shù)據(jù)；
[0014]電源供電模塊，分別與激光發(fā)射模塊、信號接收處理模塊及顯示屏輸出模塊連接，用于提供電源，并且通過充電接口充電；
[0015]便攜式外殼，固定裝置本體，用于裝置的佩戴或攜帶；
[0016]開關(guān)，與電源供電模塊連接，開啟和關(guān)閉裝置；其中:
[0017]所述信號接收處理模塊包括傳感器、激光接收器、信號幅值處理器、高速ADC電路及微控制器，所述傳感器、激光接收器連接信號幅值處理器，信號幅值處理器依次連接高速ADC電路及微控制器。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的特點和優(yōu)勢是:
[0019]⑴、攜帶方便:設(shè)計小巧，外觀形似手表，因此可以佩戴在身上，使用范圍廣。
[0020]⑵、檢測的空氣質(zhì)量指標種類多:由于有空氣過濾片、多級空氣貯存腔體以及傳感器的使用，可以檢測多種空氣質(zhì)量指標，不再局限于單一空氣質(zhì)量指標。
[0021]⑶、準確度高:由于采用了激光光路檢測方式結(jié)合傳感器的方法，兩種方式之間有了相互參照，可以對檢測結(jié)果進行相互優(yōu)化和修正，因而在準確度上有明顯的提升。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型外形圖；
[0023]圖2為本實用新型激光發(fā)射模塊與前置光學透鏡組之間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本實用新型后置光學透鏡組與信號接收模塊之間的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖5為本實用新型信號接收模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖6為本實用新型檢測原理示意圖，圖a為空氣較干凈；圖b為空氣較污濁；
[0028]圖7為本實用新型顯示屏顯示的信息示意圖。
【具體實施方式】
[0029]參閱圖1、圖4，本實用新型包括激光發(fā)射模塊1、前置光學透鏡組2、后置光學透鏡組4、信號接收模塊5、空氣貯存腔體3、空氣過濾片6、顯示屏模塊7、電源供電模塊8以及可佩戴式外殼9，其中:
[0030]激光發(fā)射模塊1:采用激光二極管驅(qū)動電路，以此驅(qū)動激光二極管發(fā)光作為檢測空氣的光源。該驅(qū)動電路具有成本低、功耗低等特點。
[0031]前置光學透鏡組2:用于將激光光源發(fā)射出來的點光源變成平行光源。
[0032]空氣貯存腔體3:用于貯存需要檢測的空氣。腔體分為三級，每一級中貯存的空氣均經(jīng)過不同的濾片過濾，以完成空氣質(zhì)量不同指標的檢測。
[0033]空氣過濾片6:用于過濾空氣中的可吸入顆粒物，以達到監(jiān)測空氣質(zhì)量不同指標的目的。例如，其中一個空氣貯存腔體中的空氣經(jīng)過過濾之后只剩PM2.5顆粒，以此在該空氣貯存腔體中檢測的空氣質(zhì)量指標為PM2.5。
[0034]后置光學透鏡組4:將經(jīng)過空氣貯存腔體3之后的平行光匯聚成點光源，以供后級模塊處理。
[0035]信號接收處理模塊5:用于接收經(jīng)過后置光學透鏡組的點光源光強信號和本模塊中傳感器的反饋信號，并且將這兩種信號處理之后給出相應的空氣質(zhì)量指標。
[0036]顯示屏模塊7:與信號接收處理模塊5相連接，并驅(qū)動顯示屏顯示空氣質(zhì)量的指標數(shù)據(jù)。
[0037]電源供電模塊8:提供供電電源。同時可通過充電接口 10為該模塊充電。
[0038]佩戴式外殼9:該外殼的設(shè)計與手表外殼類似，可以方便地佩戴在手腕上以實現(xiàn)可移動穿戴的功能，并且起到了一定的保護作用。
[0039]本實用新型的工作過程:
[0040]參閱圖1-3，激光發(fā)射模塊I中通過驅(qū)動電路使激光二極管13發(fā)出點光源，激光二極管13的位置需要放置在前置光學透鏡組2的焦點處，以此利用前置光學透鏡組2的特性將點光源變換成平行光源。為了檢測空氣中可吸入顆粒物的精確度，要求激光二極管13與前置光學透鏡組2之間為真空。當光源經(jīng)過空氣貯存腔體3之后通過后置光學透鏡組4匯聚成點光源，激光接收元件15需要放置在該點光源處，以此供信號處理電路判斷光強度，為了提高檢測空氣中可吸入顆粒物的精確度，同樣要求在后置光學透鏡組4與激光接收元件之間為真空。同時傳感器14需放置在后置光學透鏡組4之前，并使之暴露于空氣貯存腔體之中，以完成如二氧化硫、二氧化氮等的檢測，并反饋回信號處理電路。
[0041]參閱圖，4，激光發(fā)射模塊I中通過驅(qū)動電路使激光二極管發(fā)出點光源，經(jīng)過前置光學透鏡組2后變成平行光源，入射空氣貯存腔體3，再由后置光學透鏡組4將平行光源匯聚成點光源供信號接收模塊5處理與分析，最后將數(shù)據(jù)信息送到顯示屏顯示。其中電源供電模塊8負責為激光發(fā)射模塊1、信號接收模塊5和顯示屏模塊7供電。
[0042]參閱圖5，傳感器與激光接收器得到的信號均經(jīng)過信號幅值處理電路處理，以適應后續(xù)電路對信號幅值的要求，然后經(jīng)過高速ADC電路將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。最后由微控制器將數(shù)字量進行分析處理之后送去顯示屏顯示相應信息。
[0043]參閱圖6，該圖為本實用新型檢測空氣可吸入顆粒物這一空氣質(zhì)量指標原理示意圖。圖中帶箭頭實線表示平行光源，它是由激光發(fā)射模塊I所發(fā)出的點光源經(jīng)前置光學透鏡組2后得到的。不規(guī)則物體為空氣中的可吸入顆粒物。檢測原理如下:當空氣比較純凈，即空氣中顆粒物較少時，如圖(a)所示，平行光源經(jīng)過空氣貯存腔體后，其光強衰減有限；當空氣比較污濁，即空氣中顆粒物較多時，如圖(b)所示，平行光源經(jīng)過空氣貯存腔體后，其光強衰減較大。通過判斷最后經(jīng)過后置光學透鏡組4后的光強，以此得出空氣質(zhì)量指標的數(shù)據(jù)。
[0044]圖7為本實用新型顯示屏顯示的空氣質(zhì)量指標信息示意圖。
【主權(quán)項】
1.一種便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征在于該裝置包括: 激光發(fā)射模塊(I)，提供空氣質(zhì)量監(jiān)測所需的照射光源； 前置光學透鏡組(2)，與激光發(fā)射模塊(I)光路連接，將激光發(fā)射模塊(I)發(fā)出的點光源變成平行光源； 空氣貯存腔體(3)，貯存需要監(jiān)測的空氣，接受前置光學透鏡組(2)的照射； 后置光學透鏡組(4)，將經(jīng)過空氣貯存腔體(3)之后的平行光源匯聚成點光源； 信號接收處理模塊(5)，接收經(jīng)過后置光學透鏡組(4)的點光源光強信號和本模塊中傳感器的反饋信號，并將兩種信號處理之后給出相應的空氣質(zhì)量指標； 空氣過濾片(6 )，用于空氣貯存腔體(3 )，過濾空氣中的可吸入顆粒物以進行分級； 顯示屏輸出模塊(7)，與信號接收處理模塊(5)連接，并驅(qū)動顯示屏顯示空氣質(zhì)量的指標數(shù)據(jù)； 電源供電模塊(8)，分別與激光發(fā)射模塊(1)、信號接收處理模塊(5)及顯示屏輸出模塊(7 )連接，用于提供電源，并且通過充電接口( 10 )充電； 便攜式外殼(9)，固定裝置，用于裝置的佩戴或攜帶； 開關(guān)(12)，與電源供電模塊連接，開啟和關(guān)閉裝置；其中: 所述信號接收處理模塊(5)包括傳感器、激光接收器、信號幅值處理器、高速ADC電路及微控制器，所述傳感器、激光接收器連接信號幅值處理器，信號幅值處理器依次連接高速ADC電路及微控制器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，該裝置包括激光發(fā)射模塊、前置光學透鏡組、空氣貯存腔體、后置光學透鏡組、信號接收處理模塊、顯示屏模塊、電源供電模塊以及佩戴式的外殼；激光發(fā)射模塊發(fā)出激光照向待檢測的空氣，由于激光經(jīng)過空氣之后會有光強的變化，在接收端通過判斷光強去檢測空氣質(zhì)量指標，若空氣中顆粒物較多，即空氣越渾濁，則接收端得到的光強就弱；若空氣中顆粒物較少，即空氣越干凈，則接收端得到的光強就越強。同時通過空氣過濾片、多級空氣貯存腔體的設(shè)計以及傳感器的使用能夠?qū)崿F(xiàn)空氣質(zhì)量多種指標的檢測。本實用新型為可佩戴式設(shè)備，具有小巧輕便的特點，適用度更廣泛。
【IPC分類】G01N15-06
【公開號】CN204556454
【申請?zhí)枴緾N201520194869
【發(fā)明人】劉一清, 胡玉琛
【申請人】華東師范大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月2日