一种改进的便携式PM2.5检测仪制造技术

本发明专利技术涉及一种改进的便携式PM2.5检测仪，所述PM2.5切割头通过所述测试腔与所述石英微天平相连接，所述进气道设置在所述箱体的顶部，且一端穿过所述箱体与所述PM2.5切割头相连通，用于将箱体外的空气导入所述PM2.5切割头内；所述PM2.5切割头内设有第一碰撞面及第二碰撞面，所述第一碰撞面与所述第二碰撞面为一体成型结构，所述通气道的一端头与所述第二碰撞面相连接，另一端头穿过所述PM2.5切割头进入所述测试腔内，且位于所述石英微天平的正上方；所述清洗道与所述测试腔相连通，所述动力装置设置在所述清洗道上。本发明专利技术可以方便地被携带到需要测量的场地实时实地检测PM2.5，可以使用石英微天平称量气体中粉尘密度或者颗粒物重量，并利用动力装置吸入被检测气体。

【技术实现步骤摘要】
—种改进的便携式PM2.5检测仪
本专利技术涉及一种改进的便携式PM2.5检测仪。
技术介绍
石英晶体微天平(QCM)最基本的原理是利用了石英晶体的压电效应:石英晶体内部每个晶格在不受外力作用时呈正六边形，若在晶片的两侧施加机械压力，会使晶格的电荷中心发生偏移而极化，则在晶片相应的方向上将产生电场；反之，若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，这种现象称为压电谐振。它其实与LC回路的谐振现象十分相似:当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，一般约几个PF到几十PF ；当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效，一般L的值为几十mH到几百mH。由此就构成了石英晶体微天平的振荡器，电路的振荡频率等于石英晶体振荡片的谐振频率，再通过主机将测得的谐振频率转化为电信号输出。由于晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。 1959年Sauerbrey在假定外加持量均匀刚性地附着于QCM的金电极表面的条件下，得出了 QCM的谐振频率变化与外加质量成正比的结论。对于刚性沉积物，晶体振荡频率变化Λ F正比于工作电极上沉积物的质量改变Λ M0通过这一关系式可得到QCM电极表面的质量变化。 QCM主要由石英晶体传感器、信号检测和数据处理等部分组成。石英晶体传感器的基本构成大致是:从一块石英晶体上沿着与石英晶体主光轴成35° 15’切割(AT — CUT)得到石英晶体振荡片，在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，石英晶体夹在两片电极中间形成三明治结构。在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。 石英称重天平的灵敏度是从Sauerbrey方程得来,石英振荡天平频率变化值Λ F和质量变化值Λ M有如下的关系:AF = Cf.AM，其中Λ F为石英天平观察到的称重物质前后频率变化值，Λ M为石英天平观察到的称重物质前后质量变化值，Cf为石英天平称量物质质量时的恒定系数。从上述公式上看，QCM的灵敏度是由Cf决定的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单，携带方便的改进的便携式ΡΜ2.5检测仪。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种改进的便携式ΡΜ2.5检测仪，包括箱体、ΡΜ2.5切割头、测试腔、石英微天平、进气道、PMlO切割顶盖、通气道、清洗道及动力装置，所述PM2.5切割头、测试腔及石英微天平均设置在所述箱体内，且所述PM2.5切割头通过所述测试腔与所述石英微天平相连接，所述进气道设置在所述箱体的顶部，且一端穿过所述箱体与所述PM2.5切割头相连通，用于将箱体外的空气导入所述PM2.5切割头内；所述PMlO切割顶盖设置在所述进气道的顶部，所述PM2.5切割头内设有第一碰撞面及第二碰撞面，所述第一碰撞面与所述第二碰撞面为一体成型结构，且所述第二碰撞面设置在所述第一碰撞面的下部，所述第一碰撞面位于所述进气道的正下方；所述第一碰撞面及第二碰撞面通过固定杆与所述PM2.5切割头的内壁固定连接；所述通气道的一端头与所述第二碰撞面相连接，另一端头穿过所述PM2.5切割头进入所述测试腔内，且位于所述石英微天平的正上方；所述清洗道与所述测试腔相连通，所述动力装置设置在所述清洗道上；其中， 所述第一碰撞面的形状呈凹形，所述石英微天平的上表面为敏感表面。 本专利技术的有益效果是: 本专利技术改进的便携式PM2.5检测仪可以很方便地被携带到需要测量的场地实时实地检测PM2.5，本专利技术不需要过滤网，减少操作程序，减少维护时间和成本。可以使用石英微天平称量气体中粉尘密度或者颗粒物重量，并利用动力装置吸入被检测气体。 在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。 进一步，所述进气道与所述PM2.5切割头的连接、所述PM2.5切割头与所述测试腔的连接以及所述测试腔与所述石英微天平的连接均是通过螺纹相连接。 进一步，所述改进的便携式PM2.5检测仪还包括第一阀门，所述第一阀门设在位于所述测试腔内的所述通气道内，且靠近所述通气道的端头。 采用上述进一步方案的有益效果是，关闭第一阀门，使气泵反向流动，这时气流就会瞬间把敏感表面表面收集的颗粒吹散到空气中，使石英微天平的频率有个瞬间的变化。 进一步，所述改进的便携式PM2.5检测仪还包括第二阀门，所述第二阀门设置在所述测试腔上，且靠近所述清洗道。 进一步，所述改进的便携式PM2.5检测仪还包括第三阀门，所述第三阀门设置在所述PM2.5切割头的底部。 进一步，所述动力装置为气泵或者风扇。 进一步，所述清洗道与所述石英微天平的敏感表面形成的夹角小于180°，大于90。。 所述清洗道与所述石英微天平的敏感表面形成的夹角越大于90度，排气的效果越好。 进一步，所述PMlO切割顶盖呈圆锥形，且其底壁上设有呈蜂窝状排列的小孔，用于过滤PMlO以上的颗粒。 进一步，所述箱体内设有数据处理单元及数据存储单元，所述箱体的侧壁上设有显示器及稳压电源，所述数据处理单元、所述数据存储单元及显示器均通过控制电路与所述稳压电源电连接，所述数据处理单元用于采集所述改进的便携式PM2.5检测仪检测到的数据，所述数据存储单元将采集到的数据进行存储，并通过所述显示器显示出来。 所述数据处理单元为有线GPRS、无线GPRS、WIF1、兰牙或ZIGBEE中的任意一种。 【附图说明】 图1为本专利技术改进的便携式PM2.5检测仪的整体结构示意图； 图2为图1的前视图； 图3为本专利技术改进的便携式PM2.5检测仪测试时的内部结构示意图； 图4为本专利技术改进的便携式PM2.5检测仪清洗时的内部结构示意图； 图5为本专利技术改进的便携式PM2.5检测仪的控制电路框图； 图6为本专利技术改进的便携式PM2.5检测仪的信号与时间的变化曲线图；每一个锯齿代表一次测试。 附图中，各标号所代表的部件列表如下: 1、箱体，2、PM2.5切割头，2_1、第一碰撞面，2_2、第二碰撞面，2_3、固定杆，3、测试腔，4、石英微天平，4-1、敏感表面，5、进气道，6、通气道，7、清洗道，8、动力装置，9、第一阀门，10、第二阀门，11、第三阀门，12、稳压电源，13、数据处理单元，14、显示器，15、PMlO切割顶盖，16、数据存储单元。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。 一种改进的便携式PM2.5检测仪，如图1至图4所示，包括箱体1、PM2.5切割头2、测试腔3、石英微天平4、进气道5、PMlO切割顶盖15、通气道6、清洗道7及动力装置8，所述PM2.5切割头2、测试腔3及石英微天平4均设置在所述箱体I内，且所述PM2.5切割头2通过所述测试腔3与所述石英微天本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的便携式PM2.5检测仪，其特征在于：包括箱体、PM2.5切割头、测试腔、石英微天平、进气道、PM10切割顶盖、通气道、清洗道及动力装置，所述PM2.5切割头、测试腔及石英微天平均设置在所述箱体内，且所述PM2.5切割头通过所述测试腔与所述石英微天平相连接，所述进气道设置在所述箱体的顶部，且一端穿过所述箱体与所述PM2.5切割头相连通，用于将箱体外的空气导入所述PM2.5切割头内；所述PM10切割顶盖设置在所述进气道的顶部，所述PM2.5切割头内设有第一碰撞面及第二碰撞面，所述第一碰撞面与所述第二碰撞面为一体成型结构，且所述第二碰撞面设置在所述第一碰撞面的下部，所述第一碰撞面位于所述进气道的正下方；所述第一碰撞面及第二碰撞面通过固定杆与所述PM2.5切割头的内壁固定连接；所述通气道的一端头与所述第二碰撞面相连接，另一端头穿过所述PM2.5切割头进入所述测试腔内，且位于所述石英微天平的正上方；所述清洗道与所述测试腔相连通，所述动力装置设置在所述清洗道上；其中，所述第一碰撞面的形状呈凹形，所述石英微天平的上表面为敏感表面。

【技术特征摘要】
2013.12.19 US 61/963,9131.一种改进的便携式PM2.5检测仪，其特征在于:包括箱体、PM2.5切割头、测试腔、石英微天平、进气道、PMlO切割顶盖、通气道、清洗道及动力装置，所述PM2.5切割头、测试腔及石英微天平均设置在所述箱体内，且所述PM2.5切割头通过所述测试腔与所述石英微天平相连接，所述进气道设置在所述箱体的顶部，且一端穿过所述箱体与所述PM2.5切割头相连通，用于将箱体外的空气导入所述PM2.5切割头内；所述PMlO切割顶盖设置在所述进气道的顶部，所述PM2.5切割头内设有第一碰撞面及第二碰撞面，所述第一碰撞面与所述第二碰撞面为一体成型结构，且所述第二碰撞面设置在所述第一碰撞面的下部，所述第一碰撞面位于所述进气道的正下方；所述第一碰撞面及第二碰撞面通过固定杆与所述PM2.5切割头的内壁固定连接；所述通气道的一端头与所述第二碰撞面相连接，另一端头穿过所述PM2.5切割头进入所述测试腔内，且位于所述石英微天平的正上方；所述清洗道与所述测试腔相连通，所述动力装置设置在所述清洗道上；其中， 所述第一碰撞面的形状呈凹形，所述石英微天平的上表面为敏感表面。2.根据权利要求1所述的改进的便携式PM2.5检测仪，其特征在于:所述进气道与所述PM2.5切割头的连接、所述PM2.5切割头与所述测试腔的连接以及所述测试腔与所述石英微天平的连接均是通过螺纹相连接。3.根据权利要求1所述的改进的便携式PM2.5检测仪，其特征在于:所述改进的便携式PM2.5检测仪还包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·刘，克莉丝汀·刘，李革，
申请(专利权)人：北京至感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11