一种高采样率的空气质量检测装置制造方法及图纸

一种高采样率的空气质量检测装置，包括壳体，在壳体内设有风扇、光路风道组件和控制板，在控制板上设有MCU、分别与MCU连接的激光模组和信号采集电路，所述信号采集电路用于采集激光模组在光路风道组件中发射的激光束照射到微小颗粒物上反射的光信号，并且转化成电信号输出给MCU；其特征是：在光路风道组件内设有相互垂直的光路和风道，在壳体上对应风道一侧设有进风嘴，在进风嘴内设有与风道直通的进风孔，进风孔的横截面为圆角矩形，用于使进风气流截面形状与光束相吻合，从而使更多的气流通过激光光束。有益效果是：该装置能够使更多的粒子通过激光光束，提高了通过光束的粒子数量，并提高了采样效率和检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种高采样率的空气质量检测装置
本技术涉及一种检测装置，特别涉及一种高采样率的空气质量检测装置。
技术介绍
空气污染已成为影响人体健康的隐形杀手。人类68％的疾病与空气污染有关；由于室内空气中污染物的释放有持久性和不确定性的特点，因此随时随地关注居室中的微小粒子浓度非常重要。现有的检测技术已经趋近于成熟，然而受激光使用率等的限制，采样效率低一直是检测技术方面存在的差距。而且随着产品的使用时间加长，产品关键性器件的衰减导致产品一致性和准确性出现较大偏差，那么恒功率和恒转速的检测方案就显得尤为重要。市面的微小粒子检测系统，多台一致性和长期使用的稳定性都有很大欠缺，因此需要一种高采样率的恒功率恒转速检测系统的研发。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种能够提高采样效率和检测精度的高采样率的空气质量检测装置。本技术的技术方案如下：一种高采样率的空气质量检测装置，包括壳体，在壳体内设有风扇、光路风道组件和控制板，在控制板上设有MCU、分别与MCU连接的激光模组和信号采集电路，所述信号采集电路用于采集激光模组在光路风道组件中发射的激光束照射到微小颗粒物上反射的光信号，并且转化成电信号输出给MCU；其特征是：在光路风道组件内设有相互垂直的光路和风道，在壳体上对应风道一侧设有进风嘴，在进风嘴内设有与风道直通的进风孔，进风孔的横截面为圆角矩形，用于使进风气流截面形状与光束相吻合，从而使更多的气流通过激光光束。作为优选，所述光路风道组件为一个整体注塑件，使光路和风道连为一体，以降低安装难度，提高产品一致性。作为优选，所述光路采用椭圆形光阑，以提高激光利用率。作为优选，所述风道为长宽略大于进风孔尺寸的直线型矩形通道，风道出口与壳体内位于风扇进风口一侧内腔连通，以防止积尘。作为优选，在控制板上还设有激光恒功率驱动电路，该激光恒功率驱动电路包括依次连接的IV转换模块、比较放大电路、积分电路和驱动三极管；所述IV转换模块用于将激光模组的电流信号转换成电压信号，并输出反馈电压信号给比较放大电路；所述比较放大电路用于将输入的反馈电压信号与设定的基准电压信号进行比较放大，并将比较放大结果输出给积分电路；所述积分电路用于对输入的比较放大结果做积分运算处理，并将积分运算的结果输出给驱动三极管；所述驱动三极管用于将输入的微弱信号增强，并驱动激光管实现闭环控制，从而长时间的保持激光模组的恒功率。作为优选，所述风扇的PWM信号输入端和反馈频率端分别与MCU连接，使MCU根据采集到的风扇反馈频率来调节风扇的转动频率并检测风扇故障，使风扇达到转速恒定。作为优选，所述信号采集电路包括依次连接的光敏二极管、IV变换模块和二级放大模块；所述光敏二极管用于采集光路中反射的光信号，并且转化成电信号输出给IV变换模块；所述IV变换模块用于将光敏二极管的电流信号转换成电压信号，输出给二级放大模块；所述二级放大模块用于将输入的电压信号进行一定倍数的放大，并输出给MCU。作为优选，所述IV变换模块的信号输出端通过设在控制板上的导线与MCU的一个信号输入端连接，用于将IV变换模块转换输出的电压信号直接输出给MCU，用于实现光路故障检测并通过串口输出。本技术的有益效果是：由于在光路风道组件内设有相互垂直的光路和风道，在壳体上对应风道一侧设有进风嘴，在进风嘴内设有与风道直通的进风孔，进风孔的横截面为圆角矩形，而半导体激光模组所发射的激光束截面是椭圆形的，因此能够使进风气流截面形状与光束相吻合，由于随气流进入风道内的粒子具有一定的动能，所以在短距离内不会扩散，从而使更多的粒子通过激光光束，提高了通过光束的粒子数量，并提高了采样效率和检测精度。附图说明图1是本技术的立体结构示意图。图2是本技术的侧视图。图3是图2的A-A剖视图。图4是光路风道组件的结构示意图。图5是本技术的电路原理框图。图6是IV变换模块的电路原理图。图7是二级放大模块的电路原理图。图8是比较放大电路的电路原理图。图9是积分电路的电路原理图。图中：底壳1，风扇座101，光路风道组件2，风道201，光路202，检测孔203，激光模组插孔204，光陷阱腔205，进风嘴3，进风孔301，光敏二极管4，控制板5，接插件6，上盖7，排气口701，风扇8，矩形插孔9。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-图5所示，本技术涉及的一种高采样率的空气质量检测装置，包括壳体，壳体是由正方形底壳1和上盖7扣合而成，在壳体的底壳1内通过一体的风扇座101安装有风扇8，并在风扇座101一侧嵌入固定有光路风道组件2和控制板5。在光路风道组件2内设有相互垂直的光路202和风道201，所述光路风道组件2为一个整体注塑件，使光路和风道连为一体，以降低安装难度，提高产品一致性。在底壳1上对应风道一侧设有进风嘴3，在进风嘴3内设有与风道直通的进风孔301，进风孔301的横截面为圆角矩形，用于使进风气流截面形状与光束相吻合，从而使更多的气流通过激光光束。在上盖7上对应风扇8处设有内外二圈间断的环形排气口701，用于排出吸入的空气。所述光路采用椭圆形光阑，以提高激光利用率；所述风道为长宽略大于进风孔301尺寸的直线型矩形通道，风道出口与壳体内位于风扇8进风口一侧的所述风扇座101内腔直通，以防止积尘。在光路风道组件2上的风道顶部设有与光路垂直相通的检测孔203，用于光敏二极管4采集光信号。在光路风道组件2上对应所述光路的出口一端设有光陷阱腔205，光陷阱腔内壁对应光路的出口一侧为斜面，并在对应斜面的另一侧内壁上设有二个锯齿状齿牙，通过斜面将通过光路射入光陷阱腔内的光束反射到二个锯齿状齿牙内，从而使光束在光陷阱腔内部消耗掉，防止光束反射出来。所述控制板5通过螺钉固定在光路风道组件2上面，在控制板5上设有MCU、分别与MCU连接的电源模块、激光模组、信号采集电路和接插件6，所述激光模组插入到光路风道组件2的激光模组插孔204内，所述信号采集电路用于采集激光模组在光路风道组件2中发射的激光束照射到微小颗粒物上反射的光信号，并且转化成电信号输出给MCU。所述电源模块通过设在控制板5上的导线与风扇8电联接。在壳体上对应接插件6位置设有矩形插孔9。所述信号采集电路包括依次连接的光敏二极管4、IV变换模块和二级放大模块；所述光敏二极管4嵌入所述光路风道组件2内对应检测孔203上口，用于采集光路中反射的光信号，并且转化成电信号输出给IV变换模块。如图6所示，所述IV变换模块采用常规的IV转换电路，包括运算放大器U6，电阻R12、R13和R14，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高采样率的空气质量检测装置，包括壳体，在壳体内设有风扇、光路风道组件和控制板，在控制板上设有MCU、分别与MCU连接的激光模组和信号采集电路，所述信号采集电路用于采集激光模组在光路风道组件中发射的激光束照射到微小颗粒物上反射的光信号，并且转化成电信号输出给MCU；/n其特征是：在光路风道组件内设有相互垂直的光路和风道，在壳体上对应风道一侧设有进风嘴，在进风嘴内设有与风道直通的进风孔，进风孔的横截面为圆角矩形，用于使进风气流截面形状与光束相吻合，从而使更多的气流通过激光光束。/n

【技术特征摘要】
1.一种高采样率的空气质量检测装置，包括壳体，在壳体内设有风扇、光路风道组件和控制板，在控制板上设有MCU、分别与MCU连接的激光模组和信号采集电路，所述信号采集电路用于采集激光模组在光路风道组件中发射的激光束照射到微小颗粒物上反射的光信号，并且转化成电信号输出给MCU；
其特征是：在光路风道组件内设有相互垂直的光路和风道，在壳体上对应风道一侧设有进风嘴，在进风嘴内设有与风道直通的进风孔，进风孔的横截面为圆角矩形，用于使进风气流截面形状与光束相吻合，从而使更多的气流通过激光光束。


2.根据权利要求1所述的一种高采样率的空气质量检测装置，其特征是：所述光路风道组件为一个整体注塑件，使光路和风道连为一体，以降低安装难度，提高产品一致性。


3.根据权利要求1或2所述的一种高采样率的空气质量检测装置，其特征是：所述光路采用椭圆形光阑，以提高激光利用率。


4.根据权利要求3所述的一种高采样率的空气质量检测装置，其特征是：所述风道为长宽略大于进风孔尺寸的直线型矩形通道，风道出口与壳体内位于风扇进风口一侧内腔连通，以防止积尘。


5.根据权利要求1所述的一种高采样率的空气质量检测装置，其特征是：在控制板上还设有激光恒功率驱动电路，该激光恒功率驱动电路包括依次连接的IV转换模块、比较放大电路、积分电路和驱动三极管；所述IV转换模块用于将激...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙崴，王施宇，伏思燕，杨芳，
申请(专利权)人：锦州海伯伦汽车电子有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21