專利名稱：空氣質量監測及自動優化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及臭氧檢測器，特別涉及間歇降溫工作的臭氧檢測器，尤其涉及采用臭氧檢測器進行空氣質量監測及自動優化的裝置。
背景技術：
臭氧具有十分良好的空氣凈化作用，空氣中臭氧的濃度在0.025-0.05ppm時為最佳，過高的濃度對人體是有害的。空氣中臭氧濃度達0.01～0.02ppm時人們即可嗅到，濃度達1ppm時可引起呼吸加速，胸悶等癥狀，在2.5～5ppm時即會引起脈搏加速、頭痛，停留1小時以上可發生肺氣腫。工作現場空氣中容許的閾限值為0.15ppm。因此，控制合適的臭氧發生濃度就是一個重要的問題。為此專利號00207155的中國專利公開了一種名為“臭氧濃度自動檢測器”的技術方案，該方案的核心是臭氧傳感器的燈絲恒流供電，以減小臭氧傳感器在長時間工作時的工作點漂移。但眾所周知，采用常見旁熱式氣體傳感器，即便是恒流加熱，在長時間工作后，其工作點不可避免地仍會漂移，質量差的傳感器漂移更加厲害。
發明內容
本實用新型所要解決的問題就是為了避免上述現有技術的不足而提出一種空氣質量監測及自動優化裝置，本實用新型的設置了兩只氣體傳感器，分別檢測臭氧和空氣，其中空氣傳感器始終對空氣質量進行檢測，而臭氧傳感器則間歇式的被降溫以減少其工作點漂移，兩只傳感器配合工作，使臭氧發生器在空氣污濁時產生臭氧，在空氣質量變好時關閉，準確控制空氣中臭氧的含量。
本實用新型解決上述技術問題可以通過采用以下技術方案來實現設計制造一種空氣質量監測及自動優化裝置，包括臭氧發生單元、直流低壓電源電路，振蕩發生電路，尤其是還包括直流高壓電源電路、臭氧檢測電路、空氣質量檢測電路和檢測輸出電路；所述臭氧檢測電路包括臭氧傳感器，所述空氣質量檢測電路包括空氣傳感器；所述臭氧傳感器和空氣傳感器的輸出端通過第2運算放大器和電位檢測顯示芯片及相關電路經檢測輸出電路中的第3晶體管接入振蕩發生電路，控制振蕩的產生和停止，也就是控制臭氧的發生和停止。
所述臭氧傳感器的信號輸出端通過兩只電阻分別接第1運算放大器的反相輸入端和第2運算放大器的同相輸入端。
所述第1運算放大器的輸出端通過電阻、二極管接第1晶體管的基極，該晶體管的集電極接風扇。
所述風扇設置在就近吹到臭氧傳感器的位置。
所述第1運算放大器的同相輸入端接在由兩只電阻構成的分壓點上，第2運算放大器的反相輸入端接在由兩只電阻構成的分壓點上。
所述空氣傳感器的輸出端接入電位檢測顯示芯片的檢測輸入端，第4晶體管的基極接在電位檢測顯示芯片的一個輸出端上。
所述第4晶體管的集電極接繼電器，繼電器的動合觸點接在電源正極和第2晶體管的發射極之間。
所述直流高壓電源電路包括雙向晶閘管、觸發二極管及包括兩只電阻、一只電容和可調電阻的觸發電路。
所述直流高壓電源電路還包括一整流橋，直流電壓的正極接臭氧發生單元輸出變壓器初級的一端。
所述為第1運算放大器的同相輸入端分壓的兩只電阻和為第2運算放大器的反相輸入端分壓的兩只電阻都各并聯一熱敏電阻。
與現有技術相比較，本實用新型設置了兩只氣體傳感器，分別檢測臭氧和空氣，其中空氣傳感器始終對空氣質量進行檢測，而臭氧傳感器則間歇式的被降溫以減少其工作點漂移，兩只傳感器配合工作，使臭氧發生器在空氣污濁時產生臭氧，在空氣質量變好時關閉，準確控制空氣中臭氧的含量。
本實用新型的電路采用一系列的溫度補償措施，達到較好的防漂移作用，亦保障臭氧傳感器能力得到恢復。
本實用新型臭氧發生器電路輸出級采用無電源變壓器供電，市電220V由可控硅控制為110V輸出。經整流濾波，直接加入輸出級，使電路工作效率提高，功率輸出大，適用于空間空氣凈化及中小型場所殺菌、消毒。
本實用新型電路的特點是體積小，重量輕，功率大，節約成本。
圖1是本實用新型空氣質量監測及自動優化裝置空氣和臭氧檢測部分的電原理圖；圖2是本實用新型所述裝置臭氧發生部分的電原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的最佳實施例作進一步詳盡的說明。參照圖1和圖2，設計制造一種空氣質量監測及自動優化裝置，包括臭氧發生單元50、直流低壓電源電路60，振蕩發生電路40，尤其是還包括直流高壓電源電路70、臭氧檢測電路10、空氣質量檢測電路20和檢測輸出電路30；所述臭氧檢測電路10包括臭氧傳感器S1，所述空氣質量檢測電路20包括空氣傳感器S2；所述臭氧傳感器S1和空氣傳感器S2的輸出端通過運算放大器O2和電位檢測顯示芯片U1及相關電路經檢測輸出電路30中的晶體管Q3接入振蕩發生電路40，控制振蕩的產生和停止。
所述臭氧傳感器S1的信號輸出端通過電阻R104、R101分別接運算放大器O1的反相輸入端和運算放大器O2的同相輸入端。
所述運算放大器O1的輸出端通過電阻R109、二極管D3接晶體管Q1的基極，晶體管Q1的集電極接風扇F1。
所述風扇F1設置在就近吹到臭氧傳感器S1的位置。
所述運算放大器O1的同相輸入端接在由電阻R105和R106構成的分壓點上；所述運算放大器O2的反相輸入端接在由電阻R102和R103構成的分壓點上。
所述空氣傳感器S2的輸出端接入電位檢測顯示芯片U1的檢測輸入端，晶體管Q4的基極接在電位檢測顯示芯片U1的一個輸出端上。
所述晶體管Q4的集電極接繼電器J1，繼電器J1的動合觸點J1-1接在電源VCC和晶體管Q2的發射極之間。
所述直流高壓電源電路70包括雙向晶閘管Q20、觸發二極管D201及包括電阻R202、R203、電容C202和可調電阻VR1的觸發電路。
所述直流高壓電源電路70還包括由D31～D34構成的整流橋，直流電壓的正極接臭氧發生單元50輸出變壓器T3初級的一端。
所述為第1運算放大器的同相輸入端分壓的兩只電阻R105、R106和為第2運算放大器的反相輸入端分壓的兩只電阻R102、R103分別并聯熱敏電阻RT1～RT4。
本實用新型的工作原理是這樣的接通電源，空氣質量檢測電路20開始工作，其工作過程為傳感器S2通電后，由于不同的空氣指數，其產生的電壓不一。當空氣在B級時其的感應端阻值很小，因而在S2上的降壓亦很小，在VR202上的電壓升高。該電壓由VR202的上端，加入電位檢測顯示芯片U1的5腳，U1內部運放電路放大驅動輸出，使相應的發光二極管D5～D14發光，作空氣指數指示。當空氣越差，其發光二極管亮的個數越多，而在C級時，幾乎10個發光二極管全亮。當空氣為A級時，發生二極管只亮2-3個燈，而此同時Q4從第四個發光二極管D8處取一電壓作為基極偏置。當發光二極管D8發亮時，其負端電位很低，相當于Q4發射結加上正偏而飽和導通，繼電器J1有電流流通，使J1-1吸合，這時臭氧濃度控制輸出管Q2發射極加上了電壓，進行正常的臭氧濃度監測，進行空氣優化。
當空氣達到A級，S2的電壓增大，VR202上分得的電壓減小了(即對電壓降低)，加到電位檢測顯示芯片U1的5腳為低電平，驅動器工作的個數少了(即發光二極管發光的個數少了)，僅有2-3個燈亮，而Q4基極加上高電平而截止，繼電器J1斷開，臭氧發生器停止工作。
臭氧檢測電路10的核心是傳感器S1，其特征是在空氣差的情況下(如有煙霧、CO2、霉氣)它的阻值很小，它的阻值隨臭氧濃度升高而增大。
當空氣為A級或是經臭氧優化后，空氣達到A級時，電位檢測顯示芯片U1電平指示降低，即D8不亮，Q4停止工作，J1斷電，J1-1斷開，振蕩發生電路40不工作，沒有臭氧產生。
當空氣為B級或C級，臭氧檢測電路10的傳感器S1內阻小，因而其輸出端的電壓亦為低電平，約2V-3V，其信號電壓通過電阻R101，加到O2的同相端5腳，而O2的6腳有R102、Rt1、R103、Rt2并串聯取約為Vcc*2/3的電壓(即4V左右)作為一個基準電壓，由于5腳為低電平輸入，所以，O2的7腳輸出亦為低電平，Q2發射結正偏增大而飽和導通，使Q3正偏增大，此時Q3基極相當于接地，使Q3處于截止狀態，使U22振蕩電路處于正常工作狀態，產生臭氧。
當臭氧發生器不斷工作，空間的臭氧濃度不斷地升高，傳感器S1內阻增大，對地電壓亦升高，臭氧濃度濃度達到0.05ppm時，傳感器S1對地電壓約為3.8V～4V，O2輸入高電平，7腳輸出亦為高電平，使Q2截止，U22的5腳相當于短路到地而停振，沒有臭氧產生。
當空氣中臭氧悄悄地消失，臭氧濃度降低到0.03ppm時，S1對地電壓又降低，又開始新一輪工作。
其他溫度補償電阻RT1、RT3正溫度系數，RT2、RT4是負溫度系數，對電路起到跟蹤傳感器漂移的作用。
風扇F1主要對傳感器S1進行溫度補償，防止傳感器S1漂移太大。其工作過程在空氣中S1輸出為低電平，電壓通過R104加到O1的反相端2腳，輸出為高電平。Q1飽和導通，風扇F1轉動，即產生臭氧時風扇F1轉動。
當臭氧濃度達0.05ppm時，S1輸出為高電平，電壓從O1反相加入，輸出低電平，Q1截止，風扇F1沒電流通過停止，S1熱量散發少，溫度高，使其漂移減少，提高其恢復能力。
本實用新型最佳實施例所采用的主要元器件如下表
實踐證明，本實用新型設置了兩只氣體傳感器，分別檢測臭氧和空氣，其中空氣傳感器始終對空氣質量進行檢測，而臭氧傳感器則間歇式的被降溫以減少其工作點漂移，兩只傳感器配合工作，使臭氧發生器在空氣污濁時產生臭氧，在空氣質量變好時關閉，準確控制空氣中臭氧的含量。
本實用新型的電路采用一系列的溫度補償措施，達到較好的防漂移作用，亦保障臭氧傳感器能力得到恢復。
本實用新型臭氧發生器電路輸出級采用無電源變壓器供電，市電220V由可控硅控制為110V輸出。經整流濾波，直接加入輸出級，使電路工作效率提高，功率輸出大，適用于空間空氣凈化及中小型場所殺菌、消毒。
本實用新型電路的特點是體積小，重量輕，功率大，節約成本。
權利要求1.一種空氣質量監測及自動優化裝置，包括臭氧發生單元(50)、直流低壓電源電路(60)，振蕩發生電路(40)，其特征在于還包括直流高壓電源電路(70)、臭氧檢測電路(10)、空氣質量檢測電路(20)和檢測輸出電路(30)；所述臭氧檢測電路(10)包括臭氧傳感器S1，所述空氣質量檢測電路(20)包括空氣傳感器S2；所述臭氧傳感器S1和空氣傳感器S2的輸出端通過運算放大器O2和電位檢測顯示芯片U1及相關電路經檢測輸出電路(30)中的晶體管Q3接入振蕩發生電路(40)，控制振蕩的產生和停止。
2.根據權利要求1所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述臭氧傳感器S1的信號輸出端通過電阻R104、R101分別接運算放大器O1的反相輸入端和運算放大器O2的同相輸入端。
3.根據權利要求2所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述運算放大器O1的輸出端通過電阻R109、二極管D3接晶體管Q1的基極，晶體管Q1的集電極接風扇F1。
4.根據權利要求3所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述風扇F1設置在就近吹到臭氧傳感器S1的位置。
5.根據權利要求2所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述運算放大器O1的同相輸入端接在由電阻R105和R106構成的分壓點上；所述運算放大器O2的反相輸入端接在由電阻R102和R103構成的分壓點上。
6.根據權利要求1所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述空氣傳感器S2的輸出端接入電位檢測顯示芯片U1的檢測輸入端，晶體管Q4的基極接在電位檢測顯示芯片U1的一個輸出端上。
7.根據權利要求6所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述晶體管Q4的集電極接繼電器J1，繼電器J1的動合觸點J1-1接在電源VCC和晶體管Q2的發射極之間。
8.根據權利要求1所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述直流高壓電源電路(70)包括雙向晶閘管Q20、觸發二極管D201及包括電阻R202、R203、電容C202和可調電阻VR1的觸發電路。
9.根據權利要求5所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述直流高壓電源電路(70)還包括由D31～D34構成的整流橋，直流電壓的正極接臭氧發生單元(50)輸出變壓器T3初級的一端。
10.根據權利要求5所述的空氣質量監測自動優化裝置，其特征在于所述電阻R102、R103、R105、R106分別并聯一只熱敏電阻RT1～RT4。
專利摘要一種空氣質量監測及自動優化裝置，包括臭氧發生單元(50)、直流低壓電源電路(60)，振蕩發生電路(40)，尤其是還包括直流高壓電源電路(70)、臭氧檢測電路(10)、空氣質量檢測電路(20)和檢測輸出電路(30)；所述臭氧檢測電路(10)包括臭氧傳感器S1，所述空氣質量檢測電路(20)包括空氣傳感器S2；所述臭氧傳感器S1和空氣傳感器S2的輸出端通過運算放大器O2和電位檢測顯示芯片U1及相關電路經檢測輸出電路(30)中的晶體管Q3接入振蕩發生電路(40)，控制振蕩的產生和停止；本實用新型可以準確控制空氣中臭氧的含量；本實用新型的特點是體積小，重量輕，功率大，節約成本。
文檔編號C01B13/11GK2646707SQ0327471
公開日2004年10月6日 申請日期2003年9月22日 優先權日2003年9月22日
發明者張華欽 申請人:張華欽