脈沖式紅外粉塵濃度檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種粉塵濃度檢測儀器，尤其是其中的檢測電路。
【背景技術】
[0002]粉塵濃度檢測儀主要由檢測電路、檢測孔等組成，檢測電路中的發光管發光后在光路結構中形成的發射光軸經過檢測孔，當檢測孔內沒有粉塵時，發射光軸會沿直線傳播；當檢測孔內有粉塵時，粉塵對光線發生散射作用，經過檢測孔的光線向四周散射，這樣光線便發生變化從而使輸出的信號發生變化。檢測電路采用一個四級放大的集成芯片，對發光管接收到的信號進行放大，最后輸出一個模擬信號。該粉塵濃度檢測電路存在的主要問題是:
[0003]1、該粉塵濃度檢測電路僅僅是一個被動檢測電路，不具備信號處理及關鍵信息存儲的功能。
[0004]2、發光管是一個被動器件，必須在外部PffM信號驅動下才會工作，驅動發光管的電源必須由外部電路單獨提供，相當于一個檢測儀產品需要提供兩路電源才能工作。
[0005]3、發光管是在外部PffM信號驅動下工作，輸出一個模擬的信號，該模擬信號受電源電壓及驅動信號影響大，精度低。
[0006]4、粉塵濃度檢測的精度過度依賴于集成芯片的精度，可控制性低。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的就是要解決上述現有技術存在的問題，提出一種無需外部額外電源能自主驅動發光管、能直接輸出數字信號且控制精確的脈沖式紅外粉塵濃度檢測電路。
[0008]本實用新型為解決上述問題采用的技術方案是:本實用新型由模擬電路和數字電路組成，模擬電路包括依次相連接的四級運放，第一級運放的同相端和反相端之間連接光電管、輸出端依次連接第二級運放、第三級運放和第四級運放，第四級運放的輸出端連接數字電路；光電管由紅外發光管和紅外接收管組成，紅外發光管連接于三極管的集電極到數字地之間，紅外接收管連接于第一級運放的同相端和反相端之間，在第一級運放的反相端和輸出端之間連接電阻R4 ；電容Cl連接電源與數字地之間，電阻Rl連接電源與所述三極管的發射極之間，電容C2連接于所述三極管的發射極與數字地之間，電阻R2連接所述三極管的發射極和基極，電阻R3連接數字電路的PWM端口到所述三極管的基極；數字電路具有一個單片機，單片機發出PWM脈沖經電阻R3驅動所述三極管，紅外發光管發出脈沖紅外光線。
[0009]本實用新型采用上述技術方案后具有的優點是:
[0010]1、本實用新型采用逐級放大的方式進行信號處理，有利于調節各級放大電路的參數，精確控制有效信號的幅值，最大程度降低電氣噪聲的干擾。
[0011]2、本實用新型電路內部增加了電荷存儲及驅動部分電路，能自主驅動，不需要外部提供額外電源。
[0012]3、本實用新型電路結構內部增加了微處理單元，能自主驅動發光管，并按照專有邏輯采集有效信號。
[0013]4、本實用新型電路內部的微處理單元對采集到的有效信號進行一系列運算，能直接輸出可供其它單片機接收的數字信號。
[0014]5、本實用新型電路結構整體具有驅動、接收、放大、采集、運算、反饋等閉環控制機理，充分提高了檢測精度。
[0015]6、采用本實用新型電路結構做成的粉塵濃度檢測儀能主動向外輸出粉塵濃度信號，方便外部電路的數據采集。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的模擬部分結構連接圖；
[0017]圖2是本實用新型的數字部分結構圖。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1和圖2，本實用新型由模擬電路部分和數字電路部分這兩部分組成，其中，數字電路部分提供驅動信號，同時采集模擬電路部分的最終輸出信號。
[0019]模擬電路部分包括依次相連接的四級運放，前級運放的輸出端和后級運放的同相端之間通過電容相連接。其中，第一級運放IC1_A的同相端和反相端之間連接光電管，第一級運放IC1_A的輸出端依次連接第二級運放IC1_B、第三級運放IC1_C、第四級運放IC1_D。第四級運放IC1_D的輸出端連接數字電路部分。光電管由紅外發光管SE和紅外接收管RE組成。第一級運放IC1_A的同相端和反相端之間連接紅外接收管RE，紅外接收管RE接收紅外發光管SE的信號，紅外發光管SE連接三極管Q1，三極管Ql驅動紅外發光管SE發出脈沖紅外光線。
[0020]電容Cl連接電源VCC與數字地GND之間，形成初級濾波；電阻Rl連接電源VCC與三極管Ql的發射極之間，電容C2連接于三極管Ql的發射極與數字地GND之間，用于儲存電荷。電阻R2連接三極管Ql的發射極和基極，電阻R3連接數字電路的PffM端口到三極管Ql的基極，PWM信號驅動三極管Ql工作。
[0021]紅外發光管SE連接于三極管Ql的集電極到數字地GND之間，在三極管Ql的驅動下發光；紅外接收管RE接收紅外發光管SE的信號，接收管RE連接于第一級運放IC1_A的同相端和反相端之間，接收管RE將接收到的信號送到第一級運放IC1_A。在第一級運放IC1_A的反相端和輸出端之間連接電阻R4，形成反饋。
[0022]第一級運放IC1_A的輸出端與第二級運放IC1_B同相端之間連接電容C3，用于信號耦合。在第二級運放IC1_B的同相端和基準電壓VREF之間連接電阻R8，在第二級運放IC1_B的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R9。第二級運放IC1_B的反相端和輸出端之間連接電阻R5，第二級運放IC1_B的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R10。
[0023]第二極運放IC1_B的輸出端到第三級運放IC1_C的同相端之間連接電容C4，用于信號耦合。第三級運放IC1_C的同相端和基準電壓Vref之間連接電阻R11，第三級運放IC1_C的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R12。第三級運放IC1_C的反相端到輸出端之間連接電阻R6，第三級運放IC1_C的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R13。
[0024]第三級運放IC1_C的輸出端到第四級運放的同相端之間連接電容C5，用于信號耦合。第四級運放IC1_D的同相端至基準電壓Vref之間連接電阻R14，第四級運放IC1_D的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R15，第四級運放IC1_D的反相端到輸出端之間連接電阻R7，第四級運放IC1_D的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R16，第四級運放IC1_D的輸出端連接到數字電路的A/D端口。
[0025]電源VCC經電容Cl濾波后，通過電阻Rl給電容C2充電。數字電路發出的PffM脈沖經電阻R3驅動三極管Q1，電容C2儲存的電能在三極管Ql的導通下經電阻R2對紅