專利名稱：便攜式微電腦數字粉塵儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量儀器，特別是涉及一種測量粉塵的儀器。
空氣中懸浮的粉塵對人體健康危害很大，為控制粉塵污染、凈化空氣，人們需要對空氣中粉塵的濃度進行準確地測量。目前，人們使用的光散射式粉塵儀，其結構和工作原理如
圖1所示。它由檢測器本體1，光電流脈沖轉換及量程轉換電路2，輸出顯示電路3和電源電路4構成，其核心部分是檢測器本體。檢測器本體由光電倍增管、光源、風扇構成。光散射式粉塵儀的工作原理為光散射原理，空氣從光散射式粉塵儀的入口進入粉塵儀內部，在光的照射下，空氣中懸浮的粒子產生散射光，在粉塵物理性質一定的條件下，粉塵的散射光強度與粉塵的質量濃度成正比，光電倍增管將光信號轉換成電信號，經過光電流脈沖轉換及量程轉換電路，將電信號轉換成脈沖信號，經過輸出顯示電路的整形輸出，顯示出空氣中的粉塵濃度。這種粉塵儀的缺點是第一、測量人員要根據不同場所的粉塵質量濃度轉換系數K值的不同，將測量結果與K值相乘，才能得到實際的粉塵濃度，測量人員要隨時計算，隨時記錄，比較麻煩。第二、光散射式粉塵儀內沒有自校正裝置，易產生誤差。
本實用新型的目的是提供一種智能型的便攜式微電腦數字粉塵儀，可預置質量濃度轉換系數K值，自動計算出粉塵濃度，并可連續記錄、處理、存儲粉塵濃度；內部裝有自校正裝置，避免誤差，提高粉塵儀的測量精度。
為實現上述目的，本實用新型采取以下設計方案這種便攜式微電腦數字粉塵儀，它由操作面板、檢測器本體、光電流脈沖轉換及量程轉換電路、輸出顯示電路、電源電路和控制電路構成；控制電路由單片機、存儲芯片，驅動電路和串行通訊接口芯片構成；單片機的I/O口與光電流脈沖轉換及量程轉換電路相連；單片機的8個I/O口與操作面板相連；單片機的I/O口與存儲芯片相連；單片機的I/O口與驅動電路的輸入端相連，驅動電路的輸出端與輸出顯示電路相連；單片機的串行通訊口與串行通訊接口芯片相連。
檢測器本體由光電倍增管、光源、風扇、迷宮式粒徑切割器和內裝散射板構成，檢測器本體的入口處固定有迷宮式粒徑切割器，在與吸引口、光源同心并且垂直于光電倍增管檢測光窗的位置安裝有內裝散射板。
由于本實用新型內裝有微電腦數據處理器，可預置質量濃度轉換系數K值，自動計算粉塵濃度，使得測量人員操作更加簡單，使用更加方便。本實用新型內部還裝有存儲芯片，可存儲多組，測量數據，事后可將所有測量數據回放出來，大大方便了用戶。本實用新型內裝有自校正裝置，避免誤差，提高粉塵儀的測量精度，本實用新型應用范圍廣泛，適用不同場所。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1為現有光散射式粉塵儀系統工作原理結構圖圖2為本實用新型控制電路原理框圖圖3為本實用新型控制電路圖圖4為本實用新型內裝散射板結構圖圖5為本實用新型迷宮式粒徑切割器結構圖圖2為本實用新型控制電路原理框圖，控制電路由單片機、存儲芯片、驅動電路和串行通訊接口構成。它的核心部分是單片機，單片機的數據口與操作面板相連，人們可以通過操作面板進行K值設定，單片機的數據口與便攜式微電腦數字粉塵儀的光電流脈沖轉換及量程轉換電路相連，接收測量數據；單片機的I/O口與存儲芯片相連，存儲測量結果；單片機的I/O口與驅動電路相連，驅動電路與顯示電路相連，進行數據顯示，回放；單片機的通訊口通過串行通訊接口與計算機進行通訊，將存儲在單片機內的測量結果進行分析，打印。
圖3為本實用新型控制電路電路圖，它由單片機IC14，E2PROM芯片IC15、驅動芯片IC13、和串行通訊接口芯片IC16構成。由于單片機IC14和E2PROMIC15，驅動芯片IC13采用串行方式進行數據傳輸，故單片機IC14的RA0，RA1與驅動芯片的數據輸入端DATA和SCK相連，單片機的RC3、RC4與IC15的數據輸入/輸出端SCL，SDA相連，單片機的RB0-RB3，RC1、RC2通過端子J4與操作面板相連，單片機的RC6，RC7與串行通訊接口芯片IC16的TI，RO端相連；單片機的RB4-RB6通過端了J1與粉塵儀的光電流脈沖轉換及量程轉換電路相連。
單片機IC14內部含有192字節的RAM，4K×14字節的ROM，內部存儲控制程序。測量人員可以通過操作面板預置多組K值，當K值預置后單片機將K值存儲在E2PROM中，然后單片機根據粉塵儀測量的數據，自動將測量值與K值計算、處理，將計算結果存儲在E2PROM中，同時通過LCD顯示測量結果，當全部測量結束后，根據測量人員的要求，將測量結果進行回放顯示或與計算機相連進行數據處理、分析，將數據打印出來。
為提高便攜式微電腦粉塵儀的測量精度，避免誤差，滿足可吸入顆粒物檢測的需要，本實用新型在檢測器本體內設計了內裝散射板5和迷宮式粒徑切割器6結構。
圖4為內裝散射板5結構圖。它是便攜式微電腦數字粉塵儀內設的自校正裝置，由濾光片51、乳白板52、散射板框架53和選擇旋鈕54、連桿55構成。濾光片51和乳白板52通過壓板螺紋固定在散射板框架53內部，散射板框架53與連桿55的一端相連，連桿55的另一端與選擇旋鈕54相連，選擇旋鈕54固定在粉塵儀的外殼上。在安裝時，內裝散射板的位置與吸引口63、光源12同心，并且與光電倍增管10的檢測窗位置垂直。當進行儀器校正時，旋轉選擇旋鈕54，使內裝散射板與吸引口同心，在光線的照射下，產生基準散射光，射入光電信增管的光窗，顯示特定值，以此值校正儀器。當進行測量時，旋轉選擇旋鈕54，使內裝散射板翻轉，位于檢測光通道11的下方。
圖5為迷宮式粒徑切割器結構圖。迷宮式粒徑切割器安裝在粉塵儀的入口處，由吸引口61，吸引口座62和切割器芯63構成。吸引口61和吸引口座62、吸引口座62和切割器芯63、吸引口座62和便攜式微電腦數字粉塵儀的外殼，都是通過螺紋連接。它利用粉塵質量的差別，其速度矢量不同。使質量大的粉塵粒子滯留在吸引口，小直徑的粉塵粒子經兩次90°轉彎，隨空氣進入粉塵儀內部。這樣，就使所要測量的懸浮粒子進入粉塵儀內部，而一些不需測量的大顆粒粉塵擋在儀器外，從而提高便攜式微電腦數字粉塵儀的測量精度。
以上僅為本實用新型的較佳實施例，任何基于本實用新型的等同變換，均應在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種便攜式微電腦數字粉塵儀，它由操作面板、檢測器本體、光電流脈沖轉換及量程轉換電路、輸出顯示電路、電源電路和控制電路構成，其特征在于所述的控制電路由單片機、存儲芯片，驅動電路和串行通訊接口芯片構成；單片機的數據口之一與光電流脈沖轉換及量程轉換電路相連；單片機的其余數據口與操作面板相連；單片機的I/O口與存儲芯片相連；單片機的I/O口與驅動電路的輸入端相連，驅動電路的輸出端與輸出顯示電路相連；單片機的串行通訊口與串行通訊接口芯片相連；所述的檢測器本體由光電倍增管、光源、風扇、迷宮式粒徑切割器，內裝散射板構成，檢測器本體的入口處固定有迷宮式粒徑切割器，在與吸引口、光源同心，并且垂直于光電倍增管檢測光窗的位置安裝有內裝散射板。
2.根據權利要求1所述的便攜式微電腦數字粉塵儀，其特征在于所述的單片機與存儲芯片，驅動電路之間采用串行方式進行數據傳輸。
3.根據權利要求1所述的便攜式微電腦數字粉塵儀，其特征在于所述的內裝散射板由濾光片、乳白板、散射板框架、連桿和選擇旋鈕構成，濾光片和乳白板通過壓板螺紋固定在散射板框架內部，散射板框架與連桿的一端相連，連桿的另一端與選擇旋鈕相連，選擇旋鈕固定在粉塵儀的外殼上。
4.根據權利要求1所述的便攜式微電腦數字粉塵儀，其特征在于所述的迷宮式粒徑切割器，由吸引口、吸引口座和切割器芯構成，吸引口、吸引口座、切割器芯通過螺紋連接。
專利摘要本實用新型涉及一種便攜式微電腦數字粉塵儀,它由操作面板、檢測器本體、光電流脈沖轉換及量程轉換電路、輸出顯示電路、電源電路和控制電路構成,控制電路由單片機、存儲芯片,驅動電路和串行通訊接口芯片構成,測量人員可預置質量濃度轉換系數K值,單片機自動計算出粉塵濃度,并可連續記錄、處理、存儲粉塵濃度,操作簡單,使用方便。
文檔編號G06F19/00GK2365712SQ98250379
公開日2000年2月23日 申請日期1998年12月21日 優先權日1998年12月21日
發明者朱一川, 張晶, 周文剛, 金毅, 張芳翰, 周群英, 杜玉剛 申請人:北京市新技術應用研究所