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原文传递一种PM2.5浓度检测方法及其检测装置

专利名称：	一种PM2.5浓度检测方法及其检测装置
摘要：	本发明提供了一种PM2.5浓度检测方法及其检测装置，属于测量测试领域。PM2.5浓度检测装置包括上壳体、下壳体、固定在下壳体内的PCBA板以及能整合灰尘数据的数据处理模块，其特征在于，所述PCBA板上设有能吸入灰尘的风道模块、能将灰尘颗粒数量转换成数字信号的信号转换模块以及能收集数据的微处理系统模块，所述微处理系统模块能将收集到的数据传输到数据处理模块中进行处理。本发明具有能准确且快捷的检测出空气中PM2.5的浓度的优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	新立科技股份有限公司
发明人：	黄伟军
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910382232.0
公开号：	CN110132810A
代理机构：	台州市凯锐专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘宁宁
分类号：	G01N15/06(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	318020 浙江省台州市黄岩区澄江街道新江路128号
主权项：	1.一种PM2.5浓度检测方法，包括如下步骤：步骤一，采样：风机（2）运转后产生的吸力将空气吸入风道底座（1）内，对空气进行一定比例的采样；步骤二，照射：激光发射器（40）开始对采样空气进行发射光束，使得采样空气中的灰尘产生光散射现象；步骤三，检测和收集数据：光电转换器（5）对散射光束进行周期性的采集并转换为脉冲信号，每个周期采集一次形成一个区间的脉冲信号，再将脉冲信号输送到微处理系统模块（6）内，微处理系统模块（6）能通过此时的波峰值和脉冲数即可得出每个粒径的大小和个数，从而计算得出粒子个数N，然后统计多个区间内的粒子个数，分别记为N1、N2、N3、....，最后将多个计算结果输送至计算机，安装在计算机上的软件CANoe会对接收到的数据进行汇集；步骤四，拟合计算出参照数据：将软件CANoe中汇集的数据输送至同样安装在计算机上的软件MATLAB中，软件MATLAB会将多个区间内的粒子个数和单位时间之间的关系生成对应区间的函数图像，并将多个区间的函数图像进行拟合成一个函数图像，从而得到对应的参照浓度值ρ；步骤五，拟合计算出实际数据：通过MATLAB中的regress函数对收集到的粒子的直径数据进行计算，能够得到粒子的直径相关系数值B，从而能推导出多个区间的粒子个数N对应的系数值分别为B1、B2、B3、....，再根据PM2.5的浓度计算公式ρ= B1N1+B2N2+B3N3+...+BnNn可以计算得出PM2.5的实际浓度的函数图像并得到实际浓度值ρ1；步骤六，对比ρ和ρ1：对ρ1的函数图像进行滤波处理，并对ρ和ρ1进行对比，如果ρ和ρ1之间的浓度值相差不大，则得到正确的浓度值ρ1，如果ρ和ρ1之间的浓度值相差过大，则重新进行数据采集；若ρ和ρ1之间的浓度值多次相差过大，则能认定产品出现故障，发出警告提示并停机检修。 2.一种能实现权利要求1的PM2.5浓度检测装置，包括上壳体（7）、下壳体（8）、固定在下壳体（8）内的PCBA板（9）以及能整合灰尘数据的数据处理模块，其特征在于，所述PCBA板（9）上设有能吸入灰尘的风道模块、能将灰尘颗粒数量转换成数字信号的信号转换模块以及能收集数据的微处理系统模块（6），所述微处理系统模块（6）能将收集到的数据传输到数据处理模块中进行处理。 3.根据权利要求2中所述的PM2.5浓度检测装置，其特征在于，所述风道模块包括风道底座（1）、盖设在风道底座（1）上的风道盖板（10）以及固定在风道底座（1）一端的风机（2），所述风道底座（1）的另一端为进风口（12），所述下壳体（8）上与进风口（12）相对的一侧开设有若干个进风孔（81），所述风道底座（1）与风道盖板（10）之间形成进风通道（11）。 4.根据权利要求3中所述的PM2.5浓度检测装置，其特征在于，所述信号转换模块包括用于照射空气中灰尘的激光发射器（40）以及用于接收激光发射器（40）发出的光束并将之转换成模拟信号的光电转换器（5），所述激光发射器（40）和光电转换器（5）均设在风道底座（1）上。 5.根据权利要求4中所述的PM2.5浓度检测装置，其特征在于，所述风道底座（1）上位于进风口（12）与风机（2）之间的一侧开设有固定口（16），所述激光发射器（40）固定在固定口（16）的一侧，所述激光发射器（40）的发射端朝向风道底座（1）的另一侧设置，所述光电转换器（5）位于固定口（16）的底部并朝正上方设置，所述激光发射器（40）的朝向与光电转换器（5）的朝向具有交集区，所述交集区位于进风通道（11）内。 6.根据权利要求5中所述的PM2.5浓度检测装置，其特征在于，所述固定口（16）处设有激光头支架（4），所述激光头支架（4）密封抵靠在固定口（16）处，所述风道盖板（10）的底部抵靠在激光头支架（4）的顶面上，所述激光头支架（4）前端设有发射孔（45），所述激光发射器（40）固定在激光头支架（4）内且激光发射器（40）的发射端与发射孔（45）相对设置。 7.根据权利要求5中所述的PM2.5浓度检测装置，其特征在于，所述风道底座（1）包括进风段（13）、检测段（15）以及位于进风段（13）和检测段（15）之间挡光段（14），所述进风段（13）和检测段（15）相互平行，所述挡光段（14）均与进风段（13）和检测段（15）之间相互垂直，所述进风口（12）位于进风段（13）的端部，所述固定口（16）位于检测段（15）的一侧，所述风机（2）固定在检测段（15）的端部。 8.根据权利要求6中所述的PM2.5浓度检测装置，其特征在于，所述激光头支架（4）靠近发射孔（45）的一端开设有遮挡部（41），所述遮挡部（41）位于激光头支架（4）靠近PCBA板（9）的一侧面，所述遮挡部（41）与激光头支架（4）之间形成相互垂直的台阶面一（42）和台阶面二（43），所述发射孔（45）开设在台阶面二（43）上，所述台阶面一（42）上开设有通孔（44），所述光电转换器（5）位于激光头支架（4）的底面且正对通孔（44）设置。 9.根据权利要求6中所述的PM2.5浓度检测装置，其特征在于，所述风道底座（1）上位于与发射孔（45）相对的一侧设有吸光室（3），所述风道盖板（10）同时盖设在风道底座（1）和吸光室（3）的正上方，所述吸光室（3）与风道底座（1）之间开设有吸光口（30），所述风道底座（1）位于吸光口（30）处设有向吸光室（3）内倾斜设置的反光板（31），所述吸光室（3）内与反光板（31）正面相对的一侧设有波纹板，所述波纹板上开设有若干个反射槽（32）。 10.根据权利要求4中所述的PM2.5浓度检测装置，其特征在于，所述微处理系统模块（6）包括模数转换模块以及通信模块，所述光电转换器（5）将数据输送到模数转换模块中进行处理后再通过通信模块输送到数据处理模块，所述上壳体（7）的顶面上设有插接头（71），所述插接头（71）与通信模块之间通过pin针连接，所述数据处理模块为安装在计算机上的CANoe软件和MATLAB软件，所述通信模块与计算机之间通过TCP/TP和LIN进行通讯。
所属类别：	发明专利