散射式车载烟尘检测报警装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种散射式车载烟尘检测报警装置，包括电源模块、散射式光电模块、烟尘浓度计算模块、液晶显示模块和声光语音报警模块。散射式光电模块包括LED红外发光二极管和光电池，所述光电模块的输出端连接选频放大器的输入端，所述放大器经检波器后和烟尘浓度计算模块的输入端相连，所述烟尘浓度计算模块的端口输出分别接LED红外发光二极管、液晶显示模块和声光语音报警模块。该装置采用散射法实时测量车内烟尘浓度，不受烟尘颗粒大小影响，测量精度高，检测结果实时显示，超限后可声光报警，提示驾乘人员采取措施以减少烟尘进入量，保障驾乘人员健康，同时该装置采用光伏电池供电，可节约用电并环保。
【专利说明】散射式车载烟尘检测报警装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种指示车辆内部烟尘状态的检测装置，尤其是太阳能供电的采用光散射法检测车内烟尘状况的检测报警装置。
【背景技术】
[0002]在车辆行驶过程中，周围环境中的粉尘颗粒、其它车辆排放的废气、驾乘人员抽烟的烟雾等都会进入车厢，这些烟尘颗粒的存在会影响车内人员的驾乘舒适性，甚至对人体健康带来不良影响。
[0003]烟尘检测根据测量机理可分为两大类:取样法和非取样法。取样法是从对象区域中取含烟尘的气体样本，从样品中将颗粒分离后送入分析测量系统来测量烟尘浓度。其典型的方法有微量天平振荡法、压电晶体法、滤膜称重法等。此法通常采用离线测量的方式，而且车辆在运行时存在震动，因此不适用于车辆内部烟尘状况的实时检测。
[0004]非取样法的典型方法有黑度法、浊度法、光散射法等，它是利用光、射线等因烟尘颗粒存在而产生的衰减、散射等现象来间接测量烟尘浓度。黑度法是指监测人员将烟尘与不同黑色面积的玻璃片进行目测比对后，依据林格曼黑度和烟尘浓度对照表得到烟尘排放浓度。这种同样属于离线式测量，不适用于车厢内烟尘浓度的实时检测。
[0005]浊度法把探测器与光源安装在同一直线上的烟道两侧，由于烟尘颗粒对光的吸收、散射等作用致光强衰减，通过对光强的检测来获得烟尘浓度。该方法技术成熟、原理简单，由于探测器接收的透射光强与颗粒的大小和浓度相关，具有一定的局限性。
[0006]光散射法基于光散射原理，当光束入射到颗粒(不管是固体颗粒、液滴或者气泡)上时，将向空间四周散射，光的各个散射参数与烟尘颗粒的浓度密切相关。将探测器安装在某一散射角处，获得散射光强数据后，基于散射理论可计算得到烟尘浓度。相比其它测量方式，光散射法对固、液和气体颗粒均可测量，而不用知道其化学组成，具有适用性广，粒径测量范围宽，测量准确、精度高、重复性能好等优点。在车辆被广泛使用和空气质量形势严峻的今天，实时检测显示车内烟尘状况，并在浓度超标时发出烟尘浓度超限报警，提示驾乘人员采取关闭车窗等措施具有重要的现实意义。
[0007]为保障车厢内驾乘人员的舒适性和健康，本实用新型提供一种散射式车用烟尘检测报警装置，采用光散射法实时检测显示车内烟尘度，并在浓度超限时发出报警提示驾乘人员采取关闭车窗和外循环等措施，从而避免更多的烟尘进入车厢，减少其对人体的危害。
[0008]实用新型内容
[0009]为实现上述目的，本实用新型提出了散射式车载烟尘检测报警装置，包括电源模块、散射式光电模块、烟尘浓度计算模块、液晶显示模块和声光语音报警模块。散射式光电模块包括LED红外发光二极管和光电池，所述散射式光电模块的输出端连接选频放大器的输入端，所述放大器经检波器后和烟尘浓度计算模块的输入端相连，所述烟尘浓度计算模块的端口输出分别接LED红外发光二极管、液晶显不模块和声光语音报警模块。
[0010]电源模块由太阳能电池板和稳压模块组成，稳压模块的输入端连接太阳能电池板的输出端，所述稳压模块向微处理器、液晶显示器和数码语音芯片等供电。该方案的采用，避免了车载电源供电方式的连线不方便和不美观的问题，减少了对车内空间占用，同时也避免了电池供电方式之需要频繁更换电池的问题，起到了节约环保的效果。
[0011]散射式光电模块包括LED红外发光二极管和光电池，所述光电模块的输出端连接选频放大器的输入端，所述放大器经检波器后和烟尘浓度计算模块的输入端相连，所述烟尘浓度计算模块的端口输出分别接LED红外发光二极管、LCD液晶显示模块和声光语音报警模块。
[0012]进一步的，散射式光电模块的LED红外发光二极管安装在装置上部，光电池安放在装置右部且与所述LED红外发光二极管相垂直，烟尘进出口安放于装置下部，其中一个烟尘进出口与LED红外发光二极管处于同一直线，且该直线与所述光电池所在位置相垂直。工作时，红外线LED发光二极管发出40kHz红外光，若被测气体中无烟尘，红外光从烟尘进出孔中射出；反之，烟尘颗粒表面将发生散射，从而导致部分散射光射入红外硅光电池被转换为同频的电脉冲信号，该信号经40kHz选频放大器放大和检波器检波后转换为直流输出。
[0013]较佳的，声光语音报警模块包括LED灯组和数码语音芯片，所述报警模块的输入端接烟尘浓度计算模块的输出端。烟尘浓度计算由微处理器完成，该模块AD采样接收来自散射式光电模块的直流信号，结果送入液晶模块实时显示，若结果超出所设阈值，则LED灯组闪烁并由单片机控制数码语音芯片播放内置的报警语音，提示烟尘浓度超限，要求关闭车窗、外循环和停止抽烟，以减少进入车厢内部的烟尘量。
[0014]本实用新型的有益效果是:散射法实时测量车内烟尘浓度不受烟尘颗粒大小影响，测量精度高，超限后声光报警并采用光伏电池供电，在保障驾乘人员健康的同时又节约环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0016]图1是本实用新型的散射式光电模块结构图。
[0017]图2是散射式车载烟尘检测报警装置的电路原理示意图。
[0018]图中，1.烟尘气体进出孔，2.LED红外发光二极管，3.红外硅光电池，4.散射式光电块，5.选频放大器，6.检波器，7.烟尘浓度计算模块，8.液晶显示模块，9.声光语音报警模块，10.电源模块，11.太阳能电池板，12.稳压模块
【具体实施方式】
[0019]在图1中，散射式光电模块4由烟尘气体进出孔1、LED红外发光二极管2和红外硅光电池3组成。散射式光电模块4的LED红外发光二极管2安装在装置上部，光电池3安放在装置右部且与所述LED红外发光二极管2相垂直，烟尘进出口 I安放于装置下部，其中一个烟尘进出口与LED红外发光二极管2处于同一直线,且该直线与所述光电池3所在位置相垂直。工作时，红外线LED发光二极管2发出40kHz红外光，若被测气体中无烟尘，红外光从烟尘进出孔中射出；反之，烟尘颗粒表面将发生散射，从而导致部分散射光射入红外硅光电池3并被转换为同频的电脉冲信号，该信号经40kHz选频放大器5放大和检波器6检波后转换为直流输出。车厢内烟尘浓度越高，则达到红外硅光电池3的红外光越强，反之，则越弱。
[0020]在图2所示实施例中，电源模块9由太阳能电池板11和稳压模块12组成，太阳能电池板11的输出端接稳压模块12的输入端，所述稳压模块12的输入端连接太阳能电池板11的输出端，其输出向PIC16单片机烟尘浓度计算模块7、IXD12232液晶显示模块8和使用ISD1810数码语音芯片的声光语音报警模块8供电。烟尘浓度计算模块7控制输出40kHz的PWM脉冲进入LED红外发光二级管2，使其发射40kHz左右的红外光脉冲信号进入装置内部，若被测气体中无烟尘，红外光从烟尘进出孔中垂直射出；反之，烟尘颗粒表面将发生散射，从而导致部分散射光射入红外娃光电池3被转换为同频的电脉冲信号,该信号经40kHz选频放大器5放大和检波器6检波后转换为直流输出。PIC16单片机烟尘浓度计算模块7采样接收该信号并计算气体中的烟尘浓度，数据转换后送入LCD12232液晶显示模块8实时显示。若所测浓度超出所设阈值，则烟尘浓度计算模块7控制LED发光二极管灯组闪烁并由播放数码语音芯片ISD1810LED内置的报警语音，提示烟尘浓度超限，要求关闭车窗、夕卜循环和停止抽烟，以减少进入车厢内部的烟尘量。
[0021]以上内容详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种散射式车载烟尘检测报警装置，包括电源模块、散射式光电模块、烟尘浓度计算模块、液晶显示模块和声光语音报警模块，其特征是:散射式光电模块(4)包括LED红外发光二极管(2)和光电池(3),所述散射式光电模块(4)的输出端连接选频放大器(5)的输入端，所述放大器(5)经检波器(6)后和烟尘浓度计算模块(7)的输入端相连，所述计算模块(7)的端口输出分别接LED红外发光二极管(2)、IXD12232液晶显示模块(8)和声光语音报警模块(9)。
2.根据权利要求1所述的车载烟尘检测报警装置，其特征是:散射式光电模块(4)的LED红外发光二极管(2)安装在装置上部，所述光电池(3)安放在装置右部且与所述LED红外发光二极管(2)相垂直，所述烟尘进出口(I)安放于装置下部，其中一个烟尘进出口(I)与LED红外发光二极管(2)处于同一直线，且该直线与所述光电池(3)所在位置相垂直。
3.根据权利要求1所述的车载烟尘检测的报警装置，其特征是:声光语音报警模块(9)包括LED灯组和数码语音芯片，所述报警模块(9)的输入端接烟尘浓度计算模块(7)的输出端。
4.如权利要求1所述的车载烟尘检测的报警装置，其特征是:电源模块(10)由太阳能电池板(11)和稳压模块(12)组成，太阳能电池板(11)的输出端接稳压模块(12)的输入端，所述稳压模块(12)的输出向烟尘浓度计算模块(7)、液晶显示模块(8)和含数码语音芯片的声光语音报警模块(9)供电。
【文档编号】G01N21/53GK204203096SQ201420298057
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】沈燕卿 申请人:重庆工业职业技术学院