空气质量检测装置的制作方法

本实用新型涉及空气检测领域，特别涉及一种空气质量检测装置。

背景技术：

空气是指包围在地球周围的气体，它维护着人类及生物的生存。洁净大气是人类赖于生存的必要条件之一。大气有一定的自我净化能力，因自然过程等进入大气的污染物，由大气自我净化过程从大气移除，从而维持洁净大气。但是，随着工业及交通运输业的不断发展，大量的有害物质被排放到空气中，改变了空气的正常组成，使空气质量变坏。当我们生活在受到污染的空气之中健康就会受到影响。

空气质量检测的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。污染指标包括空气污染指数aqi范围及相应的空气质量类别、空气污染指数aqi空气质量类别、空气质量描述、对健康的影响、相应措施等。传统技术中有些空气质量检测装置的供电部分由于缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路的安全性和可靠性较高的空气质量检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种空气质量检测装置，包括微处理器、甲醛传感器、信号放大器、模数转换器、温湿度传感器、tvoc传感器、pm2.5传感器、二氧化碳传感器、rs232接口和供电模块，所述甲醛传感器通过所述信号放大器与所述模数转换器连接，所述模数转换器与所述微处理器连接，所述温湿度传感器、所述tvoc传感器、所述pm2.5传感器、所述二氧化碳传感器、所述rs232接口和所述供电模块均与所述微处理器连接；

所述供电模块包括电压输入端、第一电容、第一三极管、变压器、第二二极管、第二电容、第二三极管、第一二极管、第一电位器、第三电容、第三三极管、电感、第二电阻、瞬态电压抑制二极管、第四电容和电压输出端，所述电压输入端分别与所述第一电容的一端、所述第一三极管的发射极、所述第二二极管的阳极、所述第三三极管的集电极和所述第二电阻的一端连接，所述第一三极管的基极分别与所述第二二极管的阴极、所述第二电容的一端和所述第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述变压器的初级线圈的一端和所述第一二极管的阴极连接，所述变压器的初级线圈的另一端接地，所述第二电容的另一端与所述变压器的次级线圈的一端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述第一电容的另一端连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第三三极管的发射极与所述第一电位器的一个固定端连接，所述第三三极管的基极分别与所述第二电阻的另一端和所述瞬态电压抑制二极管的一端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一电位器的另一个固定端、电感的一端和第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地，所述电感的另一端分别与所述瞬态电压抑制二极管的另一端、所述第四电容的一端和所述电压输出端连接。

在本实用新型所述的空气质量检测装置中，所述第二二极管的型号为s-301t。

在本实用新型所述的空气质量检测装置中，所述供电模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述电压输入端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接。

在本实用新型所述的空气质量检测装置中，所述第三电阻的阻值为43kω。

在本实用新型所述的空气质量检测装置中，所述第一三极管为pnp型三极管。

在本实用新型所述的空气质量检测装置中，所述第二三极管为npn型三极管。

在本实用新型所述的空气质量检测装置中，所述第三三极管为npn型三极管。

实施本实用新型的空气质量检测装置，具有以下有益效果：由于设有微处理器、甲醛传感器、信号放大器、模数转换器、温湿度传感器、tvoc传感器、pm2.5传感器、二氧化碳传感器、rs232接口和供电模块；供电模块包括电压输入端、第一电容、第一三极管、变压器、第二二极管、第二电容、第二三极管、第一二极管、第一电位器、第三电容、第三三极管、电感、第二电阻、瞬态电压抑制二极管、第四电容和电压输出端，第二二极管用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型空气质量检测装置一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中供电模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型空气质量检测装置实施例中，该空气质量检测装置的结构示意图如图1所示。图1中，该空气质量检测装置包括微处理器1、甲醛传感器2、信号放大器3、模数转换器4、温湿度传感器5、tvoc传感器6、pm2.5传感器7、二氧化碳传感器8、rs232接口9和供电模块10，其中，甲醛传感器2通过信号放大器3与模数转换器4连接，模数转换器4与微处理器1连接，温湿度传感器5、tvoc传感器6、pm2.5传感器7、二氧化碳传感器8、rs232接口9和供电模块10均与微处理器1连接。

本实施例中，微处理器1采用的型号为stm32，甲醛传感器2、tvoc传感器6和二氧化碳传感器8为电化学传感器，主要是通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。tvoc传感器6采用的型号为ccs811。

温湿度传感器5和pm2.5传感器7为物理传感器，利用某些物理效应，把被测量的物理量转化成为便于处理的能量形式的信号的装置。

模数转换器4用于将模拟量转换为数字量，甲醛传感器2的介电参数的可变范围有限，为了提高检测的精准程度以及灵敏程度，通过将甲醛传感器2的信号输出端与信号放大器3的信号输入端相连，实现介电参数，如电阻量、电压量的范围增大，从而提高检测的精准程度以及灵敏程度。通过使用rs232接口9可以实现数据输出。

通过将温湿度传感器5、二氧化碳传感器8、甲醛传感器2、pm2.5传感器7以及tvoc传感器6集成在主板上，通过微处理器1进行控制，实现对多种气体的检测并将检测数据发送出去。

图2为本实施例中供电模块的电路原理图，图2中，该供电模块10包括电压输入端vin、第一电容c1、第一三极管q1、变压器t、第二二极管d2、第二电容c2、第二三极管q2、第一二极管d1、第一电位器rp1、第三电容c3、第三三极管q3、电感l、第二电阻r2、瞬态电压抑制二极管vs、第四电容c4和电压输出端vo，其中，电压输入端vin分别与第一电容c1的一端、第一三极管q1的发射极、第二二极管d2的阳极、第三三极管q3的集电极和第二电阻r2的一端连接，第一三极管q1的基极分别与第二二极管d2的阴极、第二电容c2的一端和第二三极管q2的集电极连接，第一三极管q1的集电极分别与变压器t的初级线圈的一端和第一二极d1管的阴极连接，变压器t的初级线圈的另一端接地，第二电容c2的另一端与变压器t的次级线圈的一端连接，变压器t的次级线圈的另一端与第一电容c1的另一端连接，第二三极管q2的发射极接地，第三三极管q3的发射极与第一电位器rp1的一个固定端连接，第三三极管q3的基极分别与第二电阻r6的另一端和瞬态电压抑制二极管vs的一端连接，第一二极管d1的阳极分别与第一电位器rp1的另一个固定端、电感l的一端和第三电容c3的一端连接，第三电容c3的另一端接地，电感l的另一端分别与瞬态电压抑制二极管vs的另一端、第四电容c4的一端和电压输出端vo连接。

本实施例中，第二二极管d2为限流二极管，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第二二极管d2所在支路的电流较大时，通过该第二二极管d2可以降低第二二极管d2所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第二二极管d2的型号为s-301t。当然，在实际应用中，第二二极管d2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该供电模块10的工作原理如下：由第一三极管q1、变压器t和第二电容c2组成间隙式振荡器，其间隙时间完全受电压输出端vo的电压的高低控制，当电压输入端vin接通电源时，第一三极管q1、第二三极管q2和第三三极管q3导通，电压输入端vin通过第一三极管q1加于变压器t，其初级线圈通过的电流呈线性规律增加，并在次级线圈上感应出下正上负的矩形脉冲电压；此感应电压通过第二电容c2使第一三极管q1进一步导通，变压器t的初级线圈电流也就进一步增加，使变压器t与第一三极管q1两者之间形成一个急骤雪崩正反馈，第一三极管q1迅速进入饱和状态，在此过程中，一方面变压器t储能，另一方面，第二电容c2开始充电(充电电压极性为下正上负)。

当由于第一三极管q1饱和而使变压器t的初级线圈电流不能再继续增加，使变压器t的次级线圈感应电压开始间隙反方向变化，此电压与第二电容c2上的电压共同作用引起第一三极管q1的集电极电流下降，同上，一个正反馈雪崩过程使第一三极管q1迅速截止，在截止期间，第一二极管d1(续流二极管)开始导通并将第一三极管q1导通饱和期间在变压器t的初级线圈上存储的能量通过变压器t的次级线圈、第三电容c3和第四电容c4释放。

稳压原理：电路的稳压过程是通过改变第一三极管q1的间歇时间来实现的。当电压输入端vin接通的电源电压升高时，由于瞬态电压抑制二极管vs的两端电压不变，故使第三三极管q3的集电极电位降低，第三三极管q3、第二三极管q2的集电极电流减小，第一三极管q1的截止时间增大，饱和导通时间减小，所以第一三极管q1导通时间变短，则通过变压器t的初级线圈电流减小，储存的能量减少，释放的能量降低，电压输出端vo的电压降低到原额定稳压值。同理，当电压输入端vin接通的电源电压降低时，其自调节过程与上相反。

本实施例中，该第一三极管q1为pnp型三极管，第二三极管q2为npn型三极管，第三三极管q3为npn型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管q1也可以为npn型三极管，第二三极管q2和第三三极管q3也可以均为pnp型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该供电模块10还包括第三电阻r3，第三电阻r3的一端与电压输入端vin连接，第三电阻r3的另一端与第一三极管q1的发射极连接。第三电阻r3为限流电阻，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第三电阻r3所在支路的电流较大时，通过该第三电阻r3可以降低第三电阻r3所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电阻r3的阻值为43kω。当然，在实际应用中，第三电阻r3的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第三电阻r3的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，由于供电模块10中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。