基于谐振理论的粉尘测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]发明涉及一种基于谐振理论的粉尘测量装置。
【背景技术】
[0002]粉尘(Dust)是指悬浮在空气中的固体微粒，粒径小于75μπι的微粒都归为粉尘。粉尘和其他物质一样具有一定能量。由于粉尘的粒径小，表面积大，从而其表面能也增大。燃烧后的粉尘，氧化反应十分迅速，它产生的热量能很快传递给相邻粉尘，从而引起一系列连锁反应。例如面粉厂，粉尘浓度达到一定浓度，若遇到机器漏电产生电火花即可发生爆炸。
【发明内容】
[0003]发明的目的是提供一种基于谐振理论的粉尘测量装置，主要是依据振荡天平的固有频率和磁钢的驱动频率一致，使得振荡天平以一定的摆幅一定的频率振荡，气流流过天平的过滤薄膜会使天平的质量改变从而改变了天平的振荡频率。
[0004]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种基于谐振理论的粉尘测量装置，其组成包括:设备支架1、动力驱动源2、振荡驱动器3、振荡管4、粉尘滤膜5、辅助磁铁16、辅助磁铁Π 7、频率探头8、信号处理器9;所述的设备支架1包括金属底座、固定立柱1、固定立柱Π和振荡管固定座，所述的振荡管4、所述的粉尘滤膜5、辅助磁铁16和辅助磁铁Π 7构成振荡天平；
所述的振荡管固定座位于所述的金属底座的中心位置，所述的振荡管固定座上连接所述的振荡管4，所述的振荡管4两侧的金属底座的表面对称位置上分别连接所述的固定立柱I与所述的固定立柱Π，所述的振荡驱器件3固定在固定立柱I上，所述的频率探头8固定在固定立柱Π上，所述的辅助磁铁16与所述的辅助磁铁Π 7均连接在所述的振荡管4上，所述的振荡驱动器通过信号线连接动力驱动源2，所述的频率探头8通过信号线连接信号处理器9。
[0005]所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述的振荡管4为圆锥体，所述的辅助磁铁16位于所述的辅助磁铁Π 7的上方，所述的辅助磁铁16位于所述的辅助磁铁Π 7均为圆环形且固定在同一圆心上。
[0006]所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述的振荡驱器件3与所述的辅助磁铁Π7之间的距离为1mm?5_，所述的振荡驱器件3与所述的辅助磁铁Π 7水平对齐。所述的辅助磁铁16位于辅助磁铁Π 7上方为40mm?70mm处，所述的辅助磁铁16与所述的频率探头8相距为1mm?5mm，所述的频率探头8与所述的辅助磁铁16水平对齐。
[0007]所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述的频率探头是由霍尔元件和信号调理电路组成;所述的信号调理电路包括放大和滤波电路，所述的霍尔元件包括霍尔传感器，所述的霍尔传感器的脚管1串联电阻R1，所述的霍尔传感器的脚管2串联电阻R2，所述的电阻R1串联二极管D1，所述的二极管D1并联二极管D2，所述的二极管D2的一端并联运算放大器A1的反相输入端2与电阻R3的一端，所述的二极管D2的另一端并联运算放大器A1的同相输入端3与电阻R4，所述的电阻R4的另一端接地，所述的运算放大器A1上还连接直流的DC的正输入端与负输入端，所述的运算放大器A1的输出端1连接所述的电阻R3的另一端与电阻R5的一端，所述的电阻R5并联所述的电阻R7的一端与运算放大器A2的反相输入端13，所述的运算放大器A2的同相输入端12连接电阻R6的一端，所述的电阻R6的另一端接地，所述的运算放大器A2上还连接直流的DC的正输入端与负输入端，所述的运算放大器A2的输出端14连接所述的电阻R7的另一端与电阻R8的一端，所述的电阻R8的另一端并联电阻R9的一端与电容C1，所述的电阻R9的另一端并联电容C2的一端与运算放大器A3的同相输入端3，所述的电容C2的另一端接地，所述的运算放大器A3的反相输入端2连接所述的运算放大器A3的输出端1，所述的运算放大器A3上还连接直流的DC的正输入端与负输入端，所述的运算放大器A3的输出端1串联电容C3的一端，所述的电容C3的另一端并联电阻R10的一端与电容C4的一端，所述的电阻R10的另一端接地，所述的电容C4的另一端并联电阻R11的一端与运算放大器A4的同相输入端12，所述的运算放大器A4的反相输入端13并联电阻R12的一端与电阻R13的一端，所述的电阻R12的另一端接地，所述的运算放大器A4的输出端14并联所述的电阻R13的另一端与标头HEADER2的脚管1与脚管2。
[0008]所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述振荡驱动器3为推拉型交流电磁铁。
[0009]所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述的动力驱动源2将MCU产生的特定频率的PWM脉冲通过光耦和放大电路控制振荡驱动器，所述的PWM脉冲通过P1的脚管1与脚管2流出，所述的P1的脚管1与脚管2串联电阻R1的一端，所述的电阻R1的另一端连接高速光耦6N136的脚管3，所述的高速光耦6N136的脚管2连接直流电压DC，所述的P1的脚管3与脚管4接地，所述的高速光耦6N136的脚管8并联直流电压的正输入端、电阻R2的一端与PNP型三极管Q1的发射极e，所述的高速光親6N136的脚管6并联电阻R3的一端与电阻R2的另一端，所述的高速光耦6N136得脚管5串联直流电压的输入端，所述的电阻R3的另一端连接所述的PNP型三极管Q1的基极b，所述的PNP型三极管Q1的集电极c串联电阻R4的一端，所述的电阻R4的另一端连接NPN型三极管Q2的基极b，所述的NPN型三极管Q2的集电极c并联二极管D1与所述的震荡驱动器的脚管2与脚管3，所述的NPN型三极管Q2的发射极e并联电感L1的一端、所述的震荡驱动器的脚管4与接地端，所述的电感L1的另一端连接直流电压DC，所述的震荡驱动器的脚管1连接所述的动力驱动源2。
[0010]所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述信号处理器9包括Μ⑶控制器9-1、信号调理单元电路9-2、AD采集单元9-3、CAN总线接口 9-4、IIC总线接口 9-5、人机交互模块9-6;所述的CAN总线接口 9-4、所述的IIC总线接口 9-5与所述的信号调理单元电路9-2均双向传输线号至所述的Μ⑶控制器9-1，所述的AD采集单元9-3单向传输线号至所述的MCU控制器9-1，所述的信号调理单元电路9-2双向传输线号至人机交互模块9-6。
[0011]有益效果:
1.发明的应用面广，此类产品可应用于矿山、冶金、电厂、化工制造、食品加工厂、环境保护、环境在线监测等。
[0012]2.发明的原理和结构设计简单，利用物体谐振原理和常规调理电路检测出谐振频率的变化量，便可以实现粉尘浓度检测。
[0013]3.发明的先进性强，除人机交互模块外，该发明设有CAN总线接口和IIC总线，可以根据需要连接上位机，进而实现各种人机交互。
[0014]4.发明的结构和体积小巧、轻便，利用自备电池即可进行工作，便于携带和使用。
[0015]【附图说明】:
附图1是发明的结构示意图。
[0016]附图2是发明的信号处理器的内部信号流程图。
[0017]附图3是发明的频率探头调理电路图。
[0018]附图4是发明的动力驱动源电路图。
[0019]【具体实施方式】:
实施例1
一种基于谐振理论的粉尘测量装置，其组成包括:设备支架1、动力驱动源2、振荡驱动器3、振荡管4、粉尘滤膜5、辅助磁铁16、辅助磁铁Π 7、频率探头8、信号处理器9;所述的设备支架1包括金属底座、固定立柱1、固定立柱Π和振荡管固定座，所述的振荡管4、所述的粉尘滤膜5、辅助磁铁16和辅助磁铁Π 7构成振荡天平；
所述的振荡管固定座位于所述的金属底座的中心位置，所述的振荡管固定座上连接所述的振荡管4，所述的振荡管4两侧的金属底座的表面对称位置上分别连接所述的固定立柱I与所述的固定立柱Π，所述的振荡驱器件3固定在固定立柱I上，所述的频率探头8固定在固定立柱Π上，所述的辅助磁铁16与所述的辅助磁铁Π 7均连接在所述的振荡管4上，所述的振荡驱动器通过信号线连接动力驱动源2，所述的频率探头8通过信号线连接信号处理器9。
[0020]实施例2
实施例1所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述的振荡管4为圆锥体，所述的辅助磁铁16位于所述的辅助磁铁Π 7的上方，所述的辅助磁铁16位于所述的辅助磁铁Π 7均为圆环形且固定在同一圆心上。
[0021]实施例3
实施例1所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述的振荡驱器件3与所述的辅助磁铁Π 7之间的距离优选为1mm?5mm，所述的振荡驱器件3与所述的辅助磁铁Π 7水平对齐，所述的辅助磁铁16位于辅助磁铁Π 7上方为40mm?70mm处，所述的辅助磁铁16与所述的频率探头8相距优选为1mm?5mm，所述的频率探头8与所述的辅助磁铁16水平对齐。
[0022]实施例4
实施例1所述的基于谐振理论的粉尘测量装置，所述的频率探头是由霍尔元件和信号调理电路组成;所述的信号调理电路包括放大和滤波电路，所述的霍尔元件包括霍尔传感器，所述的霍尔传感器的脚管1串联电阻R1，所述的霍尔传感器的脚管2串联电阻R2，所述的电阻R1串联二极管D1，所述的二极管D1并联二极管D2，所述的二极管D2的一端并联运算放大器A1的反相输入端2与电阻R3的一端，所述的二极管D2的另一端并联运算放大器A1的同相输入端3与电阻R4，所述的电阻R4的另一端接地，所述的运算放大器A1上还连接直流的DC的正输入端与负输入端，所述的运算放大器A1的输出端1连接所述的电阻R3的另一端与电阻R5的一端，所述的电阻R5并联所述的电阻R7的一端与运算放大器A2的反相输入端13，所述的运算放大器A2的同相输入端12连接电阻R6的一端，所述的电阻R6的另一端接地，所述的运算放大器A2上还连接直流的DC的正输入端与负输入端，所述的运算放大器A2的输出端14连接所述的电阻R7的另一端与电阻R8的一端，所述的电阻R8的另一端并联电阻R9的一端与电容Cl，所述的电阻R9的另一端并联电容C2的一端与运算放大器A3的同相输入端3，所述的电容C2的另一端接地，所述的运算放大器A3的反相输入端2连接所述的运算放大器A3的输出端1，所述的运算放大器A3上还连接直流的DC的正输入端与负输入端，所述的运算放大器A3的输出端1串