一种粉尘传感器的标定方法及标定装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及传感器标定领域，公开了一种粉尘传感器的标定方法及标定装置，该粉尘传感器配置在标定环境中，所述标定方法包括：获取标定环境的粉尘浓度；获取所述粉尘传感器对应于所述粉尘浓度的基础电力参数；以及根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标定参数。如此能够提高粉尘传感器标定参数的准确性，进而提高了粉尘传感器的准确度。
【专利说明】
一种粉尘传感器的标定方法及标定装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及传感器标定领域，具体地，涉及一种粉尘传感器的标定方法及标定装 置。
【背景技术】
[0002] 粉尘传感器(例如激光粉尘传感器)是利用MIE散射理论对空气中的悬浮颗粒进行 计数或者质量浓度测量的方式。通常，粉尘传感器具有一个导通道、一个激光发射管及一个 感光元件。气流在导风通道中流动，气流流过感光元件上方时，会受到激光发射管发射的激 光照射而产生散射光;感光元件接受到散射光，通过对散射光的分析得到流过气体中颗粒 的情况。
[0003] 通常粉尘传感器通过分析粒子的波形来得到粒子的尺寸，首先得到粒子个数，并 且对粒子数进行分割得到一定尺寸的颗粒的粒子数，例如PM2.5以下的粒子数。在通过标准 设备对粉尘传感器进行参数标定的过程中，使得例如PM2.5传感器最终能通过当前粒子数 输出PM2.5的质量浓度。
[0004] 由于在高粉尘浓度时，粒子数大量重叠，通过粒子分割的方法将会出现大量漏记 的粒子，使得传感器的输出值小于实际值。因此现有技术的这种标定方法并不准确，进而影 响了粉尘传感器的测量精度。对于现在经常出现的空气污染情况，例如PM2.5传感器将无法 向用户提供较为准确的PM2.5的值，极大得影响了关联产品（例如空气净化器）的运行准确 性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种粉尘传感器的标定方法及标定装置，该粉尘传感器的标 定方法及标定装置能够提高粉尘传感器标定参数的准确性，进而提高了粉尘传感器的准确 度。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供一种粉尘传感器的标定方法，该粉尘传感器配置 在标定环境中，所述标定方法包括:获取标定环境的粉尘浓度;获取所述粉尘传感器对应于 所述粉尘浓度的基础电力参数；以及根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传 感器的标定参数。
[0007] 优选地，获取所述粉尘传感器的基础电力参数包括:对所述粉尘传感器进行预定 次数的采集以获取所述预定次数的电力参数;将所述预定次数的电力参数的平均值作为所 述基础电力参数。
[0008] 优选地，通过滑动平均滤波的方式获取所述预定次数的电力参数的平均值。
[0009] 优选地，根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标定参数包 括:获取多个粉尘浓度及对应于所述多个粉尘浓度的多个基础电力参数；以及对所述多个 粉尘浓度和所述多个基础电力参数进行线性拟合，以确定该粉尘传感器的标定参数。
[0010] 优选地，针对η个不同粉尘浓度的检测点中的每一者，获取所述粉尘浓度M(i)及对
[0011] 应于所述粉尘浓度的基础电力参数x(i)，根据以下等式确定所述标定参数：
[0012]
[0013] 经标定的粉尘传感器根据以下等式输出粉尘浓度：
[0014] M = aX+b，
[0015] 其中〇<i彡n，X为所述粉尘传感器的基础电力参数。
[0016]优选地，所述粉尘浓度为粉尘的质量密度，所述基础电力参数为电压或电流。
[0017] 相应地，本发明还提供一种粉尘传感器的标定装置，该粉尘传感器配置在标定环 境中，所述标定装置包括:粉尘浓度获取模块，用于获取标定环境的粉尘浓度；电力参数获 取模块，用于获取所述粉尘传感器对应于所述粉尘浓度的基础电力参数；以及处理模块，用 于根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标定参数。
[0018] 优选地，所述粉尘浓度获取模块用于:对所述粉尘传感器进行预定次数的采集以 获取所述预定次数的电力参数;将所述预定次数的电力参数的平均值作为所述基础电力参 数。
[0019] 优选地，所述粉尘浓度获取模块用于通过滑动平均滤波的方式获取所述预定次数 的电力参数的平均值。
[0020] 优选地，所述粉尘浓度获取模块用于获取多个粉尘浓度;所述电力参数获取模块 用于获取对应于所述多个粉尘浓度的多个基础电力参数；以及所述处理模块用于对所述多 个粉尘浓度和所述多个基础电力参数进行线性拟合，以确定该粉尘传感器的标定参数。
[0021] 优选地，针对η个不同粉尘浓度的检测点中的每一者，所述粉尘浓度获取模块用于 获取所述粉尘浓度M(i);所述电力参数获取模块用于对应于所述粉尘浓度的基础电力参数 X( i);所述处理模块用于根据以下等式确定所述标定参数：
[0022]
[0023]
[0024] 经标定的粉尘传感器根据以下等式输出粉尘浓度：
[0025] M = aX+b，
[0026] 其中0 < i < η，X为所述粉尘传感器的基础电力参数。
[0027] 优选地，所述粉尘浓度为粉尘的质量密度，所述基础电力参数为电压或电流。
[0028] 通过上述技术方案，通过获取标定环境的粉尘浓度及所述粉尘传感器对应于所述 粉尘浓度的基础电力参数，根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标 定参数。如此能够提高粉尘传感器标定参数的准确性，进而提高了粉尘传感器的准确度。
[0029] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0030] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0031] 图1是根据本发明实施方式提供的粉尘传感器的标定方法的流程图；
[0032] 图2是根据本发明一种实施方式提供的粉尘传感器的标定方法的流程图；以及
[0033] 图3是根据本发明实施方式提供的粉尘传感器的标定装置的结构示意图。
[0034] 附图标记说明
[0035] 31粉尘浓度获取模块32电力参数获取模块
[0036] 33处理模块
【具体实施方式】
[0037] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0038] 图1是根据本发明实施方式提供的粉尘传感器的标定方法，该粉尘传感器配置在 标定环境中。如图1所示，本发明提供的粉尘传感器的标定方法可以包括:在步骤11处，获取 标定环境的粉尘浓度;在步骤12处，获取所述粉尘传感器对应于所述粉尘浓度的基础电力 参数；以及在步骤13处，根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标定 参数。如此能够提高粉尘传感器标定参数的准确性，进而提高了粉尘传感器的准确度。
[0039] 获取所述粉尘传感器的基础电力参数可以包括:对所述粉尘传感器进行预定次数 的采集以获取所述预定次数的电力参数;将所述预定次数的电力参数的平均值作为所述基 础电力参数，以便能尽可能地获取准确的基础电力参数。
[0040] 通过滑动平均滤波的方式获取所述预定次数的电力参数的平均值，如此每增加一 个采样就可以获得电力参数的一个平均值，因而能够在较短时间内获取电力参数的多个平 均值，以提高效率。
[0041] 根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标定参数可以包括： 获取多个粉尘浓度及对应于所述多个粉尘浓度的多个基础电力参数；以及对所述多个粉尘 浓度和所述多个基础电力参数进行线性拟合，以确定该粉尘传感器的标定参数，从而进一 步提尚确定的标定参数的准确性。
[0042] 其中，针对η个不同粉尘浓度的检测点中的每一者，获取所述粉尘浓度M(i)及对应 于所述粉尘浓度的基础电力参数X(i)，根据等式(1)和(2)确定所述标定参数：
[0043] (1)
[0044] (2)
[0045] 经标定的粉尘传感器根据以下等式输出粉尘浓度：
[0046] M = aX+b，
[0047] 其中0 < i < η，X为所述粉尘传感器的基础电力参数。其中确定的标定参数可以被 写入至粉尘传感器中。
[0048] 所述粉尘浓度为粉尘的质量密度，所述基础电力参数为但不限于电压或电流。
[0049]在本发明的一种实施方式中，将采集粉尘传感器电压(例如AD电压)的采样周期设 置为5ys，每一个采样周期采集n = 2000次的电压，计算每个周期所采集的电压的平均值Vm， Vm= (Vml+Vm2+"_+Vmn)/n，并在确定采样周期期间电压的平均值的同时，获取所测标定环 境中PM2.5的质量密度Mm，其中m表示采样周期。针对获得的粉尘传感器的电压平均值的序 列(￥1，￥2，￥3，."，伽)及?12.5的质量密度(11，12』3，."，1111)进行线性拟合。
[0050] 例如可以采用最小二乘法进行拟合，对应的拟合曲线为:Mm = a X Vm+b，进而确定 标定参数a和b。
[0051] 在本发明的另一实施方式中，可以对粉尘传感器进行连续采样，并采用滑动平均 滤波的方式获取电力参数(例如电压）的平均值。例如可以将滑动滤波窗口的长度设置为 2000,当所测的电压的数量达到2000时，可以得到第一个电压平均值，随后每多测一个电压 值，会使用该电压值来替换掉上次计算电压平均值的所使用的电压中最早测得的电压值， 如此可以在很多的时间内获得多个电压平均值;档所获得预定数量的电压平均值之后，可 以采用上述线性拟合的方法确定标定参数。
[0052] 以下将参考图2通过又一实施方式来详细描述本发明，但是应该注意的是本发明 并不限制于此。
[0053]在本实施方式中，针对5个不同PM2.5质量密度的检测点来检测粉尘传感器的电 压。如图2所示，在步骤21处，针对第一个检测点进行检测;在步骤22处，获取该检测点处的 PM2.5的质量密度以及粉尘传感器对应于该质量密度的电压;在步骤23处，判断所检测的检 测点的数量是否等于5;如果所检测的检测点的数量不等于5，则在步骤24处，针对下一个检 测点进行检测;然后跳转至步骤22;如果在步骤23处，确定所检测的检测点的数量等于5，则 在步骤25处，对所检测到的5个检测点处的质量密度和粒子数拟合，以确定标定参数。将5个 检测点处的质量密度和粒子数代入至等式(1)和(2)中，来确定标定参数a和b，其中n = 5。
[0054] 相应地，本发明还提供一种粉尘传感器的标定装置，该粉尘传感器配置在标定环 境中。如图3所示，本发明提供的标定装置可以包括:粉尘浓度获取模块31，用于获取标定环 境的粉尘浓度；电力参数获取模块32，用于获取所述粉尘传感器对应于所述粉尘浓度的基 础电力参数；以及处理模块33,用于根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传 感器的标定参数。如此能够提高粉尘传感器标定参数的准确性，进而提高了粉尘传感器的 准确度。
[0055] 所述粉尘浓度获取模块31可以用于:对所述粉尘传感器进行预定次数的采集以获 取所述预定次数的电力参数;将所述预定次数的电力参数的平均值作为所述基础电力参 数，以便能尽可能地获取准确的基础电力参数。
[0056] 所述粉尘浓度获取模块32可以用于通过滑动平均滤波的方式获取所述预定次数 的电力参数的平均值，如此每增加一个采样就可以获得电力参数的一个平均值，因而能够 在较短时间内获取电力参数的多个平均值，以提高效率。
[0057] 其中，所述粉尘浓度获取模块31可以用于获取多个粉尘浓度;所述电力参数获取 模块32可以用于获取对应于所述多个粉尘浓度的多个基础电力参数；以及所述处理模块33 可以用于对所述多个粉尘浓度和所述多个基础电力参数进行线性拟合，以确定该粉尘传感 器的标定参数，从而进一步提尚确定的标定参数的准确性。
[0058]针对η个不同粉尘浓度的检测点中的每一者，所述粉尘浓度获取模块31可以用于 获取所述粉尘浓度M(i);所述电力参数获取模块32可以用于对应于所述粉尘浓度的基础电 力参数X(i);所述处理模块33可以用于根据等式（1)和(2)确定所述标定参数，经标定的粉 尘传感器根据以下等式输出粉尘浓度:M = aX+b，其中O < i Sn，X为所述粉尘传感器的基础 电力参数。
[0059]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0060] 另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛 盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。
[0061] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本 发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1. 一种粉尘传感器的标定方法，该粉尘传感器配置在标定环境中，其特征在于，所述标 定方法包括： 获取标定环境的粉尘浓度； 获取所述粉尘传感器对应于所述粉尘浓度的基础电力参数；以及 根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标定参数。2. 根据权利要求1所述的粉尘传感器的标定方法，其特征在于，获取所述粉尘传感器的 基础电力参数包括： 对所述粉尘传感器进行预定次数的采集以获取所述预定次数的电力参数； 将所述预定次数的电力参数的平均值作为所述基础电力参数。3. 根据权利要求2所述的粉尘传感器的标定方法，其特征在于，通过滑动平均滤波的方 式获取所述预定次数的电力参数的平均值。4. 根据权利要求3所述的粉尘传感器的标定方法，其特征在于，根据所述电力参数和所 述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标定参数包括： 获取多个粉尘浓度及对应于所述多个粉尘浓度的多个基础电力参数；以及 对所述多个粉尘浓度和所述多个基础电力参数进行线性拟合，以确定该粉尘传感器的 标定参数。5. 根据权利要求3所述的粉尘传感器的标定方法，其特征在于，针对η个不同粉尘浓度 的检测点中的每一者，获取所述粉尘浓度M(i)及对应于所述粉尘浓度的基础电力参数X (i )，根据以下等式确宙所彳术烷宙参翁.经标定的粉尘传感器根据以下等式输出粉尘浓度： M=aX+b? 其中0<i<n，X为所述粉尘传感器的基础电力参数。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的粉尘传感器的标定方法，其特征在于，所述粉尘浓 度为粉尘的质量密度，所述基础电力参数为电压或电流。7. -种粉尘传感器的标定装置，该粉尘传感器配置在标定环境中，其特征在于，所述标 定装置包括： 粉尘浓度获取模块，用于获取标定环境的粉尘浓度； 电力参数获取模块，用于获取所述粉尘传感器对应于所述粉尘浓度的基础电力参数； 以及 处理模块，用于根据所述电力参数和所述粉尘浓度来确定所述粉尘传感器的标定参 数。8. 根据权利要求7所述的粉尘传感器的标定装置，其特征在于，所述粉尘浓度获取模块 用于： 对所述粉尘传感器进行预定次数的采集以获取所述预定次数的电力参数； 将所述预定次数的电力参数的平均值作为所述基础电力参数。9. 根据权利要求8所述的粉尘传感器的标定装置，其特征在于，所述粉尘浓度获取模块 用于通过滑动平均滤波的方式获取所述预定次数的电力参数的平均值。10. 根据权利要求9所述的粉尘传感器的标定装置，其特征在于， 所述粉尘浓度获取模块用于获取多个粉尘浓度； 所述电力参数获取模块用于获取对应于所述多个粉尘浓度的多个基础电力参数；以及 所述处理模块用于对所述多个粉尘浓度和所述多个基础电力参数进行线性拟合，以确 定该粉尘传感器的标定参数。11. 根据权利要求9所述的粉尘传感器的标定装置，其特征在于，针对η个不同粉尘浓度 的检测点中的每一者， 所述粉尘浓度获取模块用于获取所述粉尘浓度M( i); 所述电力参数获取模块用于对应于所述粉尘浓度的基础电力参数X(i); 所述处理模块田平相坦W下笙才施由日If彳太e由余撒.经标定的粉尘传感器根据以下等式输出粉尘浓度： M=aX+b? 其中0<i<n，X为所述粉尘传感器的基础电力参数。12. 根据权利要求7-11中任一项所述的粉尘传感器的标定装置，其特征在于，所述粉尘 浓度为粉尘的质量密度，所述基础电力参数为电压或电流。
【文档编号】G01N15/06GK105891079SQ201610498122
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】周宏明
【申请人】广东美的制冷设备有限公司, 美的集团股份有限公司