Pm2.5颗粒物检测和净化设备的制作方法
【专利摘要】本发明PM2.5颗粒物检测和净化设备，包括PM2.5传感器和PM10传感器、主控制板、液晶显示器和高压除尘器，高压除尘器包括正高压电场、零电位和负高压3个部分，高压除尘器设有活性炭滤网、冷触媒滤网和HEPA滤网。主控制板设有检测芯片、主控芯片和语音芯片。PM2.5传感器和PM10传感器与主控制板和液晶显示器依次相连，检测芯片、语音芯片和高压除尘器分别与主控芯片相连。其优点在于：检测精度高，达到对超过75ug/立方米国家标准的颗粒物实时控制的目标,并可以将检测后的空气中PM的数据以数字形式显示在液晶显示器幕上，直观方便，语音播报及时，设有HEPA滤网的高压除尘器除法效果更为理想，可以满足实现上述控制标准的要求。
【专利说明】PM2.5颗粒物检测和净化设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测和净化设备，特别涉及一种PM2.5颗粒物检测和净化设备。
【背景技术】
[0002]目前，空气颗粒物检测和净化设备检测精度不高，在达到对超过75ug/立方米国家标准的颗粒物实时控制的目标上，还不能满足要求。市场上的净化器产品有些没有检测系统，即使有粉尘传感器的也未能将实际的检测数据以直观的形式显示出来，更不能根据环境粉尘浓度自动调节过滤的强度。传统高压除尘器除尘的效果也不理想，不能满足实现上述国家标准的颗粒物实时控制标准的要求。因此，有必要设计精度高、除尘的效果更加理想，使用更为方便的空气颗粒物检测和净化设备。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是要克服现有技术的上述缺陷，提供一种PM2.5颗粒物检测和净化设备，可以达到对超过75ug/立方米国家标准的颗粒物实时控制的目标，检测精度高，高压除尘效果更为理想，并可以将检测后的空气中PM的数据以数字形式显示在液晶显示器幕上，直观方便，采用语音播报使客户能更清楚地了解环境状况，弥补了其他产品的不足。。
[0004]为达到上述目的，本发明提供的PM2.5颗粒物检测和净化设备，包括粉尘传感器和高压除尘器，所述高压除尘器设有活性炭滤网、冷触媒滤网和至少一个风机，还包括主控制板和液晶显示器，所述粉尘传感器包括PM2.5传感器和PMlO传感器，所述高压除尘器包括正高压电场、零电位和负高压3个部分，其中所述正高压电场位于所述高压除尘器前部，所述负高压和零电位建立一个静电场，所述高压除尘器还设有HEPA滤网，所述HEPA滤网位于所述活性炭滤网和冷触媒滤网前方并安装在所述静电场前部；所述主控制板设有检测芯片、主控芯片和语音芯片，其中所述PM2.5传感器和PMlO传感器与所述主控制板和液晶显示器依次相连，所述检测芯片、语音芯片和高压除尘器分别与所述主控芯片相连，所述PM2.5传感器和PMlO传感器将采集到的粉尘浓度信号通过数据线传给所述检测芯片进行信号处理，所述检测芯片将处理后的信号发送给所述主控芯片进行识别，如果粉尘浓度超过75ug/立方米国家标准，所述主控芯片发出脉冲信号控制所述语音芯片播报内部存储的“PM2.5超标”语音内容，同时，所述主控芯片通过数据线将数据发给所述液晶显示器，把粉尘浓度数据实时显示在屏幕上并且向所述高压除尘器输出PWM控制信号驱动所述风机以PWM调制波高速运行启动除尘。
[0005]本发明PM2.5颗粒物检测和净化设备，其中还包括DC12V电源、安全开关、两级稳压块，所述DC12V电源输入直流12V电压，经所述安全开关闭锁，再经过所述两级稳压块稳压后为所述主控制板供电。
[0006]本发明PM2.5颗粒物检测和净化设备，其中所述粉尘传感器采用型号为SM-PWM-OlA型光透射型粉尘传感器。
[0007]本发明PM2.5颗粒物检测和净化设备，其中所述主控制板采用型号为STC12C4052AD的检测芯片和型号为ATMEGA16的主控芯片。
[0008]本发明PM2.5颗粒物检测和净化设备，其中所述主控制板还分别连接有键盘、时钟芯片温湿度传感器和遥控接收器，温湿度传感器采用型号为DHTll的芯片。
[0009]本发明PM2.5颗粒物检测和净化设备的优点和积极效果在于:由于设置了 PM2.5传感器和PMlO传感器、检测芯片和主控芯片进行识别，其检测精度高，达到对超过75ug/立方米国家标准的颗粒物实时控制的目标，并可以将检测后的空气中PM的数据以数字形式显示在液晶显示器幕上，直观方便，语音播报及时，设有HEPA滤网的高压除尘器除尘效果更为理想，可以满足实现上述控制标准的要求。
[0010]下面结合实施例详细描述本发明提供的PM2.5颗粒物检测和净化设备的技术方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明PM2.5颗粒物检测和净化设备的结构框图；
[0012]图2是检测芯片的电路原理图；
[0013]图3是主控芯片的电路原理图；
[0014]图4是时钟芯片的电路原理图；
[0015]图5是键盘的电路原理图；
[0016]图6是语音芯片的电路原理图；
[0017]图7是液晶显不器的电路原理图；
[0018]图8是电源的电路原理图；
[0019]图9是风机控制的电路原理图；
[0020]图10是温湿度传感器的电路原理图；
[0021]图11是PM2.5/PM10传感器的接线图。
【具体实施方式】
[0022]本发明提供的PM2.5颗粒物检测和净化设备，其中PM2.5颗粒物检测包括DC12V电源、粉尘传感器、主控制板和液晶显示器。
[0023]参照图1，DC12V电源输入直流12V电压，通过安全开关进行闭锁，防止用户开启底盖时候主板带电，再经过两级稳压块7809、7805稳压，分别输出DC9V和DC5V电压给主控制板供电。安全开关为安装在底盖上的安全闭锁开关。
[0024]粉尘传感器包括PM2.5传感器和PMlO传感器，采用SM-PWM-OlA型光透射型粉尘传感器，
[0025]主控制板上面设有主控芯片ATMEGA16、检测芯片STC12C4052AD和语音芯片。
[0026]液晶显示器采用128*64点阵液晶，以中文和数字的形式显示主控芯片发来的显示数据。
[0027]高压除尘器包括正高压电场、零电位和负高压3个部分，其中正高压电场位于高压除尘器前部，负高压和零电位建立一个静电场。高压除尘器设有活性炭滤网、冷触媒滤网、HEPA滤网和2个风机。HEPA滤网位于活性炭滤网和冷触媒滤网前方并安装在静电场前部。[0028]PM2.5传感器和PMlO传感器与主控制板和液晶显示器依次相连，检测芯片、语音芯片和高压除尘器分别与主控芯片相连。
[0029]在本发明提供的PM2.5颗粒物检测和净化设备的实施例中，主控制板还分别连接有键盘、时钟芯片、温湿度传感器和遥控接收器。结合参照图5，按键控制系统开停和修改内部参数。温湿度传感器采用型号为DHTll的芯片。遥控接收器接收外部红外遥控器指令，然后把该指令输出到主控芯片。
[0030]本发明提供的PM2.5颗粒物检测和净化设备的电路结构如下:
[0031]参照图11，PM2.5/PM10传感器的2脚和4脚，结合参照图2至图3，分别连接到检测芯片STC12C4052的第12和13引脚，其中传感器Pl脚输出的脉冲代表空气里PM2.5微米的粉尘颗粒，P2脚输出的代表PMlO微米的粉尘颗粒。该2路信号经过检测芯片STC12C4052AD内部运算、整理后，自检测芯片STC12C4052AD的2脚RXD端以RS232的通讯方式将数据传输到主控芯片ATMEGA16的10脚TXD端，检测芯片STC12C4052AD的3脚TXD端连接到主控芯片ATMEGA16的9脚TXD端，完成数据的发送。主控芯片ATMEGA16接收到数据后，进行内部程序的运算和比较，然后将结果传输到液晶显示器，结合参照图7，其19脚CS端、20脚RST端、21脚AO端、22脚SCLK端和23脚SDA端分别相应连接至液晶显示器的I脚CS端、2脚RST端、3脚AO端、4脚SCLK端和5脚SDA端进行显示。
[0032]结合参照图6，主控芯片ATMEGA16的41脚YYRT端、42脚PRST端和4321脚D端分别相应连接至语音芯片的8脚YYRT端、6脚PRST端和7脚D端进行语音播放。
[0033]结合参照图9，主控芯片ATMEGA16的第4引脚与MOS管D2的LZ引脚相连接输出PWM调制波对风机进行调速控制。
[0034]结合参照图10，芯片U2是温湿度传感器DHTl I，该传感器将温湿度信号通过2脚DHTD端与主控芯片ATMEGA16的37脚DHTD端相连，把采集到的温湿度数据以单总线通信的方式发送给主控芯片ATMEGA16。
[0035]结合参照图4，时钟芯片DS1302的7脚SCK端、6脚MISO端和5脚SS端与主控芯片ATMEGA16的3脚SCK端、2脚MISO端和44脚SS端分别相应连接，采用SPI三线方式实时给主控芯片ATMEGA16提供开机运行时间累计信号。
[0036]在本发明提供的PM2.5颗粒物检测和净化设备其他的实施例中，PM2.5传感器和PMlO传感器采集周围环境悬浮的2.5微米和10微米的粉状颗粒，将采集到的粉尘浓度信号通过数据线传给检测芯片进行信号处理，检测芯片将处理后的信号发送给主控芯片进行识别，如果粉尘浓度超过75ug/立方米国家标准，主控芯片提供给语音芯片一个脉冲信号，语音芯片接收语音信号后播报内部存储的“PM2.5超标”语音内容，同时，主控芯片通过数据线将数据发给液晶显示器，把粉尘浓度数据实时显示在屏幕上并且向高压除尘器输出PWM控制信号驱动风机以PWM调制波高速运行启动除尘。当粉尘风流经过高压除尘器的静电场时，空气里的粉尘就被吸附在集尘器铁片上面。其中部分没有被吸附的粉尘也被HEPA过滤，这样空气里的微小粉尘就被过滤洁净了。
[0037]使用本发明PM2.5颗粒物检测和净化设备，主板开机按键按下或者用户用红外遥控器开机键开机，控制系统启动，系统实时检测外部PM2.5传感器和PMlO传感器传来的脉宽密度信号，该信号经单片机处理以数据形式发给液晶显示器进行显示和控制。
[0038]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【权利要求】
1.一种PM2.5颗粒物检测和净化设备，包括粉尘传感器和高压除尘器，所述高压除尘器设有活性炭滤网、冷触媒滤网和至少一个风机，其特征在于:还包括主控制板和液晶显示器，所述粉尘传感器包括PM2.5传感器和PMlO传感器，所述高压除尘器包括正高压电场、零电位和负高压3个部分，其中所述正高压电场位于所述高压除尘器前部，所述负高压和零电位建立一个静电场，所述高压除尘器还设有HEPA滤网，所述HEPA滤网位于所述活性炭滤网和冷触媒滤网前方并安装在所述静电场前部；所述主控制板设有检测芯片、主控芯片和语音芯片，其中所述PM2.5传感器和PMlO传感器与所述主控制板和液晶显示器依次相连，所述检测芯片、语音芯片和高压除尘器分别与所述主控芯片相连，所述PM2.5传感器和PMlO传感器将采集到的粉尘浓度信号通过数据线传给所述检测芯片进行信号处理，所述检测芯片将处理后的信号发送给所述主控芯片进行识别，如果粉尘浓度超过75ug/立方米国家标准，所述主控芯片发出脉冲信号控制所述语音芯片播报内部存储的“PM2.5超标”语音内容，同时，所述主控芯片通过数据线将数据发给所述液晶显示器，把粉尘浓度数据实时显示在屏幕上并且向所述高压除尘器输出PWM控制信号驱动所述风机以PWM调制波高速运行启动除尘。
2.根据权利要求1所述的PM2.5颗粒物检测和净化设备，其特征在于:其中还包括DC12V电源、安全开关、两级稳压块，所述DC12V电源输入直流12V电压，经所述安全开关闭锁，再经过所述两级稳压块稳压后为所述主控制板供电。
3.根据权利要求2所述的PM2.5颗粒物检测和净化设备，其特征在于:其中所述粉尘传感器采用型号为SM-PWM-OlA型光透射型粉尘传感器。
4.根据权利要求3所述的PM2.5颗粒物检测和净化设备，其特征在于:其中所述主控制板采用型号为STC12C4052AD的检测芯片和型号为ATMEGA16的主控芯片。
5.根据权利要求4所述的PM2.5颗粒物检测和净化设备，其特征在于:其中所述主控制板还分别连接有键盘、时钟芯片温湿度传感器和遥控接收器。
6.根据权利要求5所述的PM2.5颗粒物检测和净化设备，其特征在于:其中所述，温湿度传感器采用型号为DHTll的芯片。
【文档编号】B01D50/00GK103808638SQ201310680130
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】傅有芳 申请人:傅有芳