一种激光尘埃粒子计数器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光尘埃粒子计数器，包括气路装置、光学系统和电路系统，所述电路系统包括供电电源、电源电压处理模块、气泵控制电路、检测腔及光电转换单元、电压甄别模块、主控单元、存储单元、触控显示模块、蓝牙模块、按键；所述供电电源与电源电压处理模块相连；所述电源电压处理模块还与气泵控制电路、检测腔及光电转换单元、主控单元、按键相连；所述主控单元还与检测腔及光电转换单元、电压甄别模块、存储单元、触控显示模块、蓝牙模块、按键相连；所述检测腔及光电转换单元还与电压甄别模块相连。其优点在于：提供了一种人机交互性好、易操作、便携式、低功耗的激光尘埃粒子计数器。
【专利说明】一种激光尘埃粒子计数器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光尘埃粒子计数器，特别涉及一种激光尘埃粒子计数器的电路系统。
【背景技术】
[0002]激光尘埃粒子计数器是用来测量空气中尘埃微粒的数量及粒径分布的仪器，广泛应用于医药、电子、精密机械、彩管制造、微生物等行业，实现对各种洁净等级的工作台、净化室、净化车间的净化效果、洁净级别进行监控，以确保产品的质量。
[0003]激光尘埃粒子计数器基本原理是光学传感器的探测激光经尘埃粒子散射后被光敏元件接收并产生脉冲信号，该脉冲信号被输出并放大，然后进行数字信号处理，通过与标准粒子信号进行比较，将对比结果用不同的参数表示出来。
[0004]现有的激光尘埃计数器通常由气路装置、光学系统和电路系统等组成。其中，气路装置包括气泵和过滤器等，它用来采集待测气体样品并产生采样流量(流量一般在2.83升/分钟?28.3升/分钟之间)；光学系统，其中光源用于产生激光、测量腔是进行微粒观测的空间，被采集的气体样品要从测量腔穿过、光检测器是将散射光能量转换为电信号的光电转换器；电路系统就是完成对脉冲信号的放大、甄别、计数等电路。
[0005]现有的激光尘埃计数器，计数显示多用LED或者单色IXD小屏，单次显示信息少，需要结合大量的按键或者组合按键实现内容显示，不易操作，人机交互性差；历史信息存储在本地，只能通过串口、USB有线与电脑连接，便携性差；整体功耗大，锂电池供电，需要反复充电，电池寿命短。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种激光尘埃粒子计数器，特别是对原有电路系统的改进，以克服【背景技术】中提到的现有技术的缺点。
[0007]为了实现本实用新型的目的，通过采用以下技术方案来实现:
[0008]一种激光尘埃粒子计数器，包括气路装置、光学系统和电路系统，所述电路系统包括供电电源、电源电压处理模块、气泵控制电路、检测腔及光电转换单元、电压甄别模块、主控单元、存储单元、触控显示模块、蓝牙模块、按键；所述供电电源与电源电压处理模块相连；所述电源电压处理模块还与气泵控制电路、检测腔及光电转换单元、主控单元、按键相连；所述主控单元还与检测腔及光电转换单元、电压甄别模块、存储单元、触控显示模块、蓝牙模块、按键相连；所述检测腔及光电转换单元还与电压甄别模块相连。
[0009]所述电源电压处理模块对气泵控制电路、检测腔及光电转换单元、主控单元供电，并且电源电压处理模块与按键、主控单元结合产生长按开关机操作。
[0010]所述检测腔及光电转换单元，其中激光二极管波长780nm，光电检测采用pin光电二极管，IV转换实现电路一级放大，对数放大实现非线性二级放大。
[0011]所述电压甄别模块由比较器实现多通道比较，甄别颗粒直径，其中比较器参考端采用TL431稳压，比较器采用滞回比较器。
[0012]所述触控显示模块，其中触摸驱动芯片采用TSC2046芯片，屏驱动芯片采用SSD1963 芯片。
[0013]所述主控单元利用内部定时器完成多通道计数；主控单元通过PWM来控制IXD亮度及开关；主控单元通过AD检测电量，电压过低时关断系统供电；数字1检测充电器插入拔出。所述主控单元采用Cortex M3芯片。所述主控单元采用Cortex M3芯片选用ST公司的 STM32F103ZET6。
[0014]所述存储模块采用SD卡；
[0015]所述蓝牙模块是主从一体蓝牙模块。
[0016]本实用新型的有益效果在于:采用触摸控制和大尺寸彩色IXD显示，显示信息丰富，操控简单；存储采用可插拔SD卡，便于存取历史信息；蓝牙接口的从接口，便于与PC、手机连接，通过PC、手机上的应用程序访问粒子计数器，设置参数或者读取历史数据，蓝牙接口的主接口，可以与蓝牙打印机相连，打印相关信息；采用低功耗设计，依靠内部高性能锂电池，连续工作时间不少于8小时；根据需要，控制屏幕开关时间，有效工作时间不少于I 6小时，工作时间长度国内领先。整体上提供了一种人机交互性好、易操作、便携式、低功耗的激光尘埃粒子计数器。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型激光尘埃粒子计数器电路系统的结构框图示意图。
[0018]其中，图1的符号说明如下:
[0019]101、供电电源，102、电源电压处理模块，103、气泵控制电路，104、检测腔及光电转换单元，105、电压甄别模块，106、主控单元，107、存储单元，108、触控显示模块，109、蓝牙模块，110、按键。
【具体实施方式】
[0020]一种激光尘埃粒子计数器，包括气路装置、光学系统和电路系统，所述电路系统包括供电电源101、电源电压处理模块102、气泵控制电路103、检测腔及光电转换单元104、电压甄别模块105、主控单元106、存储单元107、触控显示模块108、蓝牙模块109、按键110 ；所述供电电源101与电源电压处理模块102相连；所述电源电压处理模块102还与气泵控制电路103、检测腔及光电转换单元104、主控单元106、按键110相连；所述主控单元106还与检测腔及光电转换单元104、电压甄别模块105、存储单元107、触控显示模块108、蓝牙模块109、按键110相连；所述检测腔及光电转换单元104还与电压甄别模块105相连。
[0021]供电电源101:采用锂电池供电，电压范围9-12.6V。
[0022]电源电压处理模块102:在供电电源101因能量消耗，电压在9-12.6V波动时，仍然保持供给各相关模块恒定的电压:其中气泵控制电路103为9V，主控单元106通过1控制开关；检测腔及光电转换单元104为+12V、-12V、+5V ;主控单元106为5V。
[0023]气泵控制电路103:采用微型真空泵，电压9V，流量2.83升/分钟。
[0024]检测腔及光电转换单元104:采用780nm近红外激光二极管作为光源，腔体完成散射光的收集，采用Pin光电二极管实现光电转换。光转换为电信号十分微弱，通过IV转换，二级对数放大电路实现信号放大；IV转换、二级对数放大所选用放大器双电源供电+12V、-12V。激光二极管恒流源驱动，5V供电，主控1控制开关。
[0025]电压甄别模块105:比较器参考端采用TL431稳压，比较器采用滞回比较器，提高比较器的稳定性，直接输出TTL电平。
[0026]主控单元106:5V供电，通过AM1117-3.3转换为3.3V，供给主控芯片STM32F103ZET6。主控单元106实现界面显示、通道计数、数据保存、数据交互、检测电池电压、充电器插入拔出。
[0027]存储单元107:采用SD卡作为存储介质。
[0028]触控显示模块108:采用4.3或5寸彩色IXD，触摸驱动芯片采用TSC2046，屏驱动芯片采用SSD1963。主控单元106可以通过PWM控制屏幕亮度，开关屏幕，显著降低系统功耗。系统设置4种显示模式:全亮度、半亮度、55_5 (间歇55秒关掉5秒打开，按键或者触摸打开5秒)、全关(按键或者触摸打开5秒)。
[0029]操作时，系统开机进入测量界面:点击测量按键，开始测量；再次点击，停止测量；点击UCL按键，做UCL测量。
[0030]点击数据，切换到数据界面，显示历史数据，按键显示上一个、下一个。
[0031]点击图线，切换到图线界面，通过二维坐标图示显示历史数据。
[0032]点击设置，设置系统参数。
[0033]点击帮助，显示洁净等级标准。
[0034]蓝牙模块109:采用HC-05主从一体蓝牙模块，通过AT指令设置工作模式:从接口，便于与PC、手机连接，通过PC、手机上的应用程序访问粒子计数器，设置参数或者读取历史数据；主接口，可以与蓝牙打印机相连，打印相关信息。
[0035]按键110:结合电源电压处理模块102、主控单元106完成长按开关机动作，翻看历史数据。
[0036]整个装置最终实施尺寸可以达到100*200*50mm。
【权利要求】
1.一种激光尘埃粒子计数器，包括气路装置、光学系统和电路系统，其特征在于:所述电路系统包括供电电源(101)、电源电压处理模块(102)、气泵控制电路(103)、检测腔及光电转换单元(104)、电压甄别模块(105)、主控单元(106)、存储单元(107)、触控显示模块(108)、蓝牙模块(109)、按键(110);所述供电电源(101)与电源电压处理模块(102)相连；所述电源电压处理模块(102)还与气泵控制电路(103)、检测腔及光电转换单元(104)、主控单元(106)、按键(110)相连；所述主控单元(106)还与检测腔及光电转换单元(104)、电压甄别模块(105)、存储单元(107)、触控显示模块(108)、蓝牙模块(109)、按键(110)相连；所述检测腔及光电转换单元(104)还与电压甄别模块(105)相连。
2.如权利要求1所述的激光尘埃粒子计数器，其特征在于:所述电源电压处理模块(102)对气泵控制电路(103)、检测腔及光电转换单元(104)、主控单元(106)供电，并且电源电压处理模块(102)与按键(110)、主控单元(106)结合产生长按开关机操作。
3.如权利要求1所述的激光尘埃粒子计数器，其特征在于:所述检测腔及光电转换单元(104)，其中激光二极管波长780nm，光电检测采用pin光电二极管，IV转换实现电路一级放大，对数放大实现非线性二级放大。
4.如权利要求1所述的激光尘埃粒子计数器，其特征在于:所述电压甄别模块(105)，其中比较器参考端采用TL431稳压，比较器采用滞回比较器。
5.如权利要求1所述的激光尘埃粒子计数器，其特征在于:所述触控显示模块(108)，其中触摸驱动芯片采用TSC2046芯片，屏驱动芯片采用SSD1963芯片。
6.如权利要求1所述的激光尘埃粒子计数器，其特征在于:所述主控单元(106)利用内部定时器完成多通道计数；主控单元(106)通过PWM来控制IXD亮度及开关；主控单元(106)通过AD检测电量，电压过低时关断系统供电；数字1检测充电器插入拔出。
7.如权利要求6所述的激光尘埃粒子计数器，其特征在于:所述主控单元(106)采用Cortex M3 芯片。
【文档编号】G01N15/06GK204008387SQ201420488121
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】倪伟, 郭彦锋, 张继璠, 王铮 申请人:无锡硅奥科技有限公司