一种粉尘传感器的数据处理方法与流程

本发明涉及家用电器领域，尤其涉及一种粉尘传感器的数据处理方法

背景技术：

目前净化器行业内对空气质量的显示常见有质量等级显示及数值显示，且逐渐的用数值显示的占比越来越大。使用的粉尘传感器常见有红外传感器和激光传感器两种，两者的优缺点如下：

1、使用红外粉尘传感器检测空气质量，优点为成本低，寿命长(7年以上)，缺点为用于数值显示时存在数据波动大的问题，且在空气质量浓度较低(一般小于150ug/m3)时，显示的数据偏差大的问题，同时响应相对较慢。

2、使用激光传感器检测空气质量，有精度高、响应快的优点。但其成本较高，一般比红外成本高50％以上；需要自带小风扇，小风扇存在长期寿命的问题，使用质量好的小风扇，成本会进一步提升；传感器长期使用内部积灰无法擦拭，进而影响检测精度。

中国专利文献201510695984.4公开了一种红外粉尘传感器的数据处理方法，该方法至少包括如下步骤：步骤1：在防潮箱中改变实验环境空气中的粉尘浓度并使粉尘的浓度稳定一段时间。步骤2：采集不同的稳定粉尘浓度下的红外粉尘传感器的电压值以及同环境下的高精度粉尘检测仪所示值。步骤3：将步骤2得到的采集值用软件进行拟合分析，得到函数表达式。步骤4：验证实验结果。

但是上述技术方案由于红外线平行度不高，能量不集中，所以精度与反应速度都要比粉尘检测仪弱。但是同时粉尘检测仪的成本比红外传感器高，而红外传感器由于自身本身的缺陷以及算法的不细致导致了其精确度会比粉尘传感器差。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提出一种粉尘传感器的数据处理方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：被检测样本通过安装有红外粉尘传感器的检测装置，将探测到的红外信号转换成电信号后与一个参考电压vref一起输入比较电路系统，比较电路系统对电信号进行随机抽样x组，每组y秒，分别统计低脉冲次数与低电平时间，低脉冲次数与低电平时间均存储在比较电路系统内，比较电路系统根据逻辑运算，选择输出低脉冲次数、低电平时间或者无粉尘信号中的一个信号。

进一步的，x＝1—60，y＝1—60。

进一步的，xy≤60。

进一步的，低脉冲次数和低电平时间两组数据存储在比较电路系统fifo缓冲区中。

进一步的，fifo缓冲区为先进先出缓冲区。

进一步的，低脉冲次数数据存储在fifo1中，低电平时间数据存储在fifo2中。

进一步的，根据fifo2中的低电平时间总和决定做以下输出：

当低电平时间总和>z毫秒时，输出低电平时间总和；

当低电平时间总和≤z毫秒时，输出低脉冲次数总和。

进一步的，z＝4000—8000。

进一步的，一种粉尘传感器，采用了上述的一种粉尘传感器的数据处理方法。

本发明的有益效果如下：

1.对于红外传感器，通过提供一个参考电压vref，可以确定可采集的气体粒径大小，为获得准确的空气质量打下基础。

2.通过本发明，可以实现在较低浓度时(一般小于150ug/m3)空气质量数值显示准确，精度高，基本达到激光传感器的数值检测精度。同时，由于使用红外传感器，避免了激光传感器成本高，寿命相对较差的缺点。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

图2是本发明的比较电路的接口示意图。

图中标号：1—第1接口，用于接地；2—第2接口，用于接低脉冲次数信号输入；3—第3接口，用于接电源；4—第4接口，用于接低电平时间信号输入；5—第5接口，用于接参考电压vref输入。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

如图2所示，本发明采用的红外粉尘传感器信号的比较电路，包括5个接口，其中第1接口接地，第2接口接入低脉冲次数信号，第3接口接电源，第4接口接低电平时间信号，第5接口接参考电压vref。

如图1所示，通过提供一个参考电压vref，来确定可采集的气体粒径大小是否符合要求。被检测样本通过安装有红外粉尘传感器的检测装置，将探测到的红外信号转换成电信号(低脉冲次数信号及低电平时间信号)后与参考电压vref一起输入比较电路系统进行比较。当采集的信号与参考电压vref比较后，不符合要求时，认为粒径过小，输出无粉尘信号，该输出信号作为一个独立的信号可以否决粉尘传感器的其它有用的输出信号。

如采集的信号符合要求，比较电路系统对采集的信号随机抽样x组，每组y秒，x＝1—60，y＝1—60，xy≤60。分别统计两组数据，一组为低脉冲次数，另一组为低电平时间，两组数据均存储在比较电路系统内。比较电路系统件设有fifo缓冲区，由fifo1和fifo2组成。缓存区为先进先出缓冲区，当有新的数据(xin)到来的时候，把最老的数据(xout)挤出缓冲区，xin放到缓冲区最后。低脉冲次数数据存储在fifo1中，低电平时间数据存储在fifo2中。

具体而言，假设比较电路系统对电信号进行随机抽样，fifo1中的低脉冲次数抽样数据x＝20，y＝3；fifo2中的低电平时间抽样数据x＝10，y＝3，则：

fifo1：总计20个数据，每个数据记录3s中采集到的低脉冲次数总和。

fifo2：总计10个数据，每个数据记录3s中采集到的低电平时间总和。

如图2所示，每3秒统计一次传感器低脉冲次数，通过第2接口低脉冲次数信号输入存入fifo1，求更新后fifo1中20组数据的总和，即低脉冲次数总和；每3秒统计一次低电平时间，通过第4接口低电平时间信号输入存入fifo2，求更新后fifo2中10组数据的总和，即低电平时间总和。根据fifo2中的低电平时间总和决定以下输出：

当低电平时间总和>预设的时间时(一般可设4000-8000毫秒，如6000毫秒)，表明低电平时间过长，表示粉尘浓度较大，输出fifo2里的数据信号，即低电平时间总和数据；

当低电平时间总和≤预设的时间时(一般可设4000-8000毫秒，如6000毫秒)，表明低电平时间不长，表示粉尘浓度不大，输出fifo1里的数据信号，即低脉冲次数总和数据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种粉尘传感器的数据处理方法，被检测样本通过安装有红外粉尘传感器的检测装置，将探测到的红外信号转换成电信号后与一个参考电压Vref一起输入比较电路系统，比较电路系统对电信号进行随机抽样X组，每组Y秒，分别统计低脉冲次数与低电平时间，低脉冲次数与低电平时间均存储在比较电路系统内，比较电路系统根据逻辑运算，选择输出低脉冲次数、低电平时间或者无粉尘信号中的一个信号。本发明可以实现在较低浓度时空气质量数值显示准确，精度高，基本达到激光传感器的数值检测精度，同时，由于使用红外传感器，避免了激光传感器成本高，寿命相对较差的缺点。

技术研发人员：胡逢亮;汪春节;张秋俊;谢浙;欧泽;阮诗洋;陈颜钱;封宗瑜;王贤波;谭盛鑫;巨姗
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2018.11.28
技术公布日：2019.04.09