脉冲式红外粉尘浓度检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种粉尘浓度检测仪器，尤其是其中的检测电路。
【背景技术】
[0002]粉尘浓度检测仪主要由检测电路、检测孔等组成，检测电路中的发光管发光后在光路结构中形成的发射光轴经过检测孔，当检测孔内没有粉尘时，发射光轴会沿直线传播；当检测孔内有粉尘时，粉尘对光线发生散射作用，经过检测孔的光线向四周散射，这样光线便发生变化从而使输出的信号发生变化。检测电路采用一个四级放大的集成芯片，对发光管接收到的信号进行放大，最后输出一个模拟信号。该粉尘浓度检测电路存在的主要问题是:
[0003]1、该粉尘浓度检测电路仅仅是一个被动检测电路，不具备信号处理及关键信息存储的功能。
[0004]2、发光管是一个被动器件，必须在外部PffM信号驱动下才会工作，驱动发光管的电源必须由外部电路单独提供，相当于一个检测仪产品需要提供两路电源才能工作。
[0005]3、发光管是在外部PffM信号驱动下工作，输出一个模拟的信号，该模拟信号受电源电压及驱动信号影响大，精度低。
[0006]4、粉尘浓度检测的精度过度依赖于集成芯片的精度，可控制性低。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的就是要解决上述现有技术存在的问题，提出一种无需外部额外电源能自主驱动发光管、能直接输出数字信号且控制精确的脉冲式红外粉尘浓度检测电路。
[0008]本实用新型为解决上述问题采用的技术方案是:本实用新型由模拟电路和数字电路组成，模拟电路包括依次相连接的四级运放，第一级运放的同相端和反相端之间连接光电管、输出端依次连接第二级运放、第三级运放和第四级运放，第四级运放的输出端连接数字电路；光电管由红外发光管和红外接收管组成，红外发光管连接于三极管的集电极到数字地之间，红外接收管连接于第一级运放的同相端和反相端之间，在第一级运放的反相端和输出端之间连接电阻R4 ；电容Cl连接电源与数字地之间，电阻Rl连接电源与所述三极管的发射极之间，电容C2连接于所述三极管的发射极与数字地之间，电阻R2连接所述三极管的发射极和基极，电阻R3连接数字电路的PWM端口到所述三极管的基极；数字电路具有一个单片机，单片机发出PWM脉冲经电阻R3驱动所述三极管，红外发光管发出脉冲红外光线。
[0009]本实用新型采用上述技术方案后具有的优点是:
[0010]1、本实用新型采用逐级放大的方式进行信号处理，有利于调节各级放大电路的参数，精确控制有效信号的幅值，最大程度降低电气噪声的干扰。
[0011]2、本实用新型电路内部增加了电荷存储及驱动部分电路，能自主驱动，不需要外部提供额外电源。
[0012]3、本实用新型电路结构内部增加了微处理单元，能自主驱动发光管，并按照专有逻辑采集有效信号。
[0013]4、本实用新型电路内部的微处理单元对采集到的有效信号进行一系列运算，能直接输出可供其它单片机接收的数字信号。
[0014]5、本实用新型电路结构整体具有驱动、接收、放大、采集、运算、反馈等闭环控制机理，充分提高了检测精度。
[0015]6、采用本实用新型电路结构做成的粉尘浓度检测仪能主动向外输出粉尘浓度信号，方便外部电路的数据采集。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的模拟部分结构连接图；
[0017]图2是本实用新型的数字部分结构图。
【具体实施方式】
[0018]参见图1和图2，本实用新型由模拟电路部分和数字电路部分这两部分组成，其中，数字电路部分提供驱动信号，同时采集模拟电路部分的最终输出信号。
[0019]模拟电路部分包括依次相连接的四级运放，前级运放的输出端和后级运放的同相端之间通过电容相连接。其中，第一级运放IC1_A的同相端和反相端之间连接光电管，第一级运放IC1_A的输出端依次连接第二级运放IC1_B、第三级运放IC1_C、第四级运放IC1_D。第四级运放IC1_D的输出端连接数字电路部分。光电管由红外发光管SE和红外接收管RE组成。第一级运放IC1_A的同相端和反相端之间连接红外接收管RE，红外接收管RE接收红外发光管SE的信号，红外发光管SE连接三极管Q1，三极管Ql驱动红外发光管SE发出脉冲红外光线。
[0020]电容Cl连接电源VCC与数字地GND之间，形成初级滤波；电阻Rl连接电源VCC与三极管Ql的发射极之间，电容C2连接于三极管Ql的发射极与数字地GND之间，用于储存电荷。电阻R2连接三极管Ql的发射极和基极，电阻R3连接数字电路的PffM端口到三极管Ql的基极，PWM信号驱动三极管Ql工作。
[0021]红外发光管SE连接于三极管Ql的集电极到数字地GND之间，在三极管Ql的驱动下发光；红外接收管RE接收红外发光管SE的信号，接收管RE连接于第一级运放IC1_A的同相端和反相端之间，接收管RE将接收到的信号送到第一级运放IC1_A。在第一级运放IC1_A的反相端和输出端之间连接电阻R4，形成反馈。
[0022]第一级运放IC1_A的输出端与第二级运放IC1_B同相端之间连接电容C3，用于信号耦合。在第二级运放IC1_B的同相端和基准电压VREF之间连接电阻R8，在第二级运放IC1_B的同相端到模拟地AGND之间连接电阻R9。第二级运放IC1_B的反相端和输出端之间连接电阻R5，第二级运放IC1_B的反相端到模拟地AGND之间连接电阻R10。
[0023]第二极运放IC1_B的输出端到第三级运放IC1_C的同相端之间连接电容C4，用于信号耦合。第三级运放IC1_C的同相端和基准电压Vref之间连接电阻R11，第三级运放IC1_C的同相端到模拟地AGND之间连接电阻R12。第三级运放IC1_C的反相端到输出端之间连接电阻R6，第三级运放IC1_C的反相端到模拟地AGND之间连接电阻R13。
[0024]第三级运放IC1_C的输出端到第四级运放的同相端之间连接电容C5，用于信号耦合。第四级运放IC1_D的同相端至基准电压Vref之间连接电阻R14，第四级运放IC1_D的同相端到模拟地AGND之间连接电阻R15，第四级运放IC1_D的反相端到输出端之间连接电阻R7，第四级运放IC1_D的反相端到模拟地AGND之间连接电阻R16，第四级运放IC1_D的输出端连接到数字电路的A/D端口。
[0025]电源VCC经电容Cl滤波后，通过电阻Rl给电容C2充电。数字电路发出的PffM脉冲经电阻R3驱动三极管Q1，电容C2储存的电能在三极管Ql的导通下经电阻R2对红