一種具有多靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種灰塵檢測(cè)電路，具體是一種具有多靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電 路，屬于測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市灰塵是指粒徑小于20目，分散于城市不同區(qū)域（位置、功能區(qū)）的表面固體 顆粒物。城市灰塵是城市環(huán)境學(xué)研究的對(duì)象之一，城市灰塵污染和城市大氣污染、水污染、 噪聲污染、城市熱島、光化學(xué)煙霧等構(gòu)成了不同類型的城市環(huán)境災(zāi)害，城市灰塵對(duì)生態(tài)系統(tǒng) 的破壞是隱蔽的、潛在的、長(zhǎng)期的，而城市灰塵中的顆粒物對(duì)人體的危害則是直接的，有時(shí) 甚至是致命的。除城市灰塵顆粒物本身外，其攜帶的有毒有害重金屬，更增強(qiáng)了城市灰塵的 危害性。
[0003] 在灰塵污染度檢測(cè)方面，灰塵污染檢測(cè)還不能像溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向等氣 象參數(shù)的監(jiān)測(cè)那樣普遍和引起重視，現(xiàn)在天氣預(yù)報(bào)即使會(huì)對(duì)灰塵污染程度進(jìn)行提示，但其 灰塵污染程度數(shù)據(jù)所代表的是較大范圍的污染程度，無(wú)法精確到小區(qū)域的污染程度測(cè)量， 因此設(shè)計(jì)一種小型化，便攜式的灰塵檢測(cè)裝置就顯得十分必要。
[0004] 更進(jìn)一步的，在現(xiàn)有技術(shù)中大多的灰塵檢測(cè)裝置都不具備多種靈敏度輸出選 擇，測(cè)量精度（靈敏度）的單一不適應(yīng)各種精度要求不同的測(cè)量需求，比如常見(jiàn)基于 GP2Y1010AU0F模塊實(shí)現(xiàn)的灰塵檢測(cè)裝置就不能不具備精度調(diào)整手段。因此現(xiàn)有技術(shù)中急需 一種電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，性能穩(wěn)定，又能實(shí)現(xiàn)多測(cè)量靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電路。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的是；怎樣提供一種電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 化，性能穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)多測(cè)量靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電路。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了 W下的技術(shù)方案。
[0007] 一種具有多靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電路，其特征在于；包括單片機(jī)、灰塵檢測(cè)傳感 器和電子電位器，所述灰塵檢測(cè)傳感器為DSM501模塊；
[000引所述電子電位器的受控端與單片機(jī)的輸出端與相連，電子電位器的高電壓端與電 源正極相連，電子電位器的接地端與地相連，電子電位器的滑動(dòng)端與所述灰塵檢測(cè)傳感器 的測(cè)量精度控制端相連接；
[0009] 所述灰塵檢測(cè)傳感器的輸出口與單片機(jī)的輸入口相連接；
[0010] 所述單片機(jī)與LCD顯示器相連接；所述單片機(jī)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接。
[0011] 進(jìn)一步的，所述單片機(jī)采用MSP430G2553巧片，所述電子電位器為X9312巧片。
[0012] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0013] 本實(shí)用新型中采用DSM501灰塵檢測(cè)傳感器模塊和單片機(jī)MSP430G2553巧片實(shí)現(xiàn) 灰塵檢測(cè)電路，并且DSM501灰塵檢測(cè)傳感器的測(cè)量精度控制端與電子電位器的滑動(dòng)端相 接，單片機(jī)的輸出口通過(guò)向電子電位器的受控端發(fā)送控制信號(hào)修改電子電位器阻值設(shè)定在 27K Q、lOOK Q和0 Q S個(gè)檔次，使得DSM501模塊可W工作在S個(gè)測(cè)量靈敏度之下，因此相 比現(xiàn)有技術(shù)中所采用的大型氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)灰塵濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)并且不具備靈敏度檔位自 動(dòng)化選擇的狀況，本實(shí)用新型具有電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，性能穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)多測(cè)量靈敏度輸出的優(yōu) 點(diǎn)，適合于小范圍區(qū)域的灰塵濃度多測(cè)量精度輸出顯示需求。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015] 圖2為本實(shí)用新型中灰塵檢測(cè)傳感器輸出信號(hào)波形圖；
[0016] 圖3為本實(shí)用新型中灰塵檢測(cè)傳感器輸出信號(hào)低脈沖率與灰塵濃度粒子數(shù)量關(guān) 系圖；
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018] 如圖1所示，一種具有多靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電路，電路主體包括單片機(jī)和灰 塵檢測(cè)傳感器，灰塵檢測(cè)傳感器為DSM501模塊；
[0019] DSM501模塊一共有5個(gè)腳；第1腳為測(cè)量精度控制腳，第2腳為普通輸出腳，第3 腳為正電源腳，第4腳為精度可調(diào)輸出腳，第5腳為電源地腳。
[0020] 其中，第2腳和第4腳都是輸出腳，第2腳輸出靈敏度已預(yù)設(shè)定，最小粒子檢出能 力為1 ym ;
[0021] 第4腳靈敏度可通過(guò)控制腳（即是第1腳）來(lái)調(diào)整，默認(rèn)為第2腳的2. 5倍，即最 小粒子檢出能力為2. 5 ym ;具體的，通過(guò)在第1腳與地之間加一個(gè)電阻可調(diào)整第4腳的最 小粒子檢出水平，調(diào)整電阻值可調(diào)整第4腳的靈敏度。通常有=個(gè)靈敏度調(diào)整范圍：
[0022] (1)灰塵檢測(cè)傳感器的測(cè)量精度控制端（即是第1腳）與地相連接，此時(shí)輸出靈敏 度為默認(rèn)靈敏度-最小粒子檢出能力為2. 5 ym W上。
[0023] (2)灰塵檢測(cè)傳感器的測(cè)量精度控制端（第1腳）與地之間設(shè)置一個(gè)精度調(diào)整電 阻，精度調(diào)整電阻的阻值為100KQ，輸出靈敏度為半敏感-最小粒子檢出能力為2 ymW上。
[0024] (3)灰塵檢測(cè)傳感器的測(cè)量精度控制端（即是第1腳）與地之間設(shè)置一個(gè)精度調(diào) 整電阻，精度調(diào)整電阻的阻值為27KQ，輸出靈敏度與第2腳輸出靈敏度相同最小粒子檢出 能力為1 ym。
[0025] 為了獲得靈活的靈敏度選擇功能，本實(shí)用新型采用一個(gè)數(shù)字電位器對(duì)測(cè)量精度控 制腳（1腳）進(jìn)行控制。電子電位器選擇X9312巧片。
[0026] X9312是100階數(shù)字電位器，最大阻值為100KQ，該電子電位器具有如下引腳；"增 加輸入引腳方尼"，"升降輸入引腳己5"，"高電位端VH"，"低電位端化"，"地端VSS"，"滑動(dòng)端 VW"和"片選輸入端沒(méi)"，其中"增加輸入引腳而后"，"升降輸入引腳反為電子電位器的兩 個(gè)受控端。
[0027] 具體電路連接關(guān)系如下：
[0028] 基于DSM501模塊的具體功能特點(diǎn)，單片機(jī)的兩位輸入口分別與DSM501模塊的第 2腳和第4腳相連接。
[0029] 電子電位器的兩個(gè)受控端（增加輸入引腳而石，升降輸入引腳孩5)均與單片機(jī)的 輸出端與相連，電子電位器的高電壓端VH與電源正極VDD相連，電子電位器的接地端VSS 與地相連，電子電位器的滑動(dòng)端VW與DSM501模塊的測(cè)量精度控制腳相連接。
[0030] 單片機(jī)與LCD顯示器相連接；
[0031] 單片機(jī)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊可W選擇常規(guī)的EEPROM存儲(chǔ)器。其 中，單片機(jī)采用MSP430G2553巧片。
[0032] 本實(shí)用新型工作原理如下；
[0033] DSM501模塊采用光感應(yīng)原理進(jìn)行灰塵濃度檢測(cè)，其內(nèi)部設(shè)有發(fā)光二極管和光檢測(cè) 單元等構(gòu)件，灰塵在內(nèi)置加熱器的作用下被吸入傳感器后，反射發(fā)光二極管發(fā)出的光線，被 反射的光線照射在光檢測(cè)單元的感光器件上，光檢測(cè)單元采用粒子計(jì)數(shù)的原理進(jìn)行計(jì)數(shù)， 傳感器模塊輸出信號(hào)為PWM脈寬調(diào)制波，PWM脈寬調(diào)制波的低脈沖率便與粒子數(shù)量相對(duì)應(yīng)。 傳感器模塊輸出信號(hào)從DSM501模塊的第2腳和第4腳輸出。（詳細(xì)見(jiàn)前敘述）
[0034] 具體的，如圖2所示，如果當(dāng)空氣為潔凈空氣時(shí)，輸出信號(hào)為持續(xù)高電平4. 5V，如 果空氣中存在灰塵粒子，則輸出信號(hào)PWM脈寬調(diào)制波。在計(jì)量總時(shí)長(zhǎng)UT(30S)內(nèi)，PWM脈寬 調(diào)制波中低電平脈沖的總時(shí)長(zhǎng)為L(zhǎng)T，那么低脈沖率則可W表示為RT = LT/UTX100%。
[0035] 圖3為粒子數(shù)與低脈沖率的曲線關(guān)系，單片機(jī)根據(jù)低脈沖率所對(duì)應(yīng)的粒子數(shù)就可 W得到灰塵濃度數(shù)據(jù)，具體的所得出的粒子數(shù)對(duì)應(yīng)的空間大小為283ml，也即是灰塵濃度為 根據(jù)低脈沖率求出的粒子數(shù)量與283ml的比值（傳感器模塊靈敏度為15000個(gè)/283ml)。
[0036] 重要的是，測(cè)量靈敏度是通過(guò)如下辦法調(diào)整的：
[0037] 單片機(jī)能控制電子電位器X9312巧片修改其阻值，具體的，增加輸入引腳方萬(wàn) 由下降沿觸發(fā)，該引腳上出現(xiàn)的下降沿將使得滑動(dòng)端VW朝內(nèi)部計(jì)數(shù)器增加或減小的方向 移動(dòng)，升降輸入引腳己5上的邏輯電平控制著電子電位器滑動(dòng)端VW移動(dòng)的方向；增加輸入 引腳而亡和升降輸入引腳^的信號(hào)均由單片機(jī)提供，因此單片機(jī)可W實(shí)現(xiàn)對(duì)電子電位器 阻值的控制修改，單片機(jī)可控制電子電位器阻值為27KQU00KQ和0Q S個(gè)檔次，使得 DSM501模塊可W工作在S個(gè)測(cè)量靈敏度之下，從第4腳輸出不同靈敏度的測(cè)量輸出信號(hào)供 單片機(jī)處理得出相應(yīng)的灰塵濃度值。
[003引灰塵濃度值可W通過(guò)LCD屏幕進(jìn)行顯示，也可W存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中供調(diào)用回 溯。
[0039] 最后說(shuō)明的是，W上實(shí)施例僅用W說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方。案而非限制，盡管 參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可W對(duì) 本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范 圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有多靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電路，其特征在于；包括單片機(jī)、灰塵檢測(cè)傳感 器和電子電位器，所述灰塵檢測(cè)傳感器為DSM501模塊； 所述電子電位器的受控端與單片機(jī)的輸出端與相連，電子電位器的高電壓端與電源正 極相連，電子電位器的接地端與地相連，電子電位器的滑動(dòng)端與所述灰塵檢測(cè)傳感器的測(cè) 量精度控制端相連接； 所述灰塵檢測(cè)傳感器的輸出口與單片機(jī)的輸入口相連接； 所述單片機(jī)與LCD顯示器相連接；所述單片機(jī)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電路，其特征在于，所述 單片機(jī)采用MSP430G2553巧片，所述電子電位器為X9312巧片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有多靈敏度輸出的灰塵檢測(cè)電路，包括單片機(jī)、灰塵檢測(cè)傳感器和電子電位器，灰塵檢測(cè)傳感器為DSM501模塊；電子電位器的受控端與單片機(jī)的輸出端與相連，電子電位器的高電壓端與電源正極相連，電子電位器的接地端與地相連，電子電位器的滑動(dòng)端與所述灰塵檢測(cè)傳感器的測(cè)量精度控制端相連接；灰塵檢測(cè)傳感器的輸出口與單片機(jī)的輸入口相連接。本實(shí)用新型具有電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，性能穩(wěn)定，又能實(shí)現(xiàn)多測(cè)量靈敏度輸出的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01N15-06
【公開(kāi)號(hào)】CN204286996
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420796467
【發(fā)明人】鄭 和, 梁衛(wèi)華, 漆曉靜, 熊英, 林穩(wěn)章
【申請(qǐng)人】重慶電訊職業(yè)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月6日