[实用新型]空气粉尘的快速测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及空气中粉尘浓度测量的技术领域，尤其是涉及一种空气粉尘的快速测量装置。

背景技术

环境问题已成为危害人们健康、制约经济发展和社会稳定的重要因素。随着社会经济的发展，环境问题已经作为一个不可回避的重要问题提上了各国政府的议事日程。保护环境、减轻环境污染、遏制生态恶化趋势成为政府社会管理的重要任务。我国环境保护目前形势更加严峻，环境污染和生态破坏严重制约了经济的可持续发展，影响了人类的生存环境。因此，必须加强对环境的监控力度，建立完善的监控、管理体系，环境(包括水质和大气)监测仪器既是环境信息的源头，又是环境质量评价、监控及环境科学管理的手段，为了预防环境污染，在环保部门和各个易引起环境污染的单位配备先进、智能在线监测仪器成为必然的要求。

目前在矿山开采、火力发电、水泥制造及玻璃制造等行业中，由于产品本身或者燃料使用及输运过程中存在有大量的尘埃粒子飘扬于空气中，给现场工作人员带来了极大的健康危害。这些行业的作业现场必须装备相应的除尘装置，当空气中尘埃浓度超标时，打开除尘装置进行除尘，而空气质量达标时则关闭除尘装置，以实现在保护环境的同时，达到节约能源、降低厂家成本的目标。

此外一些先进的制造行业如集成电路、生物制药等产品质量直接和制造车间的空气洁净度密切相关，在新的技术条件下，这些行业对空气洁净度的要求也越来越高，集成电路在1um技术工艺水平下，洁净度要求是10级(每立方英尺体积内含有0.5um粒径的尘埃粒子数在10个以内)，0.5um工艺技术，洁净度要求是1级甚至更高，而在0.25um技术工艺水平下，洁净度要求是0.1级以上，受控的最大颗粒直径则都要到0.1um以内。随着集成电路内建可靠性的广泛应用，适应于其洁净度要求的尘埃粒子计数器和粉尘浓度测定仪成为必须的测试仪器。

在技术水平不断提高的条件下，对空气粉尘测试仪器的要求也在不断提高，不仅要有其速度快、精度高、灵敏度高等特点，还要求具有使用寿命长，测量范围广、无二次污染、体积小等一些列其他指标要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种空气粉尘快速测量装置，利用光学传感器来检测空气中粉尘的数量和直径，同时采用单独的32位ARM处理器为控制核心，以实现对空气中粉尘的快速检测以及数据处理。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种空气粉尘快速测量装置，包括光学传感器，信号放大电路，AD转换电路，微处理器和3G无线通信模块，所述信号放大电路包括前置放大电路、二级放大电路及信号滤波整形电路，所述光学传感器接入所述前置放大电路，用于根据空气中的粉尘粒子浓度输出电信号给所述前置放大电路；所述二级放大电路串接在所述前置放大电路和所述信号滤波整形电路之间，所述前置放大电路、二级放大电路及信号滤波整形电路依次对所述电信号进行前置放大、二级放大及滤波整形，并输出电压信号给所述AD转换电路；所述AD转换电路与所述信号滤波整形电路相连，用于对所述电压信号进行模数转换；所述微处理器与所述AD转换电路相连，用于对经数模转换后的所述电压信号进行算法处理，将所述粉尘粒子浓度换算成粉尘浓度数据送给所述3G无线通信模块无线发送出去。

更近一步地，所述测量装置还包括与微处理器相连的显示单元和存储单元，所述显示单元接收并显示所述粉尘浓度数据；所述存储单元用于存储所述粉尘浓度数据。

优选地，所述显示单元为LCM液晶显示单元，所述存储单元为SPIFLASH存储单元。

优选地，所述微处理器采用32位ARM处理器，所述32位ARM处理器可选用STM32F105处理器。

优选地，所述光学传感器包括半导体激光器，聚焦透镜，柱面透镜，粉尘采样通道，非球面短焦距透镜组，椭球反射镜，消光器和雪崩型光敏二极管，所述半导体激光器，聚焦透镜，柱面透镜及消光器从前往后依次在水平方向上同轴设置，且所述粉尘采样通道位于所述柱面透镜和所述消光器之间；所述非球面短焦距透镜组，椭球反射镜及雪崩型光敏二极管从上往下依次在竖直方向上同轴设置，且所述非球面短焦距透镜组、椭球反射镜分别位于所述粉尘采样通道的上游及下游；所述雪崩型光敏二极管位于所述非球面短焦距透镜组的上游，且所述雪崩型光敏二极管接入所述前置放大电路。

优选地，所述前置放大电路采用JFET结型场效应运算放大电路。

优选地，所述二级放大电路中选用LF357放大缓冲器。

更进一步地，所述3G无线通信模块将所述粉尘浓度数据无线发送给远程监控中心。