[发明专利]一种可穿戴粉尘检测装置及方法

摘要

本发明涉及一种可穿戴粉尘检测装置及方法，包括激光粉尘传感器、信号放大模块、MCU控制模块、检测修正模块、通讯模块、显示模块、电源及按键。其特征是：激光粉尘传感器包括激光发射端、激光检测端、气流通道；修正模块为三轴加速度传感器或热式流量计；通讯模块可为蓝牙、wifi。本发明还包括一种可穿戴粉尘检测方法，利用三轴加速度传感器或热式流量计检测气流通道内空气流速，最终计算激光粉尘质量浓度值。鉴于穿戴设备的结构小巧、紧凑化需求，直接通过人体动作来实现空气流入,可实时测量粉尘质量浓度，本发明在实际应用中根据用户实际需求，可在激光粉尘装置上预留佩戴环/扣/夹，或采用其他佩戴方式，本发明测量准确、方便携带。

主权项

1.一种采用三轴加速度传感器或热式流量计对粉尘质量浓度检测、修正的方法，步骤如下：步骤1、在实验室环境下，将含有粉尘的空气以恒定的体积流量Q通过激光粉尘传感器检测区，激光粉尘传感器输出电信号I，测量当前实验室环境下粉尘质量浓度值PM，粉尘质量浓度值PM与激光粉尘传感器输出的电信号I之间的关系式为标定系数K：PM＝K*I即步骤2、实测时，由于所处测试环境的温湿度、压力、空气流动状态、人体晃动状态因素不稳定，很难保证测量时进入激光粉尘传感器的被测空气的体积流量与标定时的体积流量是相等的，这将会影响粉尘质量浓度的精确计算；而粉尘质量浓值PM恒定，激光粉尘传感器产生的电信号I与体积流量Q成正比；为了保证测量的准确性，减少标定时体积流量与实测条件下体积流量值不同引入的误差，需在实时测量时，引入一修正系数K’，若实测体积流量为Q_t，在实验室环境下标定的体积流量为Q_b，则修正系数K’公式为:步骤3、激光粉尘传感器在实时测试环境下，输出的电信号强度值为I，修正系数为K’，标定系数为K，那么可计算实时粉尘质量浓度值PM’：步骤4、通过晃动一种可穿戴粉尘检测装置，使得空气流过激光粉尘检测区域，空气流过气流通道的横截面积S不变，实测时有效流速为在交叉及接近垂直于进气方向的速度V_t，可计算激光粉尘传感器气体流量：Q_t＝S*V_t步骤5、根据标定流速V_b及实测流速V_t，计算修正系数K’：步骤6、标定流速：模拟不同晃动状态下得到一定样本数量的流速值，求取样本流速的均值，参考流速均值的大小，确定装置在标定时晃动的流速值V_b，V_b确定后不会更改；步骤7、采用三轴加速度传感器或热式流量计计算实时测试环境下，进入激光粉尘传感器的气流流速V_t，测量时，三轴加速度传感器或热式流量计能实现计算在某一时段内晃动一种可穿戴粉尘检测装置时，在交叉及接近垂直于进气方向的平均流速值为计算公式为：步骤8、计算实时测试环境下粉尘质量浓度：即：