CN201035021Y - 一种空气质量实时监控装置及其空气净化消毒机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种空气质量实时监控装置，用于与一空气净化处理单元电连接，其中，该空气质量实时监控装置包括信号处理控制器、气味传感器以及灰尘传感器；气味传感器与信号处理控制器的模拟信号输入端电连接，该气味传感器将采集到的空气气味变化的信号输入信号处理监控器；灰尘传感器与信号处理控制器的数字信号输入端电连接，该灰尘传感器将采集到的空气中灰尘浓度变化的信号输入信号处理监控器；信号处理控制器用于根据气味传感器和灰尘传感器的实时监控信号向空气净化处理单元发送启动指令信号。本实用新型采用气味传感器、灰尘传感器以及MCU对家居室内空气质量进行实时监测，并由MCU做出相应处理机制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空气质量实时监控装置和采用这种装置的空气净化消毒机。
背景技术
由于房屋内装饰材料使用过多的化学成分，导致室内的空气质量不断的下降，人们对提高室内空气质量的要求迫在眉睫，而且，目前市场上的空气净化消毒机的品种也是琳琅满目，但对空气中的有害及可燃气体的监测也是良莠不齐，此类产品就不能对室内中的有害气体及灰尘进行实时监测及做出相应的处理，使人体在一定程度上还是受到了空气中有害物质的侵害。
中国专利(专利号：01217964.7)公开了一种室内空气质量监测装置，该装置包括气体传感器、单片微处理器构成的数据采集与控制装置、A/D转换电路、CO2、SO2、CO和氮氧气体传感器组、多路开关、信号放大调理电路，气体传感器组的输出连接多路开关，由多路开关连接运算放大器构成的信号放大调理电路，调理电路输出再连接A/D转换电路，然后再连接单片微处理器。然而，该室内空气质量监测装置只是对室内空气中的气体进行监测，无法对空气中的灰尘进行有效的实时监测，且更无法对对室内空气中的有害气体和灰尘进行净化消毒处理。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题之一就是提供一种可以对空气质量进行实时监控的装置。
本实用新型提供一种空气质量实时监控装置，用于与一空气净化处理单元电连接，其中，该空气质量实时监控装置包括信号处理控制器、气味传感器以及灰尘传感器；所述气味传感器与所述信号处理控制器的模拟信号输入端电连接，该气味传感器将采集到的空气气味变化的信号输入所述信号处理监控器；所述灰尘传感器与所述信号处理控制器的数字信号输入端电连接，该灰尘传感器将采集到的空气中灰尘浓度变化的信号输入所述信号处理监控器；所述信号处理控制器用于根据气味传感器和灰尘传感器的实时监控信号向所述空气净化处理单元发送启动指令信号。
所述信号处理控制器中包括气味传感器监测模块和灰尘传感器监测模块；所述气味传感器监测模块对气味传感器输入的线性电压信号进行相应的处理；所述灰尘传感器的监测模块对灰尘传感器输入的数字信号进行相应的处理。
本实用新型要解决的问题之二就是提供一种使用空气质量实时监控装置的空气净化消毒机，该空气净化消毒机可以根据空气质量实时监控装置处理后送来的信号指令对空气中的有害气体和/或灰尘进行有效的净化消毒处理。
一种带有空气质量实时监控装置的空气净化消毒机，该空气净化消毒机包括空气净化处理单元，所述空气净化处理单元与空气质量实时监控装置连接，该空气质量实时监控装置向空气净化处理单元提供启动运行指令信号，其中，该空气质量实施监控装置还包括信号处理控制器、气味传感器以及灰尘传感器；所述气味传感器与所述信号处理控制器的模拟信号输入端电连接，该气味传感器将采集到的空气气味变化的信号输入所述信号处理监控器；所述灰尘传感器与所述信号处理控制器的数字信号输入端电连接，该灰尘传感器将采集到的空气中灰尘浓度变化的信号输入所述信号处理监控器；所述信号处理控制器根据气味传感器和灰尘传感器对空气质量进行实时监控所输入的信号做出相应的处理机制，并向空气净化处理单元提供启动运行指令信号。
所述信号处理控制器中包括气味传感器监测模块和灰尘传感器监测模块；所述气味传感器监测模块对气味传感器输入的线性电压信号进行相应的处理；所述灰尘传感器的监测模块对灰尘传感器输入的数字信号进行相应的处理。
与现有技术方案相比，本实用新型采用气味传感器和灰尘传感器实时地对家居室内空气质量进行实时监测，与气味传感器和灰尘传感器相连接的信号处理监控器可以根据以上两个传感器输送来的信号对空气中的有害气体和/或灰尘进行监控处理，然后送出指令信号给空气净化消毒机中相应的空气净化处理单元对空气中的有害气体和/或灰尘进行有效的净化消毒处理。本实用新型结构设计简单、操作方便、成本低廉、有利于市场推广。
附图说明
图1为本实用新型的空气质量实时监控装置的结构方框图。
图2为本实用新型的空气传感器与国家标准室内空气质量标准对应表。
图3为本实用新型的实时监控系统软件流程图。
图4为本实用新型的国家标准室内空气质量标准数值表。
图5为本实用新型的灰尘污染国家标准值表。
图6为本实用新型的内置空气质量实时监控装置的空气净化消毒机的结构方框图。
具体实施方式
以下对本实用新型的较佳实施例加以详细说明。
图1为空气质量实时监控装置的结构方框图。本实用新型的气味传感器采用QS-01型低浓度高灵敏度传感器，该气味传感器内部具有能够将空气气味浓度(立方米每毫克)转化为电压信号，且能够对空气中的有害气体(氨气、乙醇、异丁烷、甲烷、一氧化碳、氢气等)做出非常敏感的反映，然后气味传感器输出线性直流电压信号给信号处理监控器(MCU)，其输出直流电压信号在0V-5V之间线性变化。当有害气体达到一定浓度时，气味传感器的输出信号会有很强烈的线性直流电压变化，然后MCU会将气味传感器传送来的线性直流电压信号值与MCU内部气味传感器监测模块上预先设定的基准电压值进行比较，如果气味传感器送来的电压信号值大于基准电压值，则说明空气有污染，接着MCU根据空气气味污染程度做出相应的处理机制，然后送出相应的启动指令信号给相应的空气净化处理单元对空气进行净化消毒；如果气味传感器传送来的电压信号值低于MCU内部气味传感器监测模块上预先设定的1.6V基准电压值，则MCU不用给空气净化处理单元提供启动指令信号。
本实用新型对空气气味及有害气体浓度的检测划分为三个阶段，每个阶段根据图2中不同空气气味浓度对应于不同电压值来进行化分的：
第一阶段，QS-01所反应的电压值为0V---1.6V之间时，空气气味及有害气体浓度质量为优；此时，MCU不做任何动作，空气质量实时监控装置仍保持监测阶段；
第二阶段，当QS-01所反应的电压值为1.7V---3.3V之间时，空气气味及有害气体浓度质量为良；此时，空气质量实时监控装置中的MCU做出相应的处理机制并送出相应的启动指令信号给相应的空气净化处理单元；
第三阶段，当QS-01所反应的电压值为3.4V---5.0V之间时，空气气味及有害气体浓度质量为差；此时，空气质量实时监控装置中的MCU做出相应的处理机制并送出相应的启动指令信号给相应的空气净化处理单元。
本实用新型对空气灰尘的感应器为DSM501型号；该灰尘传感器能够监测空气中大于0.1um的灰尘颗粒，当每立方米的空气中大于0.1um的灰尘颗粒的含量达到一定比例时，灰尘传感器输出高低电平数字信号给MCU。MCU根据灰尘传感器对空气检测30次中高电平所占用的时间通过换算公式(电压＝(30次高电平占用的时间)/30*100％)，得到的百分比与MCU内灰尘传感器监测模块上预先设定的“灰尘污染国家标准数值”做相应的比较判别，基准电压值进行比较来判断空气中灰尘污染程度，如果灰尘传感器送来的数字信号通过MCU内灰尘传感器监测模块换算后所得的百分比数值大于1000pcs/283ml，则说明空气中灰尘浓度有一定污染，MCU根据灰尘的污染程度做出相应的处理机制，然后送出相应的启动指令信号给相应的空气净化处理单元对空气进行净化；如果灰尘传感器传送来的数字信号值低于通过MCU内灰尘传感器监测模块换算后所得的百分比数值低于1000pcs/283ml，则MCU不用给空气净化处理单元提供启动指令信号。
本实用新型对空气灰尘浓度的检测划分为四个阶段：
第一阶段的取值为0-1000pcs/283ml，此段值范围内判断为空气质量为优；
第二阶段的取值为1001pcs/283ml-2000pcs/283ml，此段值范围内判断为空气质量为良；
第三阶段的取值为2001pcs/283ml-3000pcs/283ml，此段值范围内判断为空气质量为好；
第四阶段的取值为3001pcs/283ml以上，此段值范围内判断为空气质量为差。
在以上四个阶段中，只有灰尘传感器传送来的数字信号值低于通过MCU内灰尘传感器监测模块换算后所得的百分比数值落入第一阶段数值范围时，MCU不用给空气净化处理单元提供启动指令信号，其他几个阶段MCU将会根据空体的不同污染程度给相应的空气净化处理单元提供启动指令信号。
图2为实时监控系统软件流程图，该监控软件包括气味传感器监测部分和灰尘传感器监测部分。
气味传感器的监测部分预先设定有根据“国家标准室内空气质量标准数值”(如图3所示)中气味浓度转换为电压值后的基准电压值。在基准值设定后，每隔一段时间MCU将会读取气味传感器的信号(这个时间段可以根据室内空气质量的平均状况而定，现定为家居室内空气的平均质量而定，定20ms为这段时间段)，读取10次后，去掉最大值和最小值求其，该平均电压值和不同电压基准值进行比较。如果大于基准值1.6V，则说明空气有污染，然后MCU根据空气的污染程度做出相应的处理机制。当处理机制完成后，随即更新基准值(处理机制完成时间定10分钟)。如果空气质量良好，MCU会每10分钟更新一次基准值。
灰尘传感器的监测部分预先设定有“灰尘污染国家标准数值”(如图4所示)，根据灰尘传感器输出的高低电平数字信号，MCU会在一段时间段后(一般定这段时间为30ms)读取传感器输入的数字信号，根据10次读取的数字信号变化的时间的平均值，然后通过平均值来判定空气中每平方米内大于0.1um的固体颗粒的含量是否超过灰尘污染标准。如果超过污染标准说规定的值，MCU将做出处理机制。
图5为本实用新型的内置空气质量实时监控装置的空气净化消毒机的结构方框图，该空气净化消毒机可以通过内置的空气质量实时监控装置对空气质量进行实时监控并通过空气净化处理单元做出相应的处理。
本实用新型的气味传感器采用QS-01低浓度高灵敏度传感器，其输出直流电压在0V-5V之间线性变化，本实用新型对空气气味及有害气体浓度的检测划分为三个阶段：
第一阶段，QS-01所反应的电压值为0V-1.6V之间时，空气气味及有害气体浓度质量为优；此时，MCU不做任何动作，空气质量实时监控装置仍保持监测阶段；
第二阶段，当QS-01所反应的电压值为1.7V---3.3V之间时，空气气味及有害气体浓度质量为良；此时，空气净化消毒机将打开负离子发生器，同时启动低档位电机工作，使空气当中的负离子的浓度增加，保持空气清新，增加空气中的含氧量，使空气达到优状态；
第三阶段，当QS-01所反应的电压值为3.4V---5.0V之间时，空气气味及有害气体浓度质量为差；此时，空气净化消毒机的电机打开到高位状态，负离子发生器也打开、光触媒紫外线灯处理系统开始工作；整个空气净化处理单元系统都处于高效处理状态当中，传感器时时检测浓度并做出相应的处理机制。
本实用新型对空气灰尘的感应器为DSM501型号；本实用新型对空气灰尘浓度的检测划分为四个阶段：
第一阶段的取值为0-1000pcs/283ml，此段值范围内判断为空气质量为优，此时MCU不用向空气净化消毒机中相应的空气净化处理单元提供启动指令信号；
第二阶段的取值为1001pcs/283ml-2000pcs/283ml，此段值范围内判断为空气质量为良，此时启动空气净化消毒机中低档位风扇电机工作；
第三阶段的取值为2001pcs/283ml-3000pcs/283ml，此段值范围内判断为空气质量为好，此时启动空气净化消毒机中中档位风扇电机工作；
第四阶段的取值为3001pcs/283ml以上，此段值范围内判断为空气质量为差，此时启动空气净化消毒机中高档位风扇电机工作；
MCU根据灰尘传感器对空气检测30次中高电平所占用的时间通过换算公式((30次高电平占用的时间)/30*100％)，得到的百分比与MCU内灰尘传感器监测模块上预先设定的“灰尘污染国家标准数值”做相应的比较判别，然后MCU送出相应的信号指令给空气净化消毒机的相应的处理单元对空气进行净化消毒处理，如负离子发生器和/或风扇等相关得处理单元开始启动净化消毒空气污染。
本实用新型的空气质量实时监控系统以及使用该监控系统的空气净化消毒机并不限于上述实施方式，任何熟悉此技术者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都应该落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种空气质量实时监控装置，用于与一空气净化处理单元电连接，其特征在于，包括信号处理控制器、气味传感器以及灰尘传感器；所述气味传感器与所述信号处理控制器的模拟信号输入端电连接，该气味传感器将采集到的空气气味变化的信号输入所述信号处理监控器；所述灰尘传感器与所述信号处理控制器的数字信号输入端电连接，该灰尘传感器将采集到的空气中灰尘浓度变化的信号输入所述信号处理监控器；所述信号处理控制器用于根据气味传感器和灰尘传感器的实时监控信号向所述空气净化处理单元发送启动指令信号。
2.根据权利要求1所述的空气质量实时监控装置，其特征在于：所述信号处理控制器中包括气味传感器监测模块和灰尘传感器监测模块；所述气味传感器监测模块对气味传感器输入的线性电压信号进行相应的处理；所述灰尘传感器的监测模块对灰尘传感器输入的数字信号进行相应的处理。
3.一种带有空气质量实时监控装置的空气净化消毒机，该空气净化消毒机包括空气净化处理单元，所述空气净化处理单元与空气质量实时监控装置连接，该空气质量实时监控装置向空气净化处理单元提供启动运行指令信号，其特征在于，该空气质量实时监控装置还包括信号处理控制器、气味传感器以及灰尘传感器；所述气味传感器与所述信号处理控制器的模拟信号输入端电连接，该气味传感器将采集到的空气气味变化的信号输入所述信号处理监控器；所述灰尘传感器与所述信号处理控制器的数字信号输入端电连接，该灰尘传感器将采集到的空气中灰尘浓度变化的信号输入所述信号处理监控器；所述信号处理控制器根据气味传感器和灰尘传感器对空气质量进行实时监控所输入的信号做出相应的处理机制，并向空气净化处理单元提供启动运行指令信号。
4.根据权利要求3所述的内设空气质量实时监控装置的空气净化消毒机，其特征在于：所述信号处理控制器中包括气味传感器监测模块和灰尘传感器监测模块；所述气味传感器监测模块对气味传感器输入的线性电压信号进行相应的处理；所述灰尘传感器的监测模块对灰尘传感器输入的数字信号进行相应的处理。
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