室內空氣灰塵監測裝置及方法與流程

2023-12-04 22:23:56 6

本發明涉及空氣品質監測技術領域，尤其涉及一種室內空氣灰塵監測裝置及方法。

背景技術：

近年來，人們越來越關注空氣品質，空氣汙染問題。面對空氣灰塵、霧霾，國家政府出臺一系列政策治理大環境下空氣汙染問題。而市面上也湧現大量空氣淨化器以供人們改善局部環境的空氣品質。但大多數空氣淨化器只具備淨化功能，缺乏智能化監測及控制功能。目前對於空氣灰塵濃度的測量，主要採用灰塵採樣器和直讀式測塵儀，其利用濾膜計重法原理：抽取一定體積的含塵空氣，粉塵被捕集在濾膜上，根據濾膜上增加的粉塵質量，再利用公式計算出單位體積空氣中的粉塵質量濃度，具有操作麻煩，粉塵濃度值要通過計算才能出來的且測量結果不準確的缺點，且測量次數有限，不能夠對空氣灰塵連續監測，只能作為常規可攜式測塵儀使用，而不方便作為家居實時監測空氣品質的使用情況。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種室內空氣灰塵監測裝置及方法，能夠提高監測空氣中灰塵含量的準確度，方便實時監測家居空氣品質。

為實現上述目的，本發明提供了一種室內空氣灰塵監測裝置，室內空氣灰塵監測裝置，包括第一支架和第二支架，所述室內空氣灰塵監測裝置還包括控制設備、紅外感光筒、發光設備以及反射鏡，其中：

所述控制設備通過固定部固定在第一支架上，所述紅外感光筒的一端固定在所述固定部上，所述紅外感光筒的另一端固定在第二支架的左側並部分伸入第二支架內；

所述紅外感光筒內置有光電轉化器，該光電轉化器通過內置的信號線與所述控制設備連接；

所述發光設備設置在第二支架的內頂部，該發光設備包括多個紅外光電二極體，用於在每一發光周期內產生紅外光；

所述反射鏡設置在第二支架的右側內面，用於將空氣中灰塵散射的紅外光反射到所述紅外感光筒上；

所述紅外感光筒用於接收空氣中灰塵散射的紅外光以及所述反射鏡反射出的紅外光；所述光電轉化器用於將接收的紅外光轉化為電壓信號，並將該電壓信號通過內置的信號線傳輸至所述控制設備；

所述控制設備用於檢測所述電壓信號是否大於預設電壓值，當檢測到所述電壓信號大於預設電壓值時，通過通訊埠發送控制指令啟動設置在室內的空氣吸塵器對室內空氣進行除塵淨化。

優選地，所述控制設備還用於當檢測到所述電壓信號小於等於預設電壓值時，在所述發光周期到達時通過所述通訊埠發送發光指令至所述發光設備啟動每一個紅外光電二極體產生紅外光。

優選地，所述發光設備還包括數控電源，用於為所述紅外光電二極體提供發射紅外光的電能，並根據控制設備產生的發光指令控制每一個紅外光電二極體在每一發光周期內發射紅外光。

優選地，所述多個紅外光電二極體呈直線排列設置在所述發光設備內，用於在每一發光周期內產生紅外光。

優選地，所述紅外感光筒的一端通過緊固架固定在固定部上，所述緊固架包括緊固螺栓以及與緊固螺栓相配套的緊固螺母。

優選地，所述反射鏡的反射面為弧面或凹面。

本發明還提供了一種室內空氣灰塵監測方法，應用於室內空氣灰塵監測裝置中，該室內空氣灰塵監測裝置包括控制設備、紅外感光筒、發光設備以及反射鏡，所述室內空氣灰塵監測方法包括步驟：預先在所述控制設備內設置所述發光設備的發光周期；所述控制設備在每一發光周期內通過通訊埠發送發光指令至發所述光設備啟動每一個紅外光電二極體產生紅外光，所述發光設備包括多個紅外光電二極體；所述紅外感光筒接收空氣中灰塵散射的紅外光和所述反射鏡反射出的紅外光；所述紅外感光筒內置的光電轉換器將該紅外感光筒內接收到的紅外光轉化為電壓信號；所述控制設備檢測電壓信號的電壓值是否大於預設電壓值；若電壓信號的電壓值大於預設電壓值，所述控制設備通過通訊埠發送控制指令啟動安裝在室內的空氣吸塵器對室內空氣進行除塵淨化。

所述室內空氣灰塵監測方法包括步驟：當檢測到所述電壓信號小於等於預設電壓值時，在所述發光周期到達時通過所述通訊埠發送發光指令至所述發光設備啟動每一個紅外光電二極體產生紅外光。

所述發光設備還包括數控電源，該數控電源為所述紅外光電二極體提供發射紅外光的電能，並根據控制設備產生的發光指令控制每一個紅外光電二極體在每一發光周期內發射紅外光。

所述反射鏡的反射面為弧面或凹面。

相較於現有技術，本發明所述室內空氣灰塵監測裝置及方法採用控制設備自動控制發光設備內的紅外光電二極體發射紅外光，並通過反射鏡將空氣中灰塵散射的紅外光反射到紅外感光筒內，從而提高了監測空氣灰塵的準確度。此外，控制設備即時發送控制指令啟動設置在室內的空氣吸塵器對室內空氣進行除塵淨化，從而改善了室內的空氣品質，防止人們吸入大量的灰塵顆粒，有利於人們的身體健康，並且具有方便家居實時監測空氣品質的優點。

附圖說明

圖1是本發明室內空氣灰塵監測裝置優選實施例的平面結構示意圖；

圖2是本發明室內空氣灰塵監測裝置優選實施例的電路方框圖；

圖3是使用本發明室內空氣灰塵監測裝置監測空氣中灰塵的使用狀態示意圖；

圖4是本發明室內空氣灰塵監測方法優選實施例的流程圖。

本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明為達成上述目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及優選實施例，對本發明的具體實施方式、結構、特徵及其功效進行詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

參考圖1所示，圖1是本發明室內空氣灰塵監測裝置優選實施例的平面結構示意圖。在本實施例中，所述室內空氣灰塵監測裝置包括第一支架1、第二支架2、控制設備10、發光設備20、紅外感光筒30以及反射鏡22。所述控制設備10通過固定部12固定在第一支架1上，該固定部12與第一支架1固定連接。所述紅外感光筒30的一端通過緊固架14固定在固定部12上，所述紅外感光筒30的另一端固定在第二支架2的左側並部分伸入第二支架2內，所述紅外感光筒30內置有光電轉化器31，該光電轉化器31通過內置的信號線與控制設備10連接。所述光電轉化器31為現有技術中的光電轉化裝置，能夠將接收的紅外光轉化為電壓信號。所述緊固架14包括緊固螺栓15以及與緊固螺栓15相配套的緊固螺母16，使用者可以手動旋轉緊固螺栓15上的緊固螺母16將紅外感光筒30緊固在固定部12上。

參考圖2所示，圖2是本發明室內空氣灰塵監測裝置優選實施例的電路方框圖。在本實施例中，所述控制設備10包括微控制器11、通訊埠13、設置鍵17以及比較電路18，各個元器件的電路連接如圖2所示。所述設置鍵17用於設置發光設備20發射紅外光的發光周期，所述比較電路18用於將電壓信號的電壓值與預設電壓值進行比較來檢測室內空氣中的灰塵含量是否超標。所述比較電路18為現有技術中的常規比較電路，比較電路的內部電路結構本實施例不作具體贅述。在本實施例中，所述控制設備10可以為安裝有上述電子元器件的智慧型手機或ipad等通訊裝置或其它信號處理裝置。

所述發光設備20設置在第二支架2的內頂部，該發光設備20包括數控電源21以及多個紅外光電二極體22，所述數控電源21為現有技術中的微型數控電源，該數控電源21設置有藍牙(bluetooth)埠，用於接收控制設備10產生的發光指令。所述數控電源21用於為紅外光電二極體22提供發射紅外光的電能，並能夠根據控制設備10產生的發光指令控制每一個紅外光電二極體22在每一發光周期內發射紅外光。在本實施例中，多個紅外光電二極體22呈直線排列設置在發光設備20，用於在每一發光周期內產生紅外光。所述發光周期由使用者預先通過所述控制設備10的設置鍵進行設置，例如設置為每分鐘發光一次。所述控制設備10在每一發光周期內通過通訊埠13發送發光指令至發光設備20啟動每一個紅外光電二極體22產生紅外光。

所述反射鏡23設置在第二支架2的右側內面，用於將空氣中的灰塵散射的紅外光反射到所述紅外感光筒30上。在本實施例中，所述反射鏡23的反射面為弧面或凹面。本發明的反射鏡23採用弧面或凹面的反射面，能夠提高反射鏡23對空氣中灰塵對紅外光電二極體22發射的紅外光的反射程度，因此能夠儘可能地將紅外光反射到紅外感光筒30內，從而提高了監測空氣中灰塵含量的準確度。

參考圖3所示，圖3是使用本發明室內空氣灰塵監測裝置監測空氣中灰塵的使用狀態示意圖。當空氣中含有灰塵顆粒時，紅外光電二極體22產生的紅外光會被空氣中灰塵顆粒進行散射，部分散射的紅外光直接進入紅外感光筒30，而部分散射的紅外光照射在反射鏡23上並經反射鏡23反射到紅外感光筒30內。所述紅外感光筒30用於接收空氣中灰塵散射的紅外光以及反射鏡23反射出的紅外光，所述紅外感光筒30內置的光電轉化器31將接收的紅外光轉化為電壓信號，並將該電壓信號通過內置的信號線傳輸至所述控制設備10。

所述控制設備10的比較電路18將電壓信號的電壓值與預設電壓值檢測電壓信號的電壓值是否大於預設電壓值(例如2v)，本實施例中的預設電壓值可以根據使用者對室內空氣品質的需求來通過控制設備10上的設置鍵17進行設置，例如，如果使用者要求空氣品質較高時，可以將預設電壓值設置為1v；如果使用者要求空氣品質較低時，可以將預設電壓值設置為3v。當所述控制設備10檢測到電壓信號的電壓值大於預設電壓值時，說明空氣中所含的灰塵顆粒超標，則控制設備10的微控制器11通過通訊埠13發送控制指令啟動設置在室內的空氣吸塵器(圖中未示出)對室內空氣進行除塵淨化。當所述控制設備10檢測到電壓信號的電壓值不大於(小於等於)預設電壓值時，說明空氣中所含的灰塵顆粒沒有超標，符合使用者吸入空氣的質量需求，控制設備10的微控制器11繼續在發光周期到達時通過通訊埠13發送發光指令至發光設備20啟動每一個紅外光電二極體22產生紅外光。

在本實施例中，所述第一支架1和第二支架2採用硬質塑料或不鏽鋼材料製成的框架。所述第一支架1和第二支架2安裝在室內通風處，例如安裝在人們房間的門窗通風口處，便於準確地實時監測室內的空氣灰塵，並當室內空氣中所含的灰塵顆粒超標(即室內空氣較差)時，控制設備10的微控制器11即時通過通訊埠13發送控制指令啟動設置在室內的空氣吸塵器對室內空氣進行除塵淨化，從而改善了室內的空氣品質，防止人們吸入大量的灰塵顆粒，有利於人們的身體健康。

為實現本發明目的，本發明還提供了一種室內空氣灰塵監測方法。如圖4所示，圖4是本發明室內空氣灰塵監測方法優選實施例的流程圖。在本實施例中，所述室內空氣灰塵監測方法包括如下步驟s41至步驟s46。

步驟s41，預先在控制設備10內設置發光設備20的發光周期；具體地，使用者預先通過控制設備10上的設置鍵17進行設置發光周期，例如設置為每分鐘發光一次。

步驟s42，控制設備10在每一發光周期內通過通訊埠13發送發光指令至發光設備20啟動每一個紅外光電二極體22產生紅外光。在本實施例中，發光設備20根據控制設備10產生的發光指令控制每一個紅外光電二極體22在每一發光周期內發射紅外光，每一個紅外光電二極體22呈直線排列設置在發光設備20內。

步驟s43，紅外感光筒30接收空氣中灰塵散射的紅外光和反射鏡23反射出的紅外光。在本實施例中，當空氣中含有灰塵顆粒時，紅外光電二極體22產生的紅外光會被空氣中的灰塵顆粒進行散射，部分散射的紅外光直接進入紅外感光筒30內，而部分散射的紅外光照射在反射鏡23上並經反射鏡23反射到紅外感光筒30內。

步驟s44，光電轉換器110將紅外感光筒30內接收到的紅外光轉化為電壓信號，並將該電壓信號通過內置的信號線傳輸至所述控制設備10。所述紅外感光筒30內置的光電轉化器31將接收的紅外光轉化為電壓信號，並將該電壓信號通過內置的信號線傳輸至所述控制設備10。

步驟s45，控制設備10的比較電路18檢測電壓信號的電壓值是否大於預設電壓值；若電壓信號的電壓值大於預設電壓值(例如2v)，流程則執行步驟s46；若電壓信號的電壓值不大於預設電壓值(例如2v)，流程則執行步驟s42。本實施例中的預設電壓值可以根據使用者對室內空氣品質的需求來通過控制設備10上的設置鍵17進行設置，例如，如果使用者要求空氣品質較高時，可以將預設電壓值設置為1v；如果使用者要求空氣品質較低時，可以將預設電壓值設置為3v。當控制設備10檢測到電壓信號不大於(小於等於)預設電壓值時，說明空氣中所含的灰塵顆粒沒有超標，符合使用者吸入空氣的質量需求，控制設備10的微控制器11繼續在發光周期到達時通過通訊埠13發送發光指令至發光設備20啟動每一個紅外光電二極體22產生紅外光。

步驟s46，控制設備10通過通訊埠13發送控制指令啟動安裝在室內的空氣吸塵器對室內空氣進行除塵淨化；當所述控制設備10檢測到電壓信號大於預設電壓值時，說明空氣中所含的灰塵顆粒超標，則控制設備10的微控制器11通過通訊埠13發送控制指令啟動安裝在室內的空氣吸塵器對室內空氣進行除塵淨化，從而改善了室內的空氣品質，防止人們吸入大量的灰塵顆粒，有利於人們的身體健康。

本發明所述室內空氣灰塵監測裝置及方法，採用控制設備10自動控制發光設備20內的紅外光電二極體22發射紅外光，通過反射鏡23將空氣中灰塵散射的紅外光儘可能地反射到紅外感光筒內，從而提高了監測空氣中灰塵含量的準確度。此外，當空氣中灰塵較多時，控制設備10即時發送控制指令啟動設置在室內的空氣吸塵器對室內空氣進行除塵淨化，從而改善了室內的空氣品質，防止人們吸入大量的灰塵顆粒，有利於人們的身體健康，並且具有方便實時監測家居空氣品質的優點。

以上僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效功能變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。