便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，包括依次相連接的HCHO傳感器模塊、第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路和第一低通濾波放大電路；依次相連接的NH3傳感器模塊、第二電流電壓轉(zhuǎn)換電路和第二低通濾波放大電路；依次相連接的C6H6傳感器模塊、第三電流電壓轉(zhuǎn)換電路和第三低通濾波放大電路；依次相連接的VOC傳感器模塊和第四低通濾波放大電路；第一低通濾波放大電路、第二低通濾波放大電路、第三低通濾波放大電路和第四低通濾波放大電路分別與A/D轉(zhuǎn)換電路相連接，A/D轉(zhuǎn)換電路與FPGA處理器相連接；該快速檢測儀還包括電源模塊。該快速檢測儀測量速度快、測量精度高和攜帶方便等優(yōu)點，為普通大眾家庭實時快速準(zhǔn)確監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量，提供簡單可靠的方法與手段。
【專利說明】便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于室內(nèi)環(huán)境檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種快速檢測室內(nèi)空氣質(zhì)量的檢測儀，具體涉及一種便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水平的日益提高，人們對室內(nèi)空氣質(zhì)量狀況也越來越重視，現(xiàn)有的各種建材中都含有一定量的有害物質(zhì)，人們經(jīng)常通過嗅覺來判斷室內(nèi)空氣質(zhì)量的狀況，這樣既危害到了自己的身體，其次也很難準(zhǔn)確判斷室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞。由于空氣質(zhì)量不達標(biāo)導(dǎo)致白血病等事故時有發(fā)生，因此迫切需要尋找一種簡單、快速、準(zhǔn)確檢測室內(nèi)空氣質(zhì)量的設(shè)備。目前使用的檢測設(shè)備中，有些設(shè)備的測量誤差較大，有些設(shè)備達不到檢測要求，有些設(shè)備對操作人員和專業(yè)知識的要求較高，使得現(xiàn)有檢測設(shè)備都很難普及到眾多的普通家庭。因此，發(fā)明一種操作簡單、攜帶方便、檢測快速準(zhǔn)確的空氣質(zhì)量檢測儀是適時而必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、檢測快速準(zhǔn)確的便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，適用于普通家庭室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，包括依次相連接的HCHO傳感器模塊、第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路和第一低通濾波放大電路；依次相連接的NH3傳感器模塊、第二電流電壓轉(zhuǎn)換電路和第二低通濾波放大電路；依次相連接的C6H6傳感器模塊、第三電流電壓轉(zhuǎn)換電路和第三低通濾波放大電路；依次相連接的VOC傳感器模塊和第四低通濾波放大電路；第一低通濾波放大電路、第二低通濾波放大電路、第三低通濾波放大電路和第四低通濾波放大電路分別與A/D轉(zhuǎn)換電路相連接，A/D轉(zhuǎn)換電路與FPGA處理器相連接；該快速檢測儀還包括電源模塊。
[0005]本發(fā)明室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀主要用于室內(nèi)甲醛濃度、氨濃度、苯濃度和揮發(fā)性有機物濃度的快速檢測，并通過對環(huán)境溫濕度的監(jiān)測修正檢測值，大大提高測量的精確性，是一種較為理想的現(xiàn)場快速簡單的檢測儀器，為室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測便攜化提供更大的可能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明快速檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2是本發(fā)明快速檢測儀的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖3是本發(fā)明快速檢測儀的功能模塊設(shè)計圖。
[0009]圖4是本發(fā)明快速檢測儀的電源模塊設(shè)計圖。
[0010]圖5是本發(fā)明快速檢測儀的面板設(shè)計圖。
[0011]圖1中:1.HCHO傳感器模塊，2.NH3傳感器模塊，3.C6H6傳感器模塊，4.VOC傳感器模塊，5.第三電流電壓轉(zhuǎn)換電路，6.第四低通濾波放大電路，7.第三低通濾波放大電路，8.A/D轉(zhuǎn)換電路，9.FPGA處理器，10.USB接口，11.功能按鍵，12.電源模塊，13.溫濕度檢測模塊，14.液晶及指示燈顯示，15.第二低通濾波放大電路，16.第一低通濾波放大電路，17.第二電流電壓轉(zhuǎn)換電路，18.第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明快速檢測儀，包括依次相連接的HCHO傳感器模塊1、第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路18和第一低通濾波放大電路16 ;依次相連接的NH3傳感器模塊2、第二電流電壓轉(zhuǎn)換電路17和第二低通濾波放大電路15 ;依次相連接的C6H6傳感器模塊3、第三電流電壓轉(zhuǎn)換電路5和第三低通濾波放大電路7 ;依次相連接的VOC傳感器模塊4和第四低通濾波放大電路6 ;第一低通濾波放大電路16、第二低通濾波放大電路15、第三低通濾波放大電路7和第四低通濾波放大電路6分別與A/D轉(zhuǎn)換電路8相連接，A/D轉(zhuǎn)換電路8與FPGA處理器9相連接；FPGA處理器9還分別與USB接口 10、功能按鍵11、溫濕度檢測模塊13和液晶及指示燈顯示14相連接。該快速檢測儀還包括電源模塊12，電源模塊12給檢測儀中的各單元供電。
[0014]HCHO傳感器模塊I (甲醛傳感器模塊)由Membrapor公司生產(chǎn)的電化學(xué)傳感器CH20/S-10-S和甲醛傳感器接口電路組成。NH3傳感器模塊2 (氨傳感器模塊)由Winsensor公司生產(chǎn)的電化學(xué)傳感器ME3-NH3和氨傳感器接口電路組成；C6H6傳感器模塊3 (苯傳感器模塊)由Winsensor公司生產(chǎn)的電化學(xué)傳感器ME4_C6H6和苯傳感器接口電路組成。
[0015]甲醛傳感器接口電路、氨傳感器接口電路以及苯傳感器接口電路的結(jié)構(gòu)完全相同。而且，電化學(xué)傳感器CH20/S-10-S、電化學(xué)傳感器ME3-NH3以及電化學(xué)傳感器ME4-C6H6的電極的名稱和表示符號也完全相同。下面以電化學(xué)甲醛傳感器CH20/S-10-S和傳感器接口電路為例，對傳感器模塊的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0016]HCHO傳感器模塊I包括甲醛傳感器和甲醛傳感器接口電路，如圖2所示，甲醛傳感器接口電路包括第一運算放大器ICl和場效應(yīng)管Q。甲醛傳感器采用電化學(xué)傳感器CH2O/S-10-S,甲醒傳感器的對電極CE分別與第一電容Cl的一端、第二電容C2的一端和第一運算放大器ICl的輸出端相連接；甲醛傳感器的參比電極RE分別與第一電阻Rl的一端和場效應(yīng)管Q的源極相連接，場效應(yīng)管Q的漏極接甲醛傳感器的工作電極SE，場效應(yīng)管Q的柵極與第四電阻R4的一端相連接，第四電阻R4的另一端接+5V電壓。第一電阻Rl的另一端分別與第二電阻R2的一端和第一電容Cl的另一端相連接，第二電阻R2的另一端分別接第二電容C2的另一端和第一運算放大器ICl的反相輸入端；第一運算放大器ICl的正相輸入端接第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端接地。甲醛傳感器的工作電極SE與第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路5相連接。第一運算放大器ICl選用±5V電壓供電。第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2與第一運算放大器ICl構(gòu)成了恒電位儀電路，場效應(yīng)管Q是為了使傳感器處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)，當(dāng)電路斷電時，場效應(yīng)管Q的源極和漏極短接，因此傳感器的工作電極SE和參比電極RE短接，防止傳感器啟動時間過長，在系統(tǒng)斷電的情況下保證傳感器的參比電極RE和工作電極SE短接以保持這兩個電極的電勢相等。
[0017]第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路18、第二電流電壓轉(zhuǎn)換電路17和第三電流電壓轉(zhuǎn)換電路5的結(jié)構(gòu)相同，下面與第三電流電壓轉(zhuǎn)換電路5為例:第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路18包括第二運算放大器IC2和第三運算放大器IC3，見圖2，第二運算放大器IC2和第三運算放大器均選用±5V電壓供電。第二運算放大器IC2的正相輸入端分別與第五電阻R5的一端和第六電阻R6的一端相連接,第五電阻R5的另一端接甲醒傳感器的工作電極SE。第六電阻R6的另一端分別與第二電位器R8的一端、第二電位器R8的動觸點以及第一電位器R7的一端相連接；第二電位器R8的另一端分別接地和第十五電阻R15的一端，第十五電阻R15的另一端接第三運算放大器IC3的正相輸入端；第三運算放大器IC3的反相輸入端分別與第十六電阻R16的一端和第十七電阻R17的一端相連接；第十七電阻R17的另一端、第一電位器R7的另一端以及第一電位器R7的動觸點分別接第三運算放大器IC3的輸出端，第三運算放大器IC3的輸出端與第一低通濾波放大電路16相連接；第十六電阻R16的另一端分別與第十四電阻R14的一端和第二運算放大器IC2的輸出端相連接，第二運算放大器IC2的反相輸入端分別與第十四電阻R14另一端、第十電阻RlO的一端和第九電阻R9的一端相連接；第九電阻R9的另一端接地，第十電阻RlO的另一端接第三電位器Rll的動觸點，第三電位器Rll的一端接第十二電阻R12的一端，第十二電阻R12的另一端接+2.5V電壓；第三電位器Rll的另一端接第十三電阻R13的一端，第十三電阻Rl3的另一端接-2.5V電壓。
[0018]第一低通濾波放大電路16包括第四運算放大器IC4，第四運算放大器IC4選用±5V電壓供電。第四運算放大器IC4的正相輸入端與第二十電阻R20的一端相連接，第二十電阻R20的另一端接地；第四運算放大器IC4的反相輸入端分別與第十九電阻R19的一端和第四電容C4的一端相連接 ,第十九電阻R19的另一端分別與第十八電阻R18的一端、第三電容C3的一端以及第四電位器R21的一端相連接，第三電容C3的另一端接地，第十八電阻R18的另一端與第三運算放大器IC3的輸出端相連接；第四電位器R21的另一端、第四電位器R21的動觸點、第四電容C4的另一端以及第四運算放大器IC4的輸出端分別與第二十二電阻R22的一端相連接，第二十二電阻R22的另一端接A/D轉(zhuǎn)換電路8。
[0019]HCHO傳感器模塊1、NH3傳感器模塊2和C6H6傳感器模塊3的輸出均為微弱電流信號，每個傳感器模塊后面均連接一個電流電壓轉(zhuǎn)換電路。傳感器模塊輸入電流電壓轉(zhuǎn)換電路的電流信號通過第五電阻R5進入運算放大器的正相輸入端；第五電阻R5、第九電阻R9和第十四電阻R14與第二運算放大器IC2構(gòu)成第一級電路；第十R10、第三電位器R11、第十二電阻R12和第十三電阻R13組成失調(diào)電壓調(diào)節(jié)電路連接到第二運算放大器IC2的反相輸入端；第十五電阻R15、第十六電阻R16和第十七電阻R17與第三運算放大器IC3構(gòu)成第二級電路；該第一級電路和第二級電路通過由第六電阻R6、第一電位器R7和第二電位器R8組成的T型反饋電阻網(wǎng)絡(luò)將輸入信號與輸出信號連接，其中滿足第六電阻R6的阻值遠大于第一電位器R7的阻值，第一電位器R7的阻值大于等于第二電位器R8的阻值，該電流電壓轉(zhuǎn)換電路的反饋電阻Rf ^ R6X (1+R7/R8)。當(dāng)R6—定時，通過調(diào)節(jié)R7與R8的比值可以微調(diào)電流電壓轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換增益，該電流電壓轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換關(guān)系為I=RfXI15低通濾波放大電路的主要作用是提高電路的信噪比，通過調(diào)節(jié)第三電位器RU可以改變電流電壓轉(zhuǎn)換電路的失調(diào)電壓，使輸出電壓處于0V~5V之間，使輸入為零時電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出也為零；由于HCHO傳感器模塊UNH3傳感器模塊2和C6H6傳感器模塊3輸出的電流范圍不同，可以通過調(diào)節(jié)第六電阻R6、第一電位器R7和第二電位器R8的大小關(guān)系實現(xiàn)電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓范圍一致。[0020]經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后得到的電壓信號進入低通濾波放大電路，第一低通濾波放大電路16、第二低通濾波放大電路15和第三低通濾波放大電路7均采用二階反相放大有源低通濾波器，通過調(diào)節(jié)第四電位器R21可以改變放大倍數(shù)。
[0021 ] VOC傳感器模塊4(揮發(fā)性有機物模塊)選用piD-TECH plus傳感器，該傳感器的供電電壓為+5V,輸出0V?2.5V的電壓信號。該傳感器的輸出端OUT與第四低通濾波放大電路7相連接，第四低通濾波放大電路7采用兼?zhèn)浞糯蠛偷屯V波功能的二階正相放大有源低通濾波放大電路。如圖2所示，第四低通濾波放大電路7包括第五運算放大器IC5，第五運算放大器IC5選用±5V電壓供電。第五運算放大器IC5的正相輸入端分別與第七電容C7的一端和第二十四電阻R24的一端相連接，第二十四電阻R24的另一端分別與第六電容C6的一端和第二十三電阻R23的一端相連接，第二十三電阻R23的另一端接piD-TECH plus傳感器的輸出端OUT ;第七電容C7的另一端分別與第六電容C6的另一端、第五電容C5的一端和地相連接，第五電容C5的另一端接piD-TECH plus傳感器的輸入端VCC ;piD-TECH plus傳感器的GND端接地；第五運算放大器IC5的反相輸入端分別與第二十五電阻R25的一端和第二十六電阻R26的一端相連接，第二十五電阻R25的另一端接地，第二十六電阻R26的另一端和第五運算放大器IC5的輸出端分別與第二十七電阻R27的一端相連接，第二十七電阻R27的另一端與A/D轉(zhuǎn)換電路8相連接。
[0022]VOC傳感器供電電壓為+5V，輸出為O疒2.5V的電壓信號，輸出端連接第四低通濾波放大電路6，第四低通濾波放大電路6兼?zhèn)浞糯蠛偷屯V波功能，其放大倍數(shù)A=l+R26/R25，這里取R25=R26，這樣放大倍數(shù)為2，二階正相放大有源低通濾波放大電路輸出的電壓范圍為OV?5V。
[0023]經(jīng)四路低通濾波放大電路處理得到的四路電壓信號輸入A/D轉(zhuǎn)換電路8，A/D轉(zhuǎn)換電路8采用四通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7856-2，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器由FPGA處理器9控制并通信，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)輸送到FPGA處理器9中進行后續(xù)處理。
[0024]FPGA處理器采用ALTERA公司的現(xiàn)場可編程門陣列EP2C5T144C8，與它共同構(gòu)成的功能模塊包括控制液晶顯示模塊LCD240128進行四種物質(zhì)含量及環(huán)境溫濕度的顯示，控制指示燈模塊利用發(fā)光二極管顯示四種物質(zhì)含量是否超標(biāo)，接受按鍵模塊輸入的打印鍵、選擇鍵和確認鍵功能信息，控制由AM2302構(gòu)成的溫濕度測量模塊進行室內(nèi)環(huán)境的溫濕度檢測，控制由SL811HST構(gòu)成的USB接口進行打印輸出，如圖3所示。
[0025]電源模塊12采用+9V電池供電，通過穩(wěn)壓器件LM1086-5將+9V電源轉(zhuǎn)化成+5V直流電源；通過穩(wěn)壓器件LM1086-2.5將+5V電源轉(zhuǎn)化成+2.5V直流電源；通過穩(wěn)壓器件LM1086-3.3將+5V電源轉(zhuǎn)化成+3.3V直流電源；通過電源轉(zhuǎn)換器件MAX660將+5V電源轉(zhuǎn)化成-5V直流電源；通過穩(wěn)壓器件LM337將-5V電源轉(zhuǎn)化成_2.5V直流電源；+5V、-5V、+2.5V、-2.5V和+3.3V五種直流電源能夠滿足系統(tǒng)中各器件的電源要求，如圖4所示。
[0026]本發(fā)明快速檢測儀中的HCHO傳感器模塊1、NH3傳感器模塊和C6H6傳感器模塊輸出電流信號，該電流信號經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號，再經(jīng)過低通濾波放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路得到需檢測氣體濃度的數(shù)字信號。VOC傳感器模塊4輸出的電壓信號經(jīng)第四低通濾波放大電路6和模數(shù)轉(zhuǎn)換得到VOC濃度的數(shù)字信號；溫濕度檢測模塊13檢測出環(huán)境溫度值和濕值度，F(xiàn)PGA處理器9根據(jù)溫濕度檢測模塊13測得的環(huán)境溫度值和濕度值對這四種物質(zhì)含量的數(shù)值進行修正并顯示在液晶屏上；修正后的數(shù)值與國家標(biāo)準(zhǔn)含量值進行比較并通過指示燈顯示正?；虺瑯?biāo)情況。本快速檢測儀的面板上設(shè)置三個按鍵用于選擇被測對象和設(shè)置打印，如圖5所示，該面板中還包括液晶顯示塊、四個指示燈、三個功能按鍵和一個USB接口，USB接口 10用于輸出打印結(jié)果。
[0027]本發(fā)明快速檢測儀上電后，在液晶顯示屏上詢問選擇需要測試的對象，可以任意選擇不少于一種被測對象，選擇好之后按下確認鍵，儀器開始檢測當(dāng)前環(huán)境的溫濕度值和被測對象的含量，同時在液晶顯示屏上顯示當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度值，并根據(jù)溫濕度值對當(dāng)前環(huán)境下的被測物質(zhì)的含量進行修正并在液晶顯示屏中顯示，四個指示燈則根據(jù)被測對象當(dāng)前修正后的含量值和程序中預(yù)設(shè)的室內(nèi)環(huán)境國家標(biāo)準(zhǔn)含量限定值進行比較，如果當(dāng)前測量并修正后的含量值超出限定值則指示燈變?yōu)榧t色，如果沒有超出則為綠色，如果沒有選擇該物質(zhì)進行測量，則對應(yīng)的指示燈不顯示。在儀器使用過程中通過USB接口連接微型打印機，當(dāng)按下打印鍵后則可以打印當(dāng)前測量到的各物質(zhì)含量、當(dāng)前環(huán)境的溫濕度值和國家標(biāo)準(zhǔn)的限值。傳感器工作時，恒電位儀電路發(fā)揮自動調(diào)節(jié)作用。
[0028]FPGA接受按鍵模塊輸入的打印鍵、選擇鍵和確認鍵功能信息，選擇鍵用于選擇被測對象，確認鍵用于確認所選擇的被測對象信息，打印鍵用于控制打印傳感器測量并修正過的濃度值、國家標(biāo)準(zhǔn)值和當(dāng)前溫濕度值；FPGA控制由AM2302器件構(gòu)成的溫濕度測量模塊進行室內(nèi)環(huán)境的溫濕度檢測，用于修正傳感器檢測到的濃度值，提高測量精度。FPGA控制由SL811HST構(gòu)成的USB接口進行打印數(shù)據(jù)的輸出。
[0029]該儀器面板設(shè)計如圖5所示，包括液晶顯示塊、四個指示燈、三個功能按鍵和一個USB 接口。
[0030]本發(fā)明快速檢測儀能快速準(zhǔn)確有效測量室內(nèi)空氣中甲醛(HCH0)、氨氣(NH3)、苯(C6H6)和揮發(fā)性有機物(VOC)的含量，通過檢測室內(nèi)環(huán)境的溫濕度值再次修正測量值，使得測量值更加精確，通過液晶屏顯示數(shù)值并對這四種物質(zhì)含量超標(biāo)與否進行指示燈標(biāo)示，并具備USB接口可與微型打印機連接打印出儀器所測量得到的信息。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，其特征在于，包括依次相連接的HCHO傳感器模塊(I)、第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路(18)和第一低通濾波放大電路(16);依次相連接的NH3傳感器模塊(2)、第二電流電壓轉(zhuǎn)換電路(17)和第二低通濾波放大電路(15);依次相連接的C6H6傳感器模塊(3 )、第三電流電壓轉(zhuǎn)換電路(5 )和第三低通濾波放大電路(7 );依次相連接的VOC傳感器模塊(4)和第四低通濾波放大電路(6);第一低通濾波放大電路(16)、第二低通濾波放大電路(15)、第三低通濾波放大電路(7)和第四低通濾波放大電路(6)分別與A/D轉(zhuǎn)換電路(8)相連接，A/D轉(zhuǎn)換電路(8)與FPGA處理器(9)相連接；該快速檢測儀還包括電源模塊(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，其特征在于，所述的HCHO傳感器模塊(I)由電化學(xué)傳感器CH20/S-10-S和甲醛傳感器接口電路組成；NH3傳感器模塊(2 )由電化學(xué)傳感器ME3-NH3和氨傳感器接口電路組成；C6H6傳感器模塊(3 )由電化學(xué)傳感器ME4-C6H6和苯傳感器接口電路組成；該三種電化學(xué)傳感器均包括對電極(CE)、參比電極(RE)和工作電極(SE);該三種傳感器接口電路的結(jié)構(gòu)相同；所述傳感器接口電路包括第一運算放大器(ICl)和場效應(yīng)管(Q);電化學(xué)傳感器的對電極(CE)分別與第一電容(Cl)的一端、第二電容(C2)的一端和第一運算放大器(ICl)的輸出端相連接；電化學(xué)傳感器的參比電極(RE)分別與第一電阻(Rl)的一端和場效應(yīng)管(Q)的源極相連接，場效應(yīng)管(Q)的漏極接電化學(xué)傳感器的工作電極(SE)，場效應(yīng)管(Q)的柵極與第四電阻(R4)的一端相連接，第四電阻(R4)的另一端接+5V電壓；第一電阻(Rl)的另一端分別與第二電阻(R2)的一端和第一電容(Cl)的另一端相連接，第二電阻(R2)的另一端分別接第二電容(C2)的另一端和第一運算放大器(ICl)的反相輸入端；第一運算放大器(ICl)的正相輸入端接第三電阻(R3)的一端，第三電阻(R3)的另一端接地；電化學(xué)傳感器的工作電極(SE)與電流電壓轉(zhuǎn)換電路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，其特征在于，所述第一電流電壓轉(zhuǎn)換電路(18)、 第二電流電壓轉(zhuǎn)換電路(17)和第三電流電壓轉(zhuǎn)換電路(5)的結(jié)構(gòu)相同， 所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括第二運算放大器(IC2)和第三運算放大器(IC3)，第二運算放大器(IC2)的正相輸入端分別與第五電阻(R5)的一端和第六電阻(R6)的一端相連接，第五電阻(R5)的另一端接電化學(xué)傳感器的工作電極(SE);第六電阻(R6)的另一端分別與第二電位器(R8)的一端、第二電位器(8)的動觸點以及第一電位器(R7)的一端相連接；第二電位器(R8)的另一端分別接地和第十五電阻(R15)的一端，第十五電阻(R15)的另一端接第三運算放大器(IC3)的正相輸入端；第三運算放大器(IC3)的反相輸入端分別與第十六電阻(R16)的一端和第十七電阻(R17)的一端相連接；第十七電阻(R17)的另一端、第一電位器(R7)的另一端以及第一電位器(R7)的動觸點分別接第三運算放大器(IC3)的輸出端，第三運算放大器(IC3)的輸出端與低通濾波放大電路相連接；第十六電阻(R16)的另一端分別與第十四電阻(R14)的一端和第二運算放大器(IC2)的輸出端相連接，第二運算放大器(IC2)的反相輸入端分別與第十四電阻(R14)另一端、第十電阻(RlO)的一端和第九電阻(R9)的一端相連接；第九電阻(R9)的另一端接地，第十電阻(RlO)的另一端接第三電位器(Rll)的動觸點，第三電位器(Rll)的一端接第十二電阻(R12)的一端，第十二電阻(R12)的另一端接+2.5V電壓；第三電位器(Rll)的另一端接第十三電阻(R13)的一端，第十三電阻(R13)的另一端接-2.5V電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，其特征在于，所述的第一低通濾波放大電路(16 )、第二低通濾波放大電路(15 )和第三低通濾波放大電路(7 )的結(jié)構(gòu)相同； 所述低通濾波放大電路包括第四運算放大器(IC4)，第四運算放大器(IC)的正相輸入端與第二十電阻(R20)的一端相連接，第二十電阻(R20)的另一端接地；第四運算放大器(IC4)的反相輸入端分別與第十九電阻(R19)的一端和第四電容(C4)的一端相連接，第十九電阻(R19)的另一端分別與第十八電阻(R18)的一端、第三電容(C3)的一端以及第四電位器(R21)的一端相連接，第三電容(C3)的另一端接地，第十八電阻(R18)的另一端與第三運算放大器(IC3)的輸出端相連接；第四電位器(R21)的另一端、第四電位器(R21)的動觸點、第四電容(C4)的另一端以及第四運算放大器(IC4)的輸出端分別與第二十二電阻(R22)的一端相連接，第二十二電阻(R22)的另一端接A/D轉(zhuǎn)換電路(8) 。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，其特征在于，所述的VOC傳感器模塊(4)采用piD-TECH plus傳感器；所述的第四低通濾波放大電路(6)包括第五運算放大器(IC5)，第五運算放大器(IC5)的正相輸入端分別與第七電容(C7)的一端和第二十四電阻(R24)的一端相連接，第二十四電阻(R24)的另一端分別與第六電容(C6)的一端和第二十三電阻(R23)的一端相連接，第二十三電阻(R23)的另一端接piD-TECH plus傳感器的輸出端(OUT);第七電容(C7)的另一端分別與第六電容(C6)的另一端、第五電容(C5)的一端和地相連接，第五電容(C5)的另一端接piD-TECH plus傳感器的輸入端(VCC);piD-TECHplus傳感器的(GND)端接地；第五運算放大器(IC5)的反相輸入端分別與第二十五電阻(R25)的一端和第二十六電阻(R26)的一端相連接，第二十五電阻(R25)的另一端接地，第二十六電阻(R26)的另一端和第五運算放大器(IC5)的輸出端分別與第二十七電阻(R27)的一端相連接，第二十七電阻(R27)的另一端與A/D轉(zhuǎn)換電路(8)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，其特征在于，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路(8 )采用四通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7856-2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，其特征在于，F(xiàn)PGA處理器(9)還分別與USB接口(10)、功能按鍵(11)、溫濕度檢測模塊(13)和液晶及指示燈顯示(14)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述便攜式室內(nèi)空氣質(zhì)量快速檢測儀，其特征在于，所述的FPGA處理器(9)采用現(xiàn)場可編程門陣列EP2C5T144C8器件。
【文檔編號】G01N27/26GK103592348SQ201310587485
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】郭威彤, 楊鴻武, 甘振業(yè), 裴東, 宋海生 申請人:西北師范大學(xué)