脈沖式紅外粉塵濃度檢測(cè)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粉塵濃度檢測(cè)儀器，尤其是其中的檢測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]粉塵濃度檢測(cè)儀主要由檢測(cè)電路、檢測(cè)孔等組成，檢測(cè)電路中的發(fā)光管發(fā)光后在光路結(jié)構(gòu)中形成的發(fā)射光軸經(jīng)過(guò)檢測(cè)孔，當(dāng)檢測(cè)孔內(nèi)沒(méi)有粉塵時(shí)，發(fā)射光軸會(huì)沿直線傳播；當(dāng)檢測(cè)孔內(nèi)有粉塵時(shí)，粉塵對(duì)光線發(fā)生散射作用，經(jīng)過(guò)檢測(cè)孔的光線向四周散射，這樣光線便發(fā)生變化從而使輸出的信號(hào)發(fā)生變化。檢測(cè)電路采用一個(gè)四級(jí)放大的集成芯片，對(duì)發(fā)光管接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，最后輸出一個(gè)模擬信號(hào)。該粉塵濃度檢測(cè)電路存在的主要問(wèn)題是:
1、該粉塵濃度檢測(cè)電路僅僅是一個(gè)被動(dòng)檢測(cè)電路，不具備信號(hào)處理及關(guān)鍵信息存儲(chǔ)的功能。
[0003]2、發(fā)光管是一個(gè)被動(dòng)器件，必須在外部PffM信號(hào)驅(qū)動(dòng)下才會(huì)工作，驅(qū)動(dòng)發(fā)光管的電源必須由外部電路單獨(dú)提供，相當(dāng)于一個(gè)檢測(cè)儀產(chǎn)品需要提供兩路電源才能工作。
[0004]3、發(fā)光管是在外部PffM信號(hào)驅(qū)動(dòng)下工作，輸出一個(gè)模擬的信號(hào)，該模擬信號(hào)受電源電壓及驅(qū)動(dòng)信號(hào)影響大，精度低。
[0005]4、粉塵濃度檢測(cè)的精度過(guò)度依賴于集成芯片的精度，可控制性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種無(wú)需外部額外電源能自主驅(qū)動(dòng)發(fā)光管、能直接輸出數(shù)字信號(hào)且控制精確的脈沖式紅外粉塵濃度檢測(cè)電路。
[0007]本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明由模擬電路和數(shù)字電路組成，模擬電路包括依次相連接的四級(jí)運(yùn)放，第一級(jí)運(yùn)放的同相端和反相端之間連接光電管、輸出端依次連接第二級(jí)運(yùn)放、第三級(jí)運(yùn)放和第四級(jí)運(yùn)放，第四級(jí)運(yùn)放的輸出端連接數(shù)字電路；光電管由紅外發(fā)光管和紅外接收管組成，紅外發(fā)光管連接于三極管的集電極到數(shù)字地之間，紅外接收管連接于第一級(jí)運(yùn)放的同相端和反相端之間，在第一級(jí)運(yùn)放的反相端和輸出端之間連接電阻R4 ；電容Cl連接電源與數(shù)字地之間，電阻Rl連接電源與所述三極管的發(fā)射極之間，電容C2連接于所述三極管的發(fā)射極與數(shù)字地之間，電阻R2連接所述三極管的發(fā)射極和基極，電阻R3連接數(shù)字電路的PWM端口到所述三極管的基極；數(shù)字電路具有一個(gè)單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出PWM脈沖經(jīng)電阻R3驅(qū)動(dòng)所述三極管，紅外發(fā)光管發(fā)出脈沖紅外光線。
[0008]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有的優(yōu)點(diǎn)是:
1、本發(fā)明采用逐級(jí)放大的方式進(jìn)行信號(hào)處理，有利于調(diào)節(jié)各級(jí)放大電路的參數(shù)，精確控制有效信號(hào)的幅值，最大程度降低電氣噪聲的干擾。
[0009]2、本發(fā)明電路內(nèi)部增加了電荷存儲(chǔ)及驅(qū)動(dòng)部分電路，能自主驅(qū)動(dòng)，不需要外部提供額外電源。
[0010]3、本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)內(nèi)部增加了微處理單元，能自主驅(qū)動(dòng)發(fā)光管，并按照專有邏輯采集有效信號(hào)。
[0011]4、本發(fā)明電路內(nèi)部的微處理單元對(duì)采集到的有效信號(hào)進(jìn)行一系列運(yùn)算，能直接輸出可供其它單片機(jī)接收的數(shù)字信號(hào)。
[0012]5、本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)整體具有驅(qū)動(dòng)、接收、放大、采集、運(yùn)算、反饋等閉環(huán)控制機(jī)理，充分提高了檢測(cè)精度。
[0013]6、采用本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)做成的粉塵濃度檢測(cè)儀能主動(dòng)向外輸出粉塵濃度信號(hào)，方便外部電路的數(shù)據(jù)采集。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的模擬部分結(jié)構(gòu)連接圖；
圖2是本發(fā)明的數(shù)字部分結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明由模擬電路部分和數(shù)字電路部分這兩部分組成，其中，數(shù)字電路部分提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)采集模擬電路部分的最終輸出信號(hào)。
[0016]模擬電路部分包括依次相連接的四級(jí)運(yùn)放，前級(jí)運(yùn)放的輸出端和后級(jí)運(yùn)放的同相端之間通過(guò)電容相連接。其中，第一級(jí)運(yùn)放IC1_A的同相端和反相端之間連接光電管，第一級(jí)運(yùn)放IC1_A的輸出端依次連接第二級(jí)運(yùn)放IC1_B、第三級(jí)運(yùn)放IC1_C、第四級(jí)運(yùn)放IC1_D。第四級(jí)運(yùn)放IC1_D的輸出端連接數(shù)字電路部分。光電管由紅外發(fā)光管SE和紅外接收管RE組成。第一級(jí)運(yùn)放IC1_A的同相端和反相端之間連接紅外接收管RE，紅外接收管RE接收紅外發(fā)光管SE的信號(hào)，紅外發(fā)光管SE連接三極管Q1，三極管Ql驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光管SE發(fā)出脈沖紅外光線。
[0017]電容Cl連接電源VCC與數(shù)字地GND之間，形成初級(jí)濾波；電阻Rl連接電源VCC與三極管Ql的發(fā)射極之間，電容C2連接于三極管Ql的發(fā)射極與數(shù)字地GND之間，用于儲(chǔ)存電荷。電阻R2連接三極管Ql的發(fā)射極和基極，電阻R3連接數(shù)字電路的PffM端口到三極管Ql的基極，PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管Ql工作。
[0018]紅外發(fā)光管SE連接于三極管Ql的集電極到數(shù)字地GND之間，在三極管Ql的驅(qū)動(dòng)下發(fā)光；紅外接收管RE接收紅外發(fā)光管SE的信號(hào)，接收管RE連接于第一級(jí)運(yùn)放IC1_A的同相端和反相端之間，接收管RE將接收到的信號(hào)送到第一級(jí)運(yùn)放IC1_A。在第一級(jí)運(yùn)放IC1_A的反相端和輸出端之間連接電阻R4，形成反饋。
[0019]第一級(jí)運(yùn)放IC1_A的輸出端與第二級(jí)運(yùn)放IC1_B同相端之間連接電容C3，用于信號(hào)耦合。在第二級(jí)運(yùn)放IC1_B的同相端和基準(zhǔn)電壓VREF之間連接電阻R8，在第二級(jí)運(yùn)放IC1_B的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R9。第二級(jí)運(yùn)放IC1_B的反相端和輸出端之間連接電阻R5，第二級(jí)運(yùn)放IC1_B的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R10。
[0020]第二極運(yùn)放IC1_B的輸出端到第三級(jí)運(yùn)放IC1_C的同相端之間連接電容C4，用于信號(hào)耦合。第三級(jí)運(yùn)放IC1_C的同相端和基準(zhǔn)電壓Vref之間連接電阻R11，第三級(jí)運(yùn)放IC1_C的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R12。第三級(jí)運(yùn)放IC1_C的反相端到輸出端之間連接電阻R6，第三級(jí)運(yùn)放IC1_C的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R13。
[0021]第三級(jí)運(yùn)放IC1_C的輸出端到第四級(jí)運(yùn)放的同相端之間連接電容C5，用于信號(hào)耦合。第四級(jí)運(yùn)放IC1_D的同相端至基準(zhǔn)電壓Vref之間連接電阻R14，第四級(jí)運(yùn)放IC1_D的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R15，第四級(jí)運(yùn)放IC1_D的反相端到輸出端之間連接電阻R7，第四級(jí)運(yùn)放IC1_D的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R16，第四級(jí)運(yùn)放IC1_D的輸出端連接到數(shù)字電路的A/D端口。
[0022]電源VCC經(jīng)電容Cl濾波后，通過(guò)電阻Rl給電容C2充電。數(shù)字電路發(fā)出的PffM脈沖經(jīng)電阻R3驅(qū)動(dòng)三極管Q1，電容C2儲(chǔ)存的電能在三極管Ql的導(dǎo)通下經(jīng)電阻R2對(duì)紅外發(fā)光管SE放電，使發(fā)光管SE