脈沖式紅外粉塵濃度檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種粉塵濃度檢測儀器，尤其是其中的檢測電路。
【背景技術】
[0002]粉塵濃度檢測儀主要由檢測電路、檢測孔等組成，檢測電路中的發(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)過檢測孔，當檢測孔內(nèi)沒有粉塵時，發(fā)射光軸會沿直線傳播；當檢測孔內(nèi)有粉塵時，粉塵對光線發(fā)生散射作用，經(jīng)過檢測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發(fā)生變化。檢測電路采用一個四級放大的集成芯片，對發(fā)光管接收到的信號進行放大，最后輸出一個模擬信號。該粉塵濃度檢測電路存在的主要問題是:
[0003]1、該粉塵濃度檢測電路僅僅是一個被動檢測電路，不具備信號處理及關鍵信息存儲的功能。
[0004]2、發(fā)光管是一個被動器件，必須在外部PffM信號驅(qū)動下才會工作，驅(qū)動發(fā)光管的電源必須由外部電路單獨提供，相當于一個檢測儀產(chǎn)品需要提供兩路電源才能工作。
[0005]3、發(fā)光管是在外部PffM信號驅(qū)動下工作，輸出一個模擬的信號，該模擬信號受電源電壓及驅(qū)動信號影響大，精度低。
[0006]4、粉塵濃度檢測的精度過度依賴于集成芯片的精度，可控制性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的就是要解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，提出一種無需外部額外電源能自主驅(qū)動發(fā)光管、能直接輸出數(shù)字信號且控制精確的脈沖式紅外粉塵濃度檢測電路。
[0008]本實用新型為解決上述問題采用的技術方案是:本實用新型由模擬電路和數(shù)字電路組成，模擬電路包括依次相連接的四級運放，第一級運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運放、第三級運放和第四級運放，第四級運放的輸出端連接數(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運放的同相端和反相端之間，在第一級運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)字電路具有一個單片機，單片機發(fā)出PWM脈沖經(jīng)電阻R3驅(qū)動所述三極管，紅外發(fā)光管發(fā)出脈沖紅外光線。
[0009]本實用新型采用上述技術方案后具有的優(yōu)點是:
[0010]1、本實用新型采用逐級放大的方式進行信號處理，有利于調(diào)節(jié)各級放大電路的參數(shù)，精確控制有效信號的幅值，最大程度降低電氣噪聲的干擾。
[0011]2、本實用新型電路內(nèi)部增加了電荷存儲及驅(qū)動部分電路，能自主驅(qū)動，不需要外部提供額外電源。
[0012]3、本實用新型電路結(jié)構(gòu)內(nèi)部增加了微處理單元，能自主驅(qū)動發(fā)光管，并按照專有邏輯采集有效信號。
[0013]4、本實用新型電路內(nèi)部的微處理單元對采集到的有效信號進行一系列運算，能直接輸出可供其它單片機接收的數(shù)字信號。
[0014]5、本實用新型電路結(jié)構(gòu)整體具有驅(qū)動、接收、放大、采集、運算、反饋等閉環(huán)控制機理，充分提高了檢測精度。
[0015]6、采用本實用新型電路結(jié)構(gòu)做成的粉塵濃度檢測儀能主動向外輸出粉塵濃度信號，方便外部電路的數(shù)據(jù)采集。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的模擬部分結(jié)構(gòu)連接圖；
[0017]圖2是本實用新型的數(shù)字部分結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1和圖2，本實用新型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)動信號，同時采集模擬電路部分的最終輸出信號。
[0019]模擬電路部分包括依次相連接的四級運放，前級運放的輸出端和后級運放的同相端之間通過電容相連接。其中，第一級運放IC1_A的同相端和反相端之間連接光電管，第一級運放IC1_A的輸出端依次連接第二級運放IC1_B、第三級運放IC1_C、第四級運放IC1_D。第四級運放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。第一級運放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，紅外發(fā)光管SE連接三極管Q1，三極管Ql驅(qū)動紅外發(fā)光管SE發(fā)出脈沖紅外光線。
[0020]電容Cl連接電源VCC與數(shù)字地GND之間，形成初級濾波；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信號驅(qū)動三極管Ql工作。
[0021]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)動下發(fā)光；紅外接收管RE接收紅外發(fā)光管SE的信號，接收管RE連接于第一級運放IC1_A的同相端和反相端之間，接收管RE將接收到的信號送到第一級運放IC1_A。在第一級運放IC1_A的反相端和輸出端之間連接電阻R4，形成反饋。
[0022]第一級運放IC1_A的輸出端與第二級運放IC1_B同相端之間連接電容C3，用于信號耦合。在第二級運放IC1_B的同相端和基準電壓VREF之間連接電阻R8，在第二級運放IC1_B的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R9。第二級運放IC1_B的反相端和輸出端之間連接電阻R5，第二級運放IC1_B的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R10。
[0023]第二極運放IC1_B的輸出端到第三級運放IC1_C的同相端之間連接電容C4，用于信號耦合。第三級運放IC1_C的同相端和基準電壓Vref之間連接電阻R11，第三級運放IC1_C的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R12。第三級運放IC1_C的反相端到輸出端之間連接電阻R6，第三級運放IC1_C的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R13。
[0024]第三級運放IC1_C的輸出端到第四級運放的同相端之間連接電容C5，用于信號耦合。第四級運放IC1_D的同相端至基準電壓Vref之間連接電阻R14，第四級運放IC1_D的同相端到模擬地AGND之間連接電阻R15，第四級運放IC1_D的反相端到輸出端之間連接電阻R7，第四級運放IC1_D的反相端到模擬地AGND之間連接電阻R16，第四級運放IC1_D的輸出端連接到數(shù)字電路的A/D端口。
[0025]電源VCC經(jīng)電容Cl濾波后，通過電阻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)動三極管Q1，電容C2儲存的電能在三極管Ql的導通下經(jīng)電阻R2對紅