[实用新型]一种基于红外线光电转换的PM2.5传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及嵌入式技术领域，具体涉及一种基于红外线光电转换的PM2.5传 感器。

背景技术

随着社会的繁荣发展，人们的生活水平不断提高，但是工业化的不断深入发展却 不可避免地产生了空气污染等严峻问题。最近几年，人们关心的空气污染指标主要是PM2.5 浓度。如今市场上出现了很多PM2.5检测设备，一部分PM2.5传感器采用重量法、微量振荡天 平法等方法测试空气中颗粒物、粉尘的浓度。此类监测法对空气温度、湿度、气流速率等数 据的精确度要求十分苛刻，一点点偏差就可使监测结果大相径庭，而且所测量的精度比较 低，成本却很高。不利于大规模地普及，另一部分PM2.5传感器虽然则采用了光学法、化学法 来测量空气中的粉尘浓度，测量精度方面有所提高，但其体积太大，价格也偏高。在人们日 益追求高品质生活的情况下，人们需要一种携带方便、成本低廉的PM2.5传感器设备。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于红外线光电转换的PM2.5传感器.。

本实用新型的技术方案是：

一种基于红外线光电转换的PM2.5传感器，包括：

根据主控单元提供的10KHz载波产生红外线的发射电路；

分别接收红外信号并产生反应PM2.5浓度的电压信号的第一接收电路、第二接收 电路；

提供10KHz载波、对两路反应PM2.5浓度的电压信号的零位电压和灵敏度进行补偿 计算得到PM2.5浓度的主控单元；

发射电路的输入端连接主控单元的输出端口，第一接收电路的输出端、第二接收 电路的输出端分别连接主控单元的不同输入端口。

所述发射电路包括第一光电二极管和三极管；

第一光电二极管的正极接电源VCC，第一光电二极管的负极经一个电阻连接至三 极管的集电极，三极管的发射极接地，三极管的基极经另一电阻连接至主控单元的输出端 口。

所述第一接收电路、第二接收电路均包括：

接收发射电路产生的红外线、将光信号转换成电流信号的光电转换模块；

将光电转换模块输出的电流信号转换成电压信号的电流电压转换模块；

对电压信号进行放大的放大模块；

将光电转换模块感应红外线产生的电信号过滤掉的滤波模块；

放大模块包括第一放大器和第二放大器，第一放大器和第二放大器串联；

电流电压转换模块包括第一电流电压转换模块和第二电流电压转换模块；

光电转换模块的阳极连接供电电压，第一电流电压转换模块的一端与光电转换模 块的阴极连接后接入第一放大器的反向输入端，第二电流电压转换模块的一端接地，第二 电流电压转换模块的另一端连接第一放大器的正向输入端，第一放大器的输出端与第二放 大器的正向输入端之间连接第一电流电压转换模块的另一端，第二放大器的输出端与第二 放大器的反向输入端连接后接至滤波模块的输入端。

所述主控单元与发射电路、第一接收电路、第二接收电路集成在一块PCB上。

有益效果：

本实用新型利用两个相同的接收电路检测PM2.5浓度，减小了误差，提高了检测精 度，利用红外线光电转换技术，红外线设备结构简单、体积小、重量轻、价格低。主控单元具 有功耗低、通用性好的特点。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式的基于红外线光电转换的PM2.5传感器结构框图；

图2是本实用新型具体实施方式的MSP430F1611的单片机最小系统电路原理图；

图3是本实用新型具体实施方式的发射电路原理图；

图4是本实用新型具体实施方式的第一接收电路的电路原理图；

图5是本实用新型具体实施方式的第二接收电路的电路原理图；

图6是本实用新型具体实施方式的第一接收电路输出电压随尘埃密度变化的曲线 图；

图7是本实用新型具体实施方式的第二接收电路输出电压随尘埃密度变化的曲线 图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

一种基于红外线光电转换的PM2.5传感器，如图1所示，包括：

根据主控单元提供的10KHz载波产生红外线的发射电路；