[发明专利]一种细微颗粒自校准检测系统及其校准方法

权利要求书

1.一种细颗粒物自校准检测系统，其特征在于，包括校准模块、检测模块、电动阀、微处理器和LCD显示模块；

所述检测模块、校准模块通过气路连接电动阀；

所述微处理器控制电动阀工作，接收来自检测模块及校准模块的数据，利用校准模块的测量值校准检测模块的细颗粒物检测值，并把处理后检测结果发送到LCD显示模块；

所述电动阀采用六通结构，外侧为圆管，内侧为扇形体；

通过外侧的圆管及内侧的扇形体之间的转动来切换通气接口；

所述圆管外侧设有4个进气口，交叉互联成2个进气接口后分别连接洁净气体通道及大气通道；

扇形体上设有2个出气接口，正常工作时，连接校准模块的进气接口连接洁净气体通道，连接检测模块的进气接口连接检测通道，即大气通道，校准时，扇形体转动30°后原来2个进气口被密封，出气接口连接到另外2个进气口，从而互换气体通道；

气体的路径为：由进气接口进入经过过滤帽过滤后，进入气体通道经由圆管、扇形体最终到达出气接口，出气接口通过软管与检测、校准模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种细颗粒物自校准检测系统，其特征在于，校准时，电机带动扇形体旋转30°，检测模块连接洁净气体通道，校准模块连接检测通道；

所述电机为直流减速电机，通过调节PWM的占空比α来调节其转速，保证其以恒定的转速转动，在带动扇形体旋转过程中，通过微处理器计算出扇形体转动的角度，当即将达到30°时，通过齿轮控制电机减速，使扇形体上的气孔对准圆管上的气孔。

3.根据权利要求1所述的一种细颗粒物自校准检测系统，其特征在于，所述圆管上设置了限位开关，防止扇形体转动超过30°。

4.根据权利要求1所述的一种细颗粒物自校准检测系统，其特征在于，所述校准模块用于对检测模块自动校准，校准模块平时连接到安装有过滤帽的洁净气体通道，仅在校准时连接检测通道而不易受到污染，利用校准模块的检测结果对长期工作后受到污染的检测模块进行校准；

所述过滤帽用于对空气进行过滤，得到洁净的空气，使过滤帽对待测气体进行过滤后得到的洁净气体进入校准模块中进行检测，通过对检测值的修改，最终达到对校准模块进行调零的目的。

5.根据权利要求1所述的一种细颗粒物自校准检测系统，其特征在于，所述检测模块包括光源单元、光接收单元、风扇单元、信号处理单元和供电单元；

所述光源单元为红外发光二极管、驱动电路和光学系统，微处理器通过驱动电路打开红外发光二极管，光线经过光学系统，照射到检测气体通道中，光线经过光接收单元中的滤光片和凸透镜将光线汇聚并被光电传感器接收，转换成电信号传输给信号处理单元，信号处理单元打开模拟信号开关、通过供电单元输出5V电源给稳压芯片MC1403转换成2.5V电源给A/D转换芯片ADS1232供电，将电信号转换成模拟信号传输到微处理器中处理。

6.根据权利要求5所述的一种细颗粒物自校准检测系统，其特征在于，所述供电单元为DC稳压输入，为MT2492芯片，接收4.5V～12V输入，输出5V的电源。

7.根据权利要求5所述的一种细颗粒物自校准检测系统，其特征在于，所述风扇单元用于将检测的气体排出，同时对吸附在检测模块、校准模块内部的灰尘进行清理。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种细颗粒物自校准检测系统的校准方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，定时24小时启动一次校准，正常工作时，检测模块连接大气通道，校准模块连接洁净气体通道；

校准定时到后，连续10次读取检测模块的读数P_1i，以及校准模块的读数Z_0i；

步骤2，微处理器控制电机转动30°，互换大气通道及洁净气体通道，再连续10次读取检测模块的读数Z_1i，以及校准模块的读数P_0i；

步骤3，通过微处理器对P_0i、P_1i、Z_0i、Z_1i读数值进行滤波处理，检测模块和校准模块每次读出实时数据时，将数据分别累计到Sum_j中，并与Max_j,Min_j相比较，若大于Max_j或小于Min_j则将数值与Max_j,Min_j互换，最终，通过下式得到检测值P_j和零点Z_j的值；

式中j的取值为0或1，其中P₀、P₁分别为连接大气校准时校准模块的读数及检测模块的读数，Z₀、Z₁分别为连接洁净气体校准时校准模块的零点读数及检测模块的零点读数；

得到细颗粒物的校准读数：

式中，P2为检测模块的读数值；

步骤4，正常工作时，微处理器控制电机反转30°，将Sum_j的值清0，检测模块连接大气通道正常检测，取得检测模块读数值P₂，输出式(3)取得的细颗粒物的校准读数P。