一种室内空气甲醛含量测量计的制作方法
【专利摘要】一种室内空气甲醛含量测量计，由电源电路、检测电路、单片机电路、LCD显示电路组成。电源电路向检测电路、单片机电路、LCD显示电路提供工作电源，检测电路将空气中的甲醛含量转换成电压输出至单片机电路，单片机电路将空气中的甲醛含量转换成数字量，并驱动LCD显示电路进行显示。所述测量计能够测量空气中的甲醛含量并在LCD显示器是显示，电路简单，可靠性高，成本低，功耗低，采用电池供电可以长期连续工作，可以用于室内空气中甲醛含量的连续测量。
【专利说明】一种室内空气甲醛含量测量计
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气体检测报警装置，尤其是一种室内空气甲醛含量测量计。【背景技术】
[0002]天花板、墙布，墙纸、各类人造板、油漆等装饰材料以及家具、化纤地毯和泡沫塑料等都含有甲醛成分并有可能向外界散发，缓慢释放的甲醛对人体，尤其是婴幼儿、孕期妇女、老人和慢性病患者造成长期损害，因此，新房装修后，需要对室内空气中的甲醛含量进行检测。现有的可以进行连续检测的设备价格普遍较高，功耗大。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的旨在提供一种可靠性高、成本低的室内空气甲醛含量测量计。
[0004]本实用新型采取的技术方案是:一种室内空气甲醛含量测量计，由电源电路、检测电路、单片机电路、IXD显示电路组成。电源电路向检测电路、单片机电路、IXD显示电路提供工作电源，检测电路将空气中的甲醛含量转换成电压输出至单片机电路，单片机电路将空气中的甲醛含量转换成数字量，并驱动IXD显示电路进行显示。
[0005]所述电源电路由电池组和第一电容并联组成；电池组的正极为第一电源电压、负极为公共地。
[0006]所述检测电路由甲醛传感器、运放、电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容组成；检测电路的供电电源为第二电源电压，第二电源电压由单片机电路控制。
[0007]所述第三电阻、第四电阻组成分压电路对第二电源电压进行分压得到第三电源电压；第一电阻是甲醛传感器的负载电阻。
[0008]所述运放、电位器、第二电阻、第二电容组成反相Ι/U变换器，甲醛传感器的正端连接至反相Ι/u变换器的输入端、负端连接至第三电源电压；空气中的甲醛含量电压从第三电源电压和反相Ι/υ变换器的输出端之间输出。
[0009]所述单片机电路由单片机、晶体振荡器、第三电容组成。
[0010]所述单片机从输出端输出第二电源电压；空气中的甲醛含量电压连接至单片机的差分电压输入端。
[0011]所述IXD显示电路由IXD显示模块、第四电容组成。
[0012]所述IXD显示模块的段控制端连接至单片机的段驱动端；IXD显示模块的公共端连接至单片机的LCD控制公共端；第四电容两端分别连接至单片机的LCD栗电源电容端和公共地。
[0013]所述甲醛传感器是CH20/S-10气敏传感器。
[0014]所述运放是超低噪声的轨到轨输入输出集成运算放大器ADA4528-1。
[0015]所述电池组由2节1.5V的碱性电池组成。
[0016]所述单片机的型号是MSP430F4270。[0017]本实用新型的有益效果是，能够实时检测空气中的甲醛含量并在IXD上显示，电路简单，可靠性高，成本低；功耗低，采用2节1.5V碱性电池供电时，测量计可以连续工作多年。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的结构框图。
[0019]图2是本实用新型的电路图。
[0020]图3是本实用新型的工作步骤原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0022]如图1所示的本实用新型结构框图，由电源电路100、检测电路200、单片机电路300、IXD显示电路400组成。电源电路100向检测电路200、单片机电路300、IXD显示电路400提供工作电源，检测电路200将空气中的甲醛含量转换成电压输出至单片机电路300，单片机电路300将空气中的甲醛含量转换成数字量，并驱动IXD显示电路400进行显示。
[0023]本实用新型电路如图2所示。
[0024]电源电路100由电池组101、第一电容102组成。电池组101由2节1.5V的碱性电池组成，电池组101的正极为第一电源电压+ V1、负极为公共地GND ;第一电容102并联在电池组101的正极和负极。
[0025]检测电路200由甲醛传感器201、运放202、电位器204、第一电阻203、第二电阻205、第三电阻207、第四电阻208、第二电容206组成。
[0026]检测电路200的供电电源为第二电源电压+ V2，第二电源电压+ V2由单片机电路300控制。
[0027]第三电阻207、第四电阻208组成分压电路对第二电源电压+ V2进行分压，得到第三电源电压+ V3 ;第三电源电压+ V3连接至运放202的“ + ”输入端。
[0028]运放202、电位器204、第二电阻205、第二电容206组成反相Ι/U变换器，甲醛传感器201的正端I +连接至反相Ι/U变换器的输入端、负端I 一连接至第三电源电压+ V3。
[0029]第一电阻203的两端分别连接至甲醛传感器201的正端I +和负端I 一，是甲醛传感器201的负载电阻，。
[0030]运放202是超低噪声的轨到轨输入输出集成运算放大器ADA4528-1 ；甲醛传感器201选择CH20/S-10气敏传感器。
[0031]空气中的甲醛含量电压从第三电源电压+ V3和反相Ι/U变换器输出端之间输出。
[0032]单片机电路300由单片机301、晶体振荡器302、第三电容303组成。
[0033]单片机301的型号是MSP430F4270，晶体振荡器302的振荡频率为32.768kHz。
[0034]单片机301从输出端Pl.0输出第二电源电压+V2 ;空气中的甲醛含量电压连接至单片机301的差分电压输入端AO +、A0 —。
[0035]IXD显示电路400由IXD显示模块401、第四电容402组成。
[0036]IXD显示模块401的各段控制端连接至单片机301的段驱动S0-S7端；IXD显示模块401的公共端C0M0-C0M3连接至单片机301的IXD控制公共端C0M0-C0M3 ;第四电容402两端分别连接至单片机301的IXD栗电源电容端LCDCAP和公共地GND。
[0037]检测电路的工作原理是:
[0038]检测电路200中的反相Ι/U变换器将甲醛传感器201输出的电流转换成差分电压送至单片机301的差分电压输入端AO +、AO —，电位器204用于调节转换比例系数。
[0039]单片机301的工作步骤原理如图3所示，具体是:
[0040]步骤一，初始化；
[0041]步骤二，进入LPM3低功耗状态；定时器定时Is到，转到步骤三；
[0042]步骤三，通过输出端Pl.0开启第二电源电压+V2给检测电路200供电，同时开启单片机301内部的Α/D转换器的相关电源；
[0043]步骤四，启动Α/D转换器进行连续转换，读取多次Α/D转换数据并进行滤波、标度变换等数据处理工作；
[0044]步骤五，将甲醛含量数据送IXD显示器显示；
[0045]步骤六，关闭第二电源电压+V2，关闭单片机301内部Α/D转换器的相关电源，转
到步骤二。
[0046]单片机301工作在LPM3模式时，CPU与IXD控制器仅消耗4.9 μ A电流；单片机301的激活周期为ls，激活后单片机电路300和检测电路200的电源电流小于1.2mA，设进行多次Α/D转换和完成数据处理所需时间为3ms，则整个电路的平均工作电流是8.5 μ A。用2节1.5V、单节放电到0.9V时有效容量为700mAh的碱性电池供电，不考虑电池的自放电因素，工作时间长达82000小时，或者是9.4年。
【权利要求】
1.一种室内空气甲醛含量测量计，由电源电路、检测电路、单片机电路、IXD显示电路组成，其特征在于: 所述电源电路由电池组和第一电容并联组成；电池组的正极为第一电源电压、负极为公共地； 所述检测电路由甲醛传感器、运放、电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容组成；检测电路的供电电源为第二电源电压，第二电源电压由单片机电路控制； 所述第三电阻、第四电阻组成分压电路对第二电源电压进行分压得到第三电源电压；第一电阻的两端分别连接至甲醛传感器的正端和负端； 所述运放、电位器、第二电阻、第二电容组成反相ι/u变换器，甲醛传感器的正端连接至反相Ι/υ变换器的输入端、负端连接至第三电源电压；空气中的甲醛含量电压从第三电源电压和反相Ι/υ变换器的输出端之间输出； 所述单片机电路由单片机、晶体振荡器、第三电容组成； 所述单片机从输出端输出第二电源电压；空气中的甲醛含量电压连接至单片机的差分电压输入端； 所述IXD显示电路由IXD显示模块、第四电容组成； 所述IXD显示模块的段控制端连接至单片机的段驱动端；IXD显示模块的公共端连接至单片机的LCD控制公共端；第四电容两端分别连接至单片机的LCD栗电源电容端和公共地。
2.如权利要求1所述的室内空气甲醛含量测量计，其特征在于:所述甲醛传感器是CH20/S-10气敏传感器。
3.如权利要求1所述的室内空气甲醛含量测量计，其特征在于:所述运放是超低噪声的轨到轨输入输出集成运算放大器ADA4528-1。
4.如权利要求1所述的室内空气甲醛含量测量计，其特征在于:所述电池组由2节1.5V的碱性电池组成。
5.如权利要求1所述的室内空气甲醛含量测量计，其特征在于:所述单片机的型号是MSP430F4270。
【文档编号】G01N33/00GK203606342SQ201320738542
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】凌云, 郭艳杰, 周维龙, 赵雨 申请人:湖南工业大学