专利名称：空气质量监测及自动优化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及臭氧检测器，特别涉及间歇降温工作的臭氧检测器，尤其涉及采用臭氧检测器进行空气质量监测及自动优化的装置。
背景技术：
臭氧具有十分良好的空气净化作用，空气中臭氧的浓度在0.025-0.05ppm时为最佳，过高的浓度对人体是有害的。空气中臭氧浓度达0.01～0.02ppm时人们即可嗅到，浓度达1ppm时可引起呼吸加速，胸闷等症状，在2.5～5ppm时即会引起脉搏加速、头痛，停留1小时以上可发生肺气肿。工作现场空气中容许的阈限值为0.15ppm。因此，控制合适的臭氧发生浓度就是一个重要的问题。为此专利号00207155的中国专利公开了一种名为“臭氧浓度自动检测器”的技术方案，该方案的核心是臭氧传感器的灯丝恒流供电，以减小臭氧传感器在长时间工作时的工作点漂移。但众所周知，采用常见旁热式气体传感器，即便是恒流加热，在长时间工作后，其工作点不可避免地仍会漂移，质量差的传感器漂移更加厉害。
发明内容
本实用新型所要解决的问题就是为了避免上述现有技术的不足而提出一种空气质量监测及自动优化装置，本实用新型的设置了两只气体传感器，分别检测臭氧和空气，其中空气传感器始终对空气质量进行检测，而臭氧传感器则间歇式的被降温以减少其工作点漂移，两只传感器配合工作，使臭氧发生器在空气污浊时产生臭氧，在空气质量变好时关闭，准确控制空气中臭氧的含量。
本实用新型解决上述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现设计制造一种空气质量监测及自动优化装置，包括臭氧发生单元、直流低压电源电路，振荡发生电路，尤其是还包括直流高压电源电路、臭氧检测电路、空气质量检测电路和检测输出电路；所述臭氧检测电路包括臭氧传感器，所述空气质量检测电路包括空气传感器；所述臭氧传感器和空气传感器的输出端通过第2运算放大器和电位检测显示芯片及相关电路经检测输出电路中的第3晶体管接入振荡发生电路，控制振荡的产生和停止，也就是控制臭氧的发生和停止。
所述臭氧传感器的信号输出端通过两只电阻分别接第1运算放大器的反相输入端和第2运算放大器的同相输入端。
所述第1运算放大器的输出端通过电阻、二极管接第1晶体管的基极，该晶体管的集电极接风扇。
所述风扇设置在就近吹到臭氧传感器的位置。
所述第1运算放大器的同相输入端接在由两只电阻构成的分压点上，第2运算放大器的反相输入端接在由两只电阻构成的分压点上。
所述空气传感器的输出端接入电位检测显示芯片的检测输入端，第4晶体管的基极接在电位检测显示芯片的一个输出端上。
所述第4晶体管的集电极接继电器，继电器的动合触点接在电源正极和第2晶体管的发射极之间。
所述直流高压电源电路包括双向晶闸管、触发二极管及包括两只电阻、一只电容和可调电阻的触发电路。
所述直流高压电源电路还包括一整流桥，直流电压的正极接臭氧发生单元输出变压器初级的一端。
所述为第1运算放大器的同相输入端分压的两只电阻和为第2运算放大器的反相输入端分压的两只电阻都各并联一热敏电阻。
与现有技术相比较，本实用新型设置了两只气体传感器，分别检测臭氧和空气，其中空气传感器始终对空气质量进行检测，而臭氧传感器则间歇式的被降温以减少其工作点漂移，两只传感器配合工作，使臭氧发生器在空气污浊时产生臭氧，在空气质量变好时关闭，准确控制空气中臭氧的含量。
本实用新型的电路采用一系列的温度补偿措施，达到较好的防漂移作用，亦保障臭氧传感器能力得到恢复。
本实用新型臭氧发生器电路输出级采用无电源变压器供电，市电220V由可控硅控制为110V输出。经整流滤波，直接加入输出级，使电路工作效率提高，功率输出大，适用于空间空气净化及中小型场所杀菌、消毒。
本实用新型电路的特点是体积小，重量轻，功率大，节约成本。
图1是本实用新型空气质量监测及自动优化装置空气和臭氧检测部分的电原理图；图2是本实用新型所述装置臭氧发生部分的电原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的最佳实施例作进一步详尽的说明。参照图1和图2，设计制造一种空气质量监测及自动优化装置，包括臭氧发生单元50、直流低压电源电路60，振荡发生电路40，尤其是还包括直流高压电源电路70、臭氧检测电路10、空气质量检测电路20和检测输出电路30；所述臭氧检测电路10包括臭氧传感器S1，所述空气质量检测电路20包括空气传感器S2；所述臭氧传感器S1和空气传感器S2的输出端通过运算放大器O2和电位检测显示芯片U1及相关电路经检测输出电路30中的晶体管Q3接入振荡发生电路40，控制振荡的产生和停止。
所述臭氧传感器S1的信号输出端通过电阻R104、R101分别接运算放大器O1的反相输入端和运算放大器O2的同相输入端。
所述运算放大器O1的输出端通过电阻R109、二极管D3接晶体管Q1的基极，晶体管Q1的集电极接风扇F1。
所述风扇F1设置在就近吹到臭氧传感器S1的位置。
所述运算放大器O1的同相输入端接在由电阻R105和R106构成的分压点上；所述运算放大器O2的反相输入端接在由电阻R102和R103构成的分压点上。
所述空气传感器S2的输出端接入电位检测显示芯片U1的检测输入端，晶体管Q4的基极接在电位检测显示芯片U1的一个输出端上。
所述晶体管Q4的集电极接继电器J1，继电器J1的动合触点J1-1接在电源VCC和晶体管Q2的发射极之间。
所述直流高压电源电路70包括双向晶闸管Q20、触发二极管D201及包括电阻R202、R203、电容C202和可调电阻VR1的触发电路。
所述直流高压电源电路70还包括由D31～D34构成的整流桥，直流电压的正极接臭氧发生单元50输出变压器T3初级的一端。
所述为第1运算放大器的同相输入端分压的两只电阻R105、R106和为第2运算放大器的反相输入端分压的两只电阻R102、R103分别并联热敏电阻RT1～RT4。
本实用新型的工作原理是这样的接通电源，空气质量检测电路20开始工作，其工作过程为传感器S2通电后，由于不同的空气指数，其产生的电压不一。当空气在B级时其的感应端阻值很小，因而在S2上的降压亦很小，在VR202上的电压升高。该电压由VR202的上端，加入电位检测显示芯片U1的5脚，U1内部运放电路放大驱动输出，使相应的发光二极管D5～D14发光，作空气指数指示。当空气越差，其发光二极管亮的个数越多，而在C级时，几乎10个发光二极管全亮。当空气为A级时，发生二极管只亮2-3个灯，而此同时Q4从第四个发光二极管D8处取一电压作为基极偏置。当发光二极管D8发亮时，其负端电位很低，相当于Q4发射结加上正偏而饱和导通，继电器J1有电流流通，使J1-1吸合，这时臭氧浓度控制输出管Q2发射极加上了电压，进行正常的臭氧浓度监测，进行空气优化。
当空气达到A级，S2的电压增大，VR202上分得的电压减小了(即对电压降低)，加到电位检测显示芯片U1的5脚为低电平，驱动器工作的个数少了(即发光二极管发光的个数少了)，仅有2-3个灯亮，而Q4基极加上高电平而截止，继电器J1断开，臭氧发生器停止工作。
臭氧检测电路10的核心是传感器S1，其特征是在空气差的情况下(如有烟雾、CO2、霉气)它的阻值很小，它的阻值随臭氧浓度升高而增大。
当空气为A级或是经臭氧优化后，空气达到A级时，电位检测显示芯片U1电平指示降低，即D8不亮，Q4停止工作，J1断电，J1-1断开，振荡发生电路40不工作，没有臭氧产生。
当空气为B级或C级，臭氧检测电路10的传感器S1内阻小，因而其输出端的电压亦为低电平，约2V-3V，其信号电压通过电阻R101，加到O2的同相端5脚，而O2的6脚有R102、Rt1、R103、Rt2并串联取约为Vcc*2/3的电压(即4V左右)作为一个基准电压，由于5脚为低电平输入，所以，O2的7脚输出亦为低电平，Q2发射结正偏增大而饱和导通，使Q3正偏增大，此时Q3基极相当于接地，使Q3处于截止状态，使U22振荡电路处于正常工作状态，产生臭氧。
当臭氧发生器不断工作，空间的臭氧浓度不断地升高，传感器S1内阻增大，对地电压亦升高，臭氧浓度浓度达到0.05ppm时，传感器S1对地电压约为3.8V～4V，O2输入高电平，7脚输出亦为高电平，使Q2截止，U22的5脚相当于短路到地而停振，没有臭氧产生。
当空气中臭氧悄悄地消失，臭氧浓度降低到0.03ppm时，S1对地电压又降低，又开始新一轮工作。
其他温度补偿电阻RT1、RT3正温度系数，RT2、RT4是负温度系数，对电路起到跟踪传感器漂移的作用。
风扇F1主要对传感器S1进行温度补偿，防止传感器S1漂移太大。其工作过程在空气中S1输出为低电平，电压通过R104加到O1的反相端2脚，输出为高电平。Q1饱和导通，风扇F1转动，即产生臭氧时风扇F1转动。
当臭氧浓度达0.05ppm时，S1输出为高电平，电压从O1反相加入，输出低电平，Q1截止，风扇F1没电流通过停止，S1热量散发少，温度高，使其漂移减少，提高其恢复能力。
本实用新型最佳实施例所采用的主要元器件如下表
实践证明，本实用新型设置了两只气体传感器，分别检测臭氧和空气，其中空气传感器始终对空气质量进行检测，而臭氧传感器则间歇式的被降温以减少其工作点漂移，两只传感器配合工作，使臭氧发生器在空气污浊时产生臭氧，在空气质量变好时关闭，准确控制空气中臭氧的含量。
本实用新型的电路采用一系列的温度补偿措施，达到较好的防漂移作用，亦保障臭氧传感器能力得到恢复。
本实用新型臭氧发生器电路输出级采用无电源变压器供电，市电220V由可控硅控制为110V输出。经整流滤波，直接加入输出级，使电路工作效率提高，功率输出大，适用于空间空气净化及中小型场所杀菌、消毒。
本实用新型电路的特点是体积小，重量轻，功率大，节约成本。
权利要求1.一种空气质量监测及自动优化装置，包括臭氧发生单元(50)、直流低压电源电路(60)，振荡发生电路(40)，其特征在于还包括直流高压电源电路(70)、臭氧检测电路(10)、空气质量检测电路(20)和检测输出电路(30)；所述臭氧检测电路(10)包括臭氧传感器S1，所述空气质量检测电路(20)包括空气传感器S2；所述臭氧传感器S1和空气传感器S2的输出端通过运算放大器O2和电位检测显示芯片U1及相关电路经检测输出电路(30)中的晶体管Q3接入振荡发生电路(40)，控制振荡的产生和停止。
2.根据权利要求1所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述臭氧传感器S1的信号输出端通过电阻R104、R101分别接运算放大器O1的反相输入端和运算放大器O2的同相输入端。
3.根据权利要求2所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述运算放大器O1的输出端通过电阻R109、二极管D3接晶体管Q1的基极，晶体管Q1的集电极接风扇F1。
4.根据权利要求3所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述风扇F1设置在就近吹到臭氧传感器S1的位置。
5.根据权利要求2所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述运算放大器O1的同相输入端接在由电阻R105和R106构成的分压点上；所述运算放大器O2的反相输入端接在由电阻R102和R103构成的分压点上。
6.根据权利要求1所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述空气传感器S2的输出端接入电位检测显示芯片U1的检测输入端，晶体管Q4的基极接在电位检测显示芯片U1的一个输出端上。
7.根据权利要求6所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述晶体管Q4的集电极接继电器J1，继电器J1的动合触点J1-1接在电源VCC和晶体管Q2的发射极之间。
8.根据权利要求1所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述直流高压电源电路(70)包括双向晶闸管Q20、触发二极管D201及包括电阻R202、R203、电容C202和可调电阻VR1的触发电路。
9.根据权利要求5所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述直流高压电源电路(70)还包括由D31～D34构成的整流桥，直流电压的正极接臭氧发生单元(50)输出变压器T3初级的一端。
10.根据权利要求5所述的空气质量监测自动优化装置，其特征在于所述电阻R102、R103、R105、R106分别并联一只热敏电阻RT1～RT4。
专利摘要一种空气质量监测及自动优化装置，包括臭氧发生单元(50)、直流低压电源电路(60)，振荡发生电路(40)，尤其是还包括直流高压电源电路(70)、臭氧检测电路(10)、空气质量检测电路(20)和检测输出电路(30)；所述臭氧检测电路(10)包括臭氧传感器S1，所述空气质量检测电路(20)包括空气传感器S2；所述臭氧传感器S1和空气传感器S2的输出端通过运算放大器O2和电位检测显示芯片U1及相关电路经检测输出电路(30)中的晶体管Q3接入振荡发生电路(40)，控制振荡的产生和停止；本实用新型可以准确控制空气中臭氧的含量；本实用新型的特点是体积小，重量轻，功率大，节约成本。
文档编号C01B13/11GK2646707SQ0327471
公开日2004年10月6日 申请日期2003年9月22日 优先权日2003年9月22日
发明者张华钦 申请人:张华钦