一种粉尘浓度检测系统及其检测电路技术方案

本实用新型专利技术提出了一种粉尘浓度检测系统及其检测电路，该检测电路包括激光器发射出的散射光由光电探测器接收到，光电探测器的信号输出端与前置放大电路模块的信号输入端相连，前置放大电路模块的信号输出端与运算放大电路模块的信号输入端相连，运算放大电路模块信号输出端与AD转换电路模块的信号输入端相连，AD转换电路模块的信号输出端与控制器模块的信号输入端相连。本实用新型专利技术保证了信号稳定、不失真的输出，同时可方便地采集到微小的粉尘信号，大大提高了探测的精确度和灵敏度，提高了设备的稳定性。了设备的稳定性。了设备的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种粉尘浓度检测系统及其检测电路


[0001]本技术涉及一种粉尘检测
，特别是涉及一种粉尘浓度检测系统及其检测电路。

技术介绍

[0002]粉尘特别是生产中产生的粉尘的危害性较大，长期吸入高浓度粉尘所引起的尘肺是最常见的职业病；粉尘中含有的铅，镉，砷，锰等毒性元素，在呼吸道溶解被吸收进入血液循环引起中毒；毛尘、棉尘等轻质粉尘，在被吸入呼吸道时，易附着于鼻腔，气管，支气管的粘膜，长期局部刺激作用和继续感染引起慢性炎症。此外，粉尘还会造成眼疾，皮肤病等，粉尘还具有致癌作用，特别是肺癌。对于在生产过程中易产生粉尘的行业例如煤矿，水泥，面粉加工企业，医药化工行业等，还存在空气中粉尘浓度趋于饱和，在遇静电或明火情况下发生爆炸的安全隐患。因此，无论是从生产安全角度考虑，还是从保护职工身体健康角度考虑，都需要对工作场所进行粉尘检测。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种粉尘浓度检测系统及其检测电路。
[0004]为了实现本技术的上述目的，本技术提供了一种粉尘浓度检测电路，包括激光器、光电探测器J1、前置放大电路模块、运算放大电路模块、AD转换电路模块和控制器模块；该激光器能够输出固定波长的激光，且输出功率基本恒定。
[0005]激光器发射出的散射光由光电探测器接收到，光电探测器的信号输出端与前置放大电路模块的信号输入端相连，前置放大电路模块的信号输出端与运算放大电路模块的信号输入端相连，运算放大电路模块信号输出端与AD转换电路模块的信号输入端相连，AD转换电路模块的信号输出端与控制器模块的信号输入端相连。
[0006]在本技术的一种优选实施方式中，光电探测器J1的型号为PC10
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6。该型号的光电探测器其光敏面积为10
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10mm2，响应率为0.64A/W，对应波长下的响应度为0.44。
[0007]在本技术的一种优选实施方式中，所述前置放大电路模块包括：电阻R2的第一端与电源地GND和光电探测器J1的第一端相连，电阻R2的第二端与放大器 U1的正相输入端相连，放大器U1的电源负端与电容C3的第一端和电源
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12V相连，电容C3的第二端与电源地GND相连，放大器U1的电源正端与电容C2的第一端和电源+12V相连，电容C2的第二端与电源地GND相连，放大器U1的反相输入端与电阻R1的第一端、电容C1的第一端和光电探测器J1的第二端相连，电容C1的第二端和电阻R1的第二端与放大器U1的输出端和运算放大电路模块的信号输入端相连。前置放大电路模块对由光信号转换而来的微弱电信号进行初步放大，放大至一定的电平到下一放大级。
[0008]在本技术的一种优选实施方式中，放大器U1的型号为OPA131U。该型号的放大器具有优良的通用性能，包括低偏置电压、漂移和良好的动态特性。
[0009]在本技术的一种优选实施方式中，所述运算放大电路模块包括：电阻R3的第一端与前置放大电路模块的信号输出端相连，电阻R3的第二端与放大器U2A的反相输入端、电阻R4的第一端和电容C4的第一端相连，放大器U2A的电源正端与电容C5的第一端和电源+12V相连，电容C5的第二端与电源地GND相连，放大器 U2A的电源负端与电容C6的第一端和电源
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12V相连，电容C6的第二端与电源地 GND相连，电容C4的第二端与电阻R4的第二端、放大器U2A的输出端和电阻R5 的第一端相连，放大器U2A的正相输入端与电阻R6的第一端和电阻R7的第一端相连，电阻R6的第二端与电源地GND相连，电阻R7的第二端与电源+5V相连；
[0010]放大器U2B的电源正端与电容C8的第一端和电源+12V相连，电容C8的第二端与电源地GND和电容C7的第一端相连，电容C7的第二端与放大器U2B的电源负端和电源
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12V相连，电阻R5的第二端与放大器U2B的正相输入端相连，放大器 U2B的反相输入端与放大器U2B的输出端和AD转换电路模块的信号输入端相连。
[0011]在本技术的一种优选实施方式中，放大器U2A和放大器U2B的型号为 LT1492CS8。该型号的放大器能够很好地承接前级电压放大和负载低阻抗输出的需要，将电信号稳定、不失真的放大输出。
[0012]在本技术的一种优选实施方式中，所述AD转换电路模块包括：电阻R8的第一端与运算放大电路模块信号输出端相连，电阻R8的第二端与AD转换器U3的模拟输入正端IN+相连，AD转换器U3的模拟输入负端IN
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与AD转换器U3的电源地端GND和电源地GND相连，AD转换器U3的参考电压端REF与电容C9的第一端、AD转换器U3的电源端VDD、电容C10的第一端和电容C11的第一端相连，电容C9的第二端与电源地GND相连，电容C10的第二端与电容C11的第二端和电源地GND相连，AD转换器U3的串行数据输出端Dout与控制器U4的串行数据输入端PC2/ADC12相连，AD转换器U3的串行时钟端Dclk与控制器U4的串行时钟端PC1/ADC11相连，AD转换器U3的片选端与控制器U4的片选端PC0/ADC10 相连。通过AD转换电路模块将输入的模拟信号转换为数字信号输入控制器。
[0013]在本技术的一种优选实施方式中，AD转换器U3的型号为AD7683。该型号的AD转换器内置低功耗、高速、16位不失码的采样ADC，并且集成了一个低噪声、宽带宽、短孔径延迟的采样保持电路。
[0014]在本技术的一种优选实施方式中，所述STM32单片机包括：控制器U4的电源端VDDA与控制器U4的电源端VBAT、控制器U4的电源端VDD_4、控制器 U4的电源端VDD_3、控制器U4的电源端VDD_2、控制器U4的电源端VDD_1、电容C12的第一端、电容C13的第一端和电源3.3V相连，电容C12的第二端与电容C13的第二端、控制器U4的电源地VSSA、控制器U4的电源地VSS_4、控制器 U4的电源地VSS_3、控制器U4的电源地VSS_2、控制器U4的电源地VSS_1、电容C14的第一端和电源地相连，电容C14的第二端与电阻R9的第一端、控制器U4 的复位端NRST和复位接口RESET相连，电阻R9的第二端与电源3.3V相连；
[0015]控制器U4的启动端BOOT0与电阻R10的第一端相连，电阻R10的第二端与电容C15的第一端、电容C16的第一端和电源地GND相连，电容C15的第二端与晶振Y1的第一端、电阻R11的第一端和控制器U4的晶振端PD1/OSC_OUT相连，电容C16的第二端与晶振Y1的第二端、电阻R11的第二端和控制器U4的晶振端 PD0/OSC_IN相连。
[0016]本专利技术还公开了一种粉尘浓度检测系统，包括待检测粉尘的粉尘区域，还包括粉尘浓度检测电路，激光器和光电探测器J1设置在粉尘区域上。
[0017]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉尘浓度检测电路，其特征在于，包括激光器、光电探测器J1、前置放大电路模块、运算放大电路模块、AD转换电路模块和控制器模块；激光器发射出的散射光由光电探测器接收到，光电探测器的信号输出端与前置放大电路模块的信号输入端相连，前置放大电路模块的信号输出端与运算放大电路模块的信号输入端相连，运算放大电路模块信号输出端与AD转换电路模块的信号输入端相连，AD转换电路模块的信号输出端与控制器模块的信号输入端相连。2.根据权利要求1所述的粉尘浓度检测电路，其特征在于，光电探测器J1的型号为PC10
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6。3.根据权利要求1所述的粉尘浓度检测电路，其特征在于，所述前置放大电路模块包括：电阻R2的第一端与电源地GND和光电探测器J1的第一端相连，电阻R2的第二端与放大器U1的正相输入端相连，放大器U1的电源负端与电容C3的第一端和电源
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12V相连，电容C3的第二端与电源地GND相连，放大器U1的电源正端与电容C2的第一端和电源+12V相连，电容C2的第二端与电源地GND相连，放大器U1的反相输入端与电阻R1的第一端、电容C1的第一端和光电探测器J1的第二端相连，电容C1的第二端和电阻R1的第二端与放大器U1的输出端和运算放大电路模块的信号输入端相连。4.根据权利要求3所述的粉尘浓度检测电路，其特征在于，放大器U1的型号为OPA131U。5.根据权利要求1所述的粉尘浓度检测电路，其特征在于，所述运算放大电路模块包括：电阻R3的第一端与前置放大电路模块的信号输出端相连，电阻R3的第二端与放大器U2A的反相输入端、电阻R4的第一端和电容C4的第一端相连，放大器U2A的电源正端与电容C5的第一端和电源+12V相连，电容C5的第二端与电源地GND相连，放大器U2A的电源负端与电容C6的第一端和电源
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12V相连，电容C6的第二端与电源地GND相连，电容C4的第二端与电阻R4的第二端、放大器U2A的输出端和电阻R5的第一端相连，放大器U2A的正相输入端与电阻R6的第一端和电阻R7的第一端相连，电阻R6的第二端与电源地GND相连，电阻R7的第二端与电源+5V相连；放大器U2B的电源正端与电容C8的第一端和电源+12V相连，电容C8的第二端与电源地GND和电容C7的第一端相连，电容C7的第二端与放大器U2B的电源负端和电源
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12V相连，电阻R5的第二端与放大器U2B的正相输入端相连，放大器U2B的反相输入端与放大器U2B的输出端和AD转换电...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳宁，刘德军，卢国群，徐修立，李明辉，
申请(专利权)人：陕西未来能源化工有限公司，
类型：新型
国别省市：