一種pm2.5傳感器的控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及PM2.5檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PM2.5傳感器的控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]PM2.5傳感器是用來(lái)檢測(cè)周圍環(huán)境空氣中PM2.5濃度的設(shè)備，PM2.5指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的細(xì)顆粒物。
[0003]現(xiàn)有的PM2.5檢測(cè)儀、空氣凈化器和新風(fēng)系統(tǒng)等空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)和凈化裝置，利用PM2.5傳感器來(lái)檢測(cè)空氣中的粉塵濃度。常用的粉塵傳感器主要采用光散射法檢測(cè)，按照光源的不同可分為紅外傳感器和激光傳感器兩種。因?yàn)榧t外LED光散射的顆粒信號(hào)較弱，故只能檢測(cè)到Ium以上的顆粒。激光傳感器由于可以檢測(cè)到0.3um以上的顆粒，因此在PM2.5檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用地比較廣。
[0004]紅外傳感器和激光傳感器的使用壽命主要取決于光源的使用時(shí)間。一般紅外傳感器的發(fā)光二極管壽命為5年左右。由于激光傳感器的精度較高，主要應(yīng)用在PM2.5檢測(cè)領(lǐng)域，其激光二極管的官方公布?jí)勖话銥?年，但是實(shí)際應(yīng)用中壽命通常只有I年左右。由于受當(dāng)前發(fā)光二極管的工藝和材料限制，目前尚未有明顯提高PM2.5傳感器使用壽命的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種PM2.5傳感器的控制方法及裝置，解決了在保證采樣精度的同時(shí)利用間歇式脈沖控制方式延長(zhǎng)PM2.5傳感器的使用壽命問題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
[0007 ] 本發(fā)明一方面提供一種PM2.5傳感器的控制方法，包括:
[0008]產(chǎn)生PffM控制信號(hào)，按設(shè)置的周期讀取PM2.5傳感器輸出的電壓值；
[0009]根據(jù)讀取的PM2.5傳感器輸出的電壓值計(jì)算PM2.5粉塵濃度；
[0010]根據(jù)PM2.5粉塵濃度判斷空氣質(zhì)量；
[0011 ]根據(jù)空氣質(zhì)量的判斷結(jié)果設(shè)置PffM控制信號(hào)的采樣周期，當(dāng)PM2.5粉塵濃度高于濃度上限閾值，根據(jù)PM2.5粉塵濃度的變化速率對(duì)周期進(jìn)行調(diào)整。
[0012]進(jìn)一步地，在PWM控制信號(hào)一個(gè)周期的高電平開始延時(shí)設(shè)定的時(shí)間后讀取PM2.5傳感器輸出的電壓值，延時(shí)的設(shè)定時(shí)間小于PWM控制信號(hào)一個(gè)周期的高電平持續(xù)時(shí)間。
[0013]更進(jìn)一步地，PM2.5粉塵濃度的計(jì)算公式為:
[0014]η = α ΧβΧ (Vo-Vs)
[0015]其中α是轉(zhuǎn)換因子，β是濕度因子，β與空氣濕度h(%)的關(guān)系可以采用以下公式換算:
[0016]P={l-0.01467(h-0.5)} (h>50)，
[0017]β=1 (h<50),
[0018]Vo是輸出電壓值，Vs是參考電壓值，參考電壓值為無(wú)塵環(huán)境中PM2.5傳感器的輸出電壓值。
[0019]又進(jìn)一步地，當(dāng)PM2.5粉塵濃度高于濃度上限閾值，計(jì)算一個(gè)采樣周期前后的PM2.5濃度差;動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣周期，使一個(gè)采樣周期前后的PM2.5濃度差限定在設(shè)定的濃度差范圍內(nèi)。
[0020]再進(jìn)一步地，采用模糊控制策略調(diào)整采樣周期，若一個(gè)采樣周期前后的PM2.5濃度差大于濃度差范圍的上限值，則減小PWM周期;若一個(gè)采樣周期前后的PM2.5濃度差小于濃度差范圍的下限值，則增大PWM周期。
[0021 ]本發(fā)明另一方面提供一種PM2.5傳感器的控制裝置，包括:
[0022]PWM產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生PffM信號(hào)，控制PM2.5傳感器發(fā)光源間歇式的工作；
[0023]PM2.5傳感器模塊，用于在PWM控制信號(hào)控制下檢測(cè)空氣中的粉塵濃度，輸出檢測(cè)電壓值；
[0024]PM2.5濃度計(jì)算模塊，用于根據(jù)讀取的PM2.5傳感器輸出的電壓值計(jì)算PM2.5粉塵濃度；
[0025]PM2.5濃度判斷模塊，用于根據(jù)PM2.5粉塵濃度判斷空氣質(zhì)量；
[0026]PffM設(shè)置模塊，用于根據(jù)空氣質(zhì)量的判斷結(jié)果設(shè)置PffM周期，當(dāng)PM2.5粉塵濃度高于濃度上限閾值，根據(jù)PM2.5粉塵濃度的變化速率對(duì)PffM周期進(jìn)行調(diào)整。
[0027]進(jìn)一步地，所述PM2.5傳感器的控制裝置還包括:
[0028]空氣濕度傳感器，用于檢測(cè)空氣的濕度，為PM2.5濃度計(jì)算模塊提供濕度因子計(jì)算參數(shù)。
[0029]本發(fā)明獲得的有益效果是:
[0030]為了延長(zhǎng)PM2.5傳感器的使用壽命，降低應(yīng)用成本，本發(fā)明提出了一種通過(guò)P麗信號(hào)控制PM2.5傳感器發(fā)光源進(jìn)行間歇式工作來(lái)提高其有效使用效率，在保證采樣精度的前提條件下，降低PM2.5傳感器發(fā)光源持續(xù)使用時(shí)間，從而延長(zhǎng)其使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是本發(fā)明中的PM2.5傳感器的控制方法的流程示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明中的PM2.5傳感器的控制方法的實(shí)施流程示意圖；
[0033]圖3是本發(fā)明中延時(shí)讀取PM2.5傳感器輸出的電壓值的示意圖；
[0034]圖4是本發(fā)明中根據(jù)PM2.5濃度范圍動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣周期的示意圖；
[0035]圖5是本發(fā)明中根據(jù)PM2.5濃度差范圍動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣周期的示意圖；
[0036]圖6是本發(fā)明中的PM2.5傳感器的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖具體闡明本發(fā)明的實(shí)施方式，附圖僅供參考和說(shuō)明使用，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制。
[0038]如圖1、2所示，本實(shí)施例提供一種PM2.5傳感器的控制方法，包括:
[0039]步驟1:初始化，設(shè)置PWM控制信號(hào)的周期為T(如I s )，高電平持續(xù)時(shí)間為11 (如30ms，占空比D = tl/T)，產(chǎn)生HVM控制信號(hào)，每隔一個(gè)周期時(shí)間T讀取一次PM2.5傳感器輸出的電壓值；
[0040]步驟2:如圖3所示，在PWM控制信號(hào)一個(gè)周期的高電平開始延時(shí)設(shè)定的時(shí)間t2 (如20ms)，然后讀取PM2.5傳感器輸出的電壓值Vo，延時(shí)的設(shè)定時(shí)間小于PffM控制信號(hào)一個(gè)周期的高電平持續(xù)時(shí)間，延時(shí)讀取的目的是等待PM2.5傳感器的輸出穩(wěn)定，避免讀數(shù)誤差；
[0041]具體地，采用光散射法的粉塵傳感器從打開光源到感光部件的輸出穩(wěn)定需要一段時(shí)間，因此需要延時(shí)一段時(shí)間t2。
[0042]步驟3:根據(jù)步驟2中讀取的PM2.5傳感器輸出的電壓值Vo，計(jì)算PM2.5粉塵濃度η;
[0043]具體地，以常用的紅外粉塵傳感器為例，ΡΜ2.5粉塵濃度的計(jì)算公式為:
[0044]η = α ΧβΧ (Vo-Vs)
[0045]其中α是轉(zhuǎn)換因子(通常取0.6)，β是濕度因子(修正粒子因吸收空氣中的水分導(dǎo)致直徑變大)，β與空氣濕度h(%)的關(guān)系可以采用以下公式換算:
[0046]e={l-0.01467(h-0.5)} (h>50)，
[0047]β=1 (h<50),
[0048]Vo是輸出電壓值，Vs是參考電壓值，參考電壓值為無(wú)塵環(huán)境