室內空氣質量監測控制系統的制作方法

專利名稱：室內空氣質量監測控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于空氣凈化領域，是一種新型的室內空氣質量監測控制系統。
背景技術：
空氣凈化器的發展主要經歷了兩代產品。第一代產品為濾網式空氣凈化器，具有 過濾、吸附等功能，可以有效地凈化室內空氣中的懸浮物和少部分的有害物質。但是，對室 內空氣中的異常臭味、微生物以及裝飾裝修造成的有機物污染物無法根本消除。同時，第一 代產品作為采用物理方法對室內環境污染進行凈化治理的產品，在過濾和吸附過程中慢慢 地就會飽和直至失去效力。第二代產品為復合式空氣凈化器，這類凈化器在第一代產品的 基礎上，增加了靜電除塵、電子集塵、負離子發生器、臭氧發生器等功能。這種多功能凈化器 不僅可以消煙除塵，而且具有消毒、殺菌、去除異味等功能，但是仍然存在不能有效分解有 機污染物的弊端。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種室內空氣質量監測 控制系統，除了能夠消煙除塵之外，還能有效分解有機污染物，具有消毒、殺菌、去除異味的 功能。 為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案本室內空氣質量監測控制系 統，包括依次連接的檢測電路、控制電路和空氣凈化反應器，其特征在于所述空氣凈化反 應器包括過濾層和用于分解有機污染物的光觸媒反應裝置；所述檢測電路將空氣質量信息 轉為電信號并傳輸給控制電路，控制電路根據所述電信號控制空氣凈化反應器的開啟。 所述光觸媒反應裝置設有光源、進氣口 、出氣口 、連通進氣口與出氣口的反應通 道，其中反應通道上鋪設有若干個附著有光催化劑的玻璃環。 所述反應通道呈折線型，所述若干個玻璃環鋪滿反應通道。 所述光源為紫外燈，所述光催化劑為涂覆在玻璃環上的銳鈦礦型納米二氧化鈦。 所述檢測電路包括氣體傳感器，該氣體傳感器包括電阻值隨有機污染物濃度變化 的電阻。 所述檢測電路還包括連接氣體傳感器與控制電路之間的A/D轉換電路。 所述控制電路包括分別與檢測電路和空氣凈化反應器連接的微控制器。 所述室內空氣質量監測控制系統還包括與控制電路連接的人機接口 。 與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和有益效果采用光觸媒技術，即納米
二氧化鈦在紫外光照射下可以高效的把有機污染物分解為無毒無公害物質——二氧化碳
和水，沒有二次污染，克服了第二代產品不能有效分解有機污染物的缺陷。另外，利用氣體
傳感器采集有機污染物濃度，經過控制電路的處理，控制光觸媒反應裝置的工作，并通過人
機接口中的顯示屏實時顯示當前空氣污染度。
圖1是本實用新型的結構示意圖。 圖2是顯示屏與微控制器的電路連接示意圖。 圖3是A/D轉換電路與微控制器的電路連接示意圖。 圖4是氣體傳感器的電路結構示意圖。 圖5是光觸媒反應裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明，但本實用新型的實施方式不 限于此。 實施例 如圖1、5所示，本實用新型包括檢測電路、控制電路、空氣凈化反應器2和人機接 口 5。控制電路包括微控制器1 ;空氣凈化反應器2包括風扇11、過濾層8、光觸媒反應裝置 9和風機10，其中光觸媒反應裝置9設有驅動電路93、紫外燈91、進氣口 96、出氣口 95、連 通進氣口 96與出氣口 95的反應通道94，其中反應通道94上鋪設有若干個附著有光催化劑 的玻璃環92 ;檢測電路包括氣體傳感器3、 A/D轉換電路4 ;人機接口 5包括鍵盤和/或遙 控器6、顯示屏7。氣體傳感器3、A/D轉換電路4、微控制器1依次連接，微控制器1還分別 與光觸媒反應裝置9的驅動電路93、風機10、人機接口 5連接。 圖2所示為顯示屏7與微控制器1的連接結構圖，其中顯示屏7采用LCD顯示屏， 微控制器1采用單片機AT89C51， LCD顯示屏采用HD44780控制器，與微控制器1的數據傳 輸采用8位并行傳輸方式。微控制器1的P1 口與顯示屏7的7到14號管腳連接，作為指 令字和數據的傳輸通道；微控制器1的P2. 0 口與顯示屏7的4管腳相連，當P2. 0 口為高電 平時數據線上為數據信號，當P2.0 口為低電平時數據線上為指令信號。微控制器1的P2. 1 口與顯示屏7的5管腳相連，當P2. 1 口為高電平時表明是讀操作，低電平時表明是寫操作。 微控制器1的P2. 3 口與顯示屏7的6管腳相連，作為LCD顯示屏的使能信號端。 圖3所示為A/D轉換電路4與微控制器1的連接結構圖。本實施例采用的A/D轉 換器為ADC0832。 ADC0832具有以下特點8位逐次逼近型模數轉換器；雙通道A/D轉換； 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；5V電源供電時輸入電壓在OV 5V之間；工作頻率為 250KHZ，轉換時間為32ii S ;—般功耗為15mW。由于ADC0832采用串行方式，微控制器1只需 三個I/O 口就可以完成與ADC0832的通訊，且ADC0832的轉化精度滿足了設計要求，所以選 擇ADC0832作為模數轉化芯片。微控制器1的P2. 3 口與ADC0832的1號管腳連接，P2. 3 口 低電平ADC0832芯片使能；微控制器1的P2. 5 口與ADC0832的7號管腳連接，作為ADC0832 芯片的時鐘輸入；微控制器1的P2. 4 口與ADC0832的5號和6號管腳連接，作為數據信號 的輸入輸出端。 圖4為氣體傳感器3的電路結構圖。在本實施里中，氣體傳感器3采用對甲苯等 由木材涂裝和建筑施工產生的低濃度揮發性有機廢氣具有高靈敏度的傳感器TGS2602。傳 感器TGS2602包括電阻值和環境中有機污染物濃度呈函數關系的電阻Rs，當有機污染物濃 度變化時，電阻Rs的電阻值也發生相應的改變；這種變化通過負載電阻RL轉化為電壓信 號，電壓信號經過A/D轉換電路4變為數字信號。如圖3所示，A/D轉換電路4的管腳ADD_DATA與微控制器1的P2. 4 口相連，進行串行通訊，從而將氣體傳感器3所轉化的電壓信號 傳輸給為控制器1。此外，傳感器TGS2602有兩個電壓輸入加熱器電壓VH和電路電壓Vc。 加熱器電壓VH加于集成加熱器上以保持傳感器在一個特定的最佳感應溫度。電路電壓Vc 被加載以便于測量與感應元件串聯的負載電阻電壓V^。此傳感器有極性所以電路電壓Vc 必須是直流。可以用一個公共的電源來同時供給VH和Vc，以滿足傳感器的電氣需求。傳感 器TGS2602的輸出電壓與Rs的關系如下所示 ^ = o Cp x& 圖5是光觸媒反應裝置的結構示意圖。該反應裝置呈箱體結構，其外殼采用不銹 鋼材料，外形尺寸可以設置成20cmX20cmX32cm ;催化反應所采用的光源是功率為15W、主 波長為254nm的紫外燈，所采用的光催化劑是銳鈦礦型納米二氧化鈦，而玻璃環92是涂覆 著銳鈦礦型納米二氧化鈦用于光催化的部件。其中紫外燈一共設有2個，分別位于箱體的 兩側；反應通道呈折線型，圖5中箭頭連線即為反應通道，玻璃環92則鋪滿了反應通道，以 增加催化劑與污染空氣的接觸面積，提高催化反應速度。 本實用新型凈化空氣的原理如下系統上電后，當氣體傳感器3檢測到空氣污染 濃度達到一定時，控制電路將控制空氣凈化反應器啟動；在風扇11的吹動下，污染空氣先 經過濾層8，然后從進氣口 96進入光觸媒反應裝置9內，并沿著反應通道94流動，在流動的 同時空氣中的有機污染物在銳鈦礦型納米二氧化鈦和紫外燈的作用下分解為二氧化碳和 水，變成潔凈空氣；潔凈空氣最后在風機10的作用下從出氣口 95流出。顯示屏7則用于實 時顯示污染物的濃度、光催化反應的溫度等信息。 上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求室內空氣質量監測控制系統，包括依次連接的檢測電路、控制電路和空氣凈化反應器，其特征在于所述空氣凈化反應器包括過濾層和用于分解有機污染物的光觸媒反應裝置；所述檢測電路將空氣質量信息轉為電信號并傳輸給控制電路，控制電路根據所述電信號控制空氣凈化反應器的開啟。
2. 根據權利要求1所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述光觸媒反應 裝置設有光源、進氣口 、出氣口 、連通進氣口與出氣口的反應通道，其中反應通道上鋪設有 若干個附著有光催化劑的玻璃環。
3. 根據權利要求2所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述反應通道呈 折線型，所述若干個玻璃環鋪滿反應通道。
4. 根據權利要求2所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述光源為紫外 燈，所述光催化劑為涂覆在玻璃環上的銳鈦礦型納米二氧化鈦。
5. 根據權利要求1所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述檢測電路包 括氣體傳感器，該氣體傳感器包括電阻值隨有機污染物濃度變化的電阻。
6. 根據權利要求5所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述檢測電路還 包括連接氣體傳感器與控制電路之間的A/D轉換電路。
7. 根據權利要求1所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述控制電路包 括分別與檢測電路和空氣凈化反應器連接的微控制器。
8. 根據權利要求1-7中任一項所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述 室內空氣質量監測控制系統還包括與控制電路連接的人機接口 。
9. 根據權利要求8所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述人機接口包 括顯示屏和鍵盤和/或遙控器。
10. 根據權利要求5所述的室內空氣質量監測控制系統，其特征在于所述氣體傳感器為傳感器TGS2602。
專利摘要本實用新型涉及室內空氣質量監測控制系統，包括依次電連接的檢測電路、控制電路和空氣凈化反應器，其特征在于所述空氣凈化反應器包括過濾層和用于分解有機污染物的光觸媒反應裝置；所述檢測電路將空氣質量信息轉為電信號并傳輸給控制電路，控制電路根據所述電信號控制空氣凈化反應器的開啟。本實用新型除了能夠消煙除塵之外，還能有效分解有機污染物，具有消毒、殺菌、去除異味的功能。
文檔編號A61L101/02GK201449382SQ200920061069
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月23日 優先權日2009年7月23日
發明者李東勛, 沈文浩, 陳小泉 申請人:華南理工大學