专利名称：矿用直读式测尘仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测尘仪，尤其涉及一种矿用直读式测尘仪。
背景技术：
目前公知的粉尘测量用的由粉尘采样器、电动抽气泵等组成，其中粉尘采样器的 采样头内放置有滤膜夹，滤膜夹上夹有滤膜。当在矿井下进行采样工作时，电动抽气泵工作 产生负压将含尘空气抽入粉尘采样器，形成一定的气流运动，流动性粉尘被滤膜捕集，然后 取下滤膜夹将带有粉尘的滤膜拿到矿井上用天平称量，最后根据滤膜上的粉尘质量和粉尘 采样器的采样体积，将两者相除计算出粉尘的浓度值。然而，这种粉尘采样器不能及时地测 出所得的结果、且操作复杂、效率较低。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够及时测出粉尘浓度、操作简单、效率高的测 尘仪。为达到上述目的，本实用新型提供了一种直读式测尘仪，包括壳体，所述壳体内设 有依次密封连接的采样装置、涡流计量器和电动抽气泵，还包括设置在所述壳体内的质量 检测装置、主板、电池组，安装在所述壳体的前面板上的显示单元和按键单元，以及装在所 述壳体的后面板上的充电接口，所述采样装置安装在所述壳体的左侧壁上，其采样头伸出 所述左侧壁，所述质量检测装置安装在所述壳体的右侧壁上且其上插有滤膜夹，所述电动 抽气泵和所述电池组从右至左依次安装在所述壳体底部，所述主板包括与所述质量检测装 置连接的质量检测装置接口电路，与所述涡流计量器连接的涡流计量器接口电路，分别与 所述充电接口、所述电动抽气泵的电机连接的第二电源电路，与所述电池组连接的第一电 源电路，与所述显示单元连接的显示接口电路，以及分别与所述按键单元、所述质量检测装 置接口电路、所述涡流计量器接口电路、所述显示接口电路、所述第二电源电路连接的CPU， 其中所述涡流计量器，用于获取采样时间内从其内流过的气体流量；所述质量检测装置，用于获取采样时间内所述滤膜夹上的滤膜捕集到的粉尘的粉
尘质量；所述CPU，用于接收所述按键单元设置的采样参数，所述采样参数至少包括采样时 间，向所述电动抽气泵的电机输出PWM控制脉冲，分别通过所述涡流计量器接口电路和所 述质量检测装置接口电路读取所述涡流计量器获取的气体流量和所述质量检测装置获取 的粉尘质量，根据所述气体流量和所述粉尘质量计算出粉尘浓度，通过所述显示接口电路 将所述粉尘浓度输出至所述显示单元上显示，并存储所述粉尘浓度；所述第一电源电路，分别与所述按键单元、所述第二电源电路、所述质量检测装置 接口电路、所述涡流计量器接口电路、所述显示接口电路、所述CPU连接，当所述第二电源 电路通过所述充电接口与外接电源连接时，所述第一电源电路通过所述第二电源电路将来自所述外接电源的电量充入所述电池组，当直读式测尘仪工作时，所述第一电源电路将所 述电池组的电能向所述显示单元、所述按键单元、所述质量检测装置、所述涡流计量器、所 述显示单元和所述CPU供给。本实用新型的直读式测尘仪，位于所述质量检测装置下方的所述壳体的右侧壁上 安装有打印接口，所述主板还包括与所述CPU连接的打印接口电路，当需要打印所述CPU计 算出的粉尘浓度时，所述CPU通过所述打印接口电路将所述粉尘浓度输出至与所述打印接 口连接的打印设备上。本实用新型的直读式测尘仪，所述采样装置和所述涡流计量器之间通过连接管连 接，所述涡流计量器与所述电动抽气泵之间依次通过弯头管和硅橡胶管连接。本实用新型的直读式测尘仪，所述涡流计量器是型号为AMW5140V的涡流计量器， 所述质量检测装置是型号为GJ6401 ci β γ端窗卤素G-M计数管，所述电动抽气泵是型号为 28YSK-6V的电动抽气泵。本实用新型的直读式测尘仪，所述CPU是型号为AT89C52的单片机及其外围电路。本实用新型公开了一种直读式测尘仪包括壳体，壳体内设有依次密封连接的采样 装置、涡流计量器和电动抽气泵，还包括设置在壳体内的质量检测装置、主板、电池组。使用 时，先用质量检测装置测出滤膜夹内的空白滤膜的质量，再将滤膜夹插入采样头内，采样时 电动抽气泵造成的负压将含尘空气依次流过采样头、采样装置、涡流计量器、电动抽气泵， 最后从电动抽气泵的出气口排出，滤膜夹上的滤膜则捕集含尘空气中的粉尘，并且涡流计 量器计算其内流过的气体流量，当采样结束后将滤膜夹插入质量检测装置，测量带出粉尘 后的滤膜的质量，最后由主板的CPU对这些数据进行处理并计算出粉尘浓度。从而，及时准 确的测出粉尘浓度，且操作简单，效率较高。

图1为本实用新型的直读式测尘仪的主视剖视图；图2为图1中直读式测尘仪的左视剖视图；图3为图1中直读式测尘仪的主视图；图4为图1中直读式测尘仪的质量检测装置接口电路的电路原理图；图5为图1中直读式测尘仪的第一电源电路的电路原理图；图6为图1中直读式测尘仪的第二电源电路的电路原理图；图7为图1中直读式测尘仪的涡流计量器接口电路的电路原理图；图8为图1中直读式测尘仪的显示接口电路的电路原理图；图9为图1中直读式测尘仪的打印接口电路的电路原理图；图10为图1中直读式测尘仪的按键单元的电路原理图；图11为图1中直读式测尘仪的单片机及其外围电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细描述参考图1至图3所示，本实用新型的直读式测尘仪，包括矩形的壳体2，该壳体2内 设有采样装置12、型号为AMW5140V的涡流计量器3、型号为GJ6401 CI β y端窗卤素G-M计数管的质量检测装置5、型号为28YSK-6V的电动抽气泵9、主板16和电池组10。其中，采样 装置12固定安装在壳体2的左侧壁的上部上，其采样头11伸出左侧壁，采样装置12的出 口密封连接有一个连接管13，连接管13的另一端与涡流计量器3的进气口密封连接，涡流 计量器的出气口密封连接有一个弯头管4，弯头管4的另一端通过硅橡胶管7与电动抽气泵 9的进气口连接。质量检测装置5通过外盖板15固定安装在壳体2的右侧壁的上部且其上 插有滤膜夹14，电动抽气泵9和电池组10从右至左依次固定安装在壳体2底部。该壳体2 的前面板上从上至下依次安装有显示单元17和按键单元18。该壳体2的后面板的下部设 有充电接口 8。结合图4至图11所示，主板16包括质量检测装置接口电路、第一电源电路、第二 电源电路、涡流计量器接口电路、显示接口电路、打印接口电路、按键单元和AT89C52单片 机及其外围电路。其中质量检测装置接口电路的Jl-I端子与质量检测装置5连接，而质量检测装置接口 电路的I-B端与AT89C52单片机的第14管脚连接。涡流计量器接口电路的J3-1端子与涡流计量器3连接，涡流计量器接口电路的第 1管脚与AT89C52单片机的第25管脚连接，涡流计量器接口电路的型号为A⑶0804的模/ 数转换器的第2、第3管脚对应与AT89C52单片机的第17、第16管脚连接，该模/数转换器 的第11 第18管脚对应与AT89C52单片机的第32 第39管脚连接，而该模/数转换器 的第5管脚与AT89C52单片机的第13管脚连接。第二电源电路的J4-1端子与充电接口 8连接，第二电源电路的J5-1端子与电动 抽气泵9的电机连接，第二电源电路中的型号为4N25的光耦器件的输入端与AT89C52单片 机的第5管脚连接。显示接口电路的第11、第13管脚对应与AT89C52单片机的第21、第22管脚连接， 显示接口电路的第15管脚与其显示接口电路的第16管脚连接，显示接口电路的第17、第 19、第21、第23、第25、第27、第29、第31管脚对应与AT89C52单片机外围电路中型号为 AT28C16的EEPROM的第9、第10、第11、第13、第14、第15、第16、第17管脚连接，显示接口 电路的第1、第3管脚对应与AT89C52单片机的第27、第28管脚连接。打印接口电路的第1管脚与AT89C52单片机外围电路中型号为74HC32与门的 输出端连接，打印接口电路的第2 第9管脚对应与AT89C52单片机外围电路中型号为 AT28C16的EEPROM的第9、第10、第11、第13、第14、第15、第16、第17管脚连接。打印接 口电路的第11管脚与AT89C52单片机的第12管脚管脚连接。按键单元的a、b、c、d四端对应与AT89C52单片机的第1 第4管脚连接，按键单 元的P3. 5端与AT89C52单片机的第15管脚连接，按键单元的e、f、g三端对应与AT89C52 单片机的第6 第8管脚连接。第一电源电路的J2-1端子与电池组10连接，第一电源电路的RESET端与AT89C52 单片机的第9管脚连接，第一电源电路的VCC端，分别与检测装置接口电路、第二电源电路、 涡流计量器接口电路、显示接口电路、打印接口电路、按键单元和AT89C52单片机及其外围 电路的VCC端连接。当第二电源电路通过充电接口 8与外接电源连接时，第一电源电路通 过第二电源电路将来自外接电源的电量充入电池组10，当直读式测尘仪工作时，第一电源 电路将电池组10的电能向显示单元17、按键单元18、质量检测装置5、涡流计量器3、显示
5单元17和AT89C52单片机供给。本实用新型的直读式测尘仪中，涡流计量器3用于获取采样时间内从其内流过的 气体流量。质量检测装置5用于获取采样时间内滤膜夹14上的滤膜捕集到的粉尘的粉尘质 量。AT89C52单片机用于接收按键单元18设置的采样参数，采样参数至少包括采样时间，向 电动抽气泵9的电机输出PWM控制脉冲，分别通过涡流计量器接口电路和质量检测装置接 口电路读取涡流计量器3获取的气体流量和质量检测装置5获取的粉尘质量，根据气体流 量和粉尘质量计算出粉尘浓度，通过显示接口电路将粉尘浓度输出至显示单元17上显示， 并存储下该粉尘浓度，以备以后查看；当需要打印粉尘浓度时，AT89C52单片机通过打印接 口电路将粉尘浓度输出至与打印接口电路6连接的打印设备上。使用时，首先将放有空白滤膜的滤膜夹14插入质量检测装置5内，测量出空白滤 膜的质量，将测量结果计为第一质量m并存储，再将滤膜夹抽出放入采样头11内，通过按 键单元18设定好采样时间后开始采样，电动抽气泵9启动后造成的负压将含尘空气依次流 过采样头11、采样装置12、涡流计量器3、电动抽气泵9，最后从电动抽气泵9的出气口排 出，而此过程中，位于采样头11内的滤膜夹上的滤膜则捕集含尘空气中的粉尘，并且涡流 计量器3计算从其内流过的气体流量V，当采样结束后将滤膜夹从采样头11抽出后再次插 入到质量检测装置5，测量出带粉尘后的滤膜的质量，测量结果计为第二质量N2并存储，最 后由AT89C52单片机根据第一质量Ni、气体流量V和第二质量N2进行数据处理，计算出粉 尘浓度显示在显示单元17上，并自动存储下来。以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型 的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本 实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保 护范围内。
权利要求1.一种直读式测尘仪，其特征在于，包括壳体(2)，所述壳体(2)内设有依次密封连接 的采样装置(12)、涡流计量器(3)和电动抽气泵(9)，还包括设置在所述壳体⑵内的质量 检测装置(5)、主板(16)、电池组(10)，安装在所述壳体(2)的前面板上的显示单元(17)和 按键单元(18)，以及装在所述壳体(2)的后面板上的充电接口(8)，所述采样装置(12)安 装在所述壳体(2)的左侧壁上，其采样头(11)伸出所述左侧壁，所述质量检测装置(5)安 装在所述壳体(2)的右侧壁上且其上插有滤膜夹(14)，所述电动抽气泵(9)和所述电池组 (10)从右至左依次安装在所述壳体(2)底部，所述主板(16)包括与所述质量检测装置(5) 连接的质量检测装置接口电路，与所述涡流计量器(3)连接的涡流计量器接口电路，分别 与所述充电接口(8)、所述电动抽气泵(9)的电机连接的第二电源电路，与所述电池组(10) 连接的第一电源电路，与所述显示单元(17)连接的显示接口电路，以及分别与所述按键单 元(18)、所述质量检测装置接口电路、所述涡流计量器接口电路、所述显示接口电路、所述 第二电源电路连接的CPU，其中所述涡流计量器(3)，用于获取采样时间内从其内流过的气体流量；所述质量检测装置(5)，用于获取采样时间内所述滤膜夹(14)上的滤膜捕集到的粉尘 的粉尘质量；所述CPU，用于接收所述按键单元(18)设置的采样参数，所述采样参数至少包括采样 时间，向所述电动抽气泵(9)的电机输出PWM控制脉冲，分别通过所述涡流计量器接口电路 和所述质量检测装置接口电路读取所述涡流计量器(3)获取的气体流量和所述质量检测 装置(5)获取的粉尘质量，根据所述气体流量和所述粉尘质量计算出粉尘浓度，通过所述 显示接口电路将所述粉尘浓度输出至所述显示单元(17)上显示，并存储所述粉尘浓度；所述第一电源电路，分别与所述按键单元(18)、所述第二电源电路、所述质量检测装置 接口电路、所述涡流计量器接口电路、所述显示接口电路、所述CPU连接，当所述第二电源 电路通过所述充电接口(8)与外接电源连接时，所述第一电源电路通过所述第二电源电路 将来自所述外接电源的电量充入所述电池组(10)，当直读式测尘仪工作时，所述第一电源 电路将所述电池组(10)的电能向所述显示单元(17)、所述按键单元(18)、所述质量检测装 置(5)、所述涡流计量器(3)、所述显示单元(17)和所述CPU供给。
2.根据权利要求1所述的直读式测尘仪，其特征在于，位于所述质量检测装置(5)下方 的所述壳体⑵的右侧壁上安装有打印接口(6)，所述主板(16)还包括与所述CPU连接的 打印接口电路，当需要打印所述CPU计算出的粉尘浓度时，所述CPU通过所述打印接口电路 将所述粉尘浓度输出至与所述打印接口(6)连接的打印设备上。
3.根据权利要求2所述的直读式测尘仪，其特征在于，所述采样装置(12)和所述涡流 计量器⑶之间通过连接管(13)连接，所述涡流计量器(3)与所述电动抽气泵(9)之间依 次通过弯头管(4)和硅橡胶管(7)连接。
4.根据权利要求3所述的直读式测尘仪，其特征在于，所述涡流计量器(3)是型号为 AMW5140V的涡流计量器，所述质量检测装置(5)是型号为GJ6401 a β y端窗卤素G_M计数 管，所述电动抽气泵(9)是型号为28YSK-6V的电动抽气泵。
5.根据权利要求4所述的直读式测尘仪，其特征在于，所述CPU是型号为AT89C52的单 片机及其外围电路。
专利摘要本实用新型公开了一种直读式测尘仪，包括壳体，壳体内设有依次密封连接的采样装置、涡流计量器和电动抽气泵，还包括设置在壳体内的质量检测装置、主板、电池组。使用时，先用质量检测装置测出滤膜夹内的空白滤膜的质量，再将滤膜夹插入采样头内，采样时电动抽气泵造成的负压将含尘空气依次流过采样头、采样装置、涡流计量器、电动抽气泵，最后从电动抽气泵的出气口排出，滤膜夹上的滤膜则捕集含尘空气中的粉尘，并且涡流计量器计算其内流过的气体流量，当采样结束后将滤膜夹插入质量检测装置，测量带出粉尘后的滤膜的质量，最后由主板的CPU对这些数据进行处理并计算出粉尘浓度。从而，及时准确的测出粉尘浓度，且操作简单，效率较高。
文档编号G01N5/02GK201788133SQ20102053327
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者孙强, 朱海泉, 李智, 肖勇, 陈玉平 申请人:淮南润成科技有限公司