CN1707270B - 环境测量装置 - Google Patents

Abstract

一种环境测量装置，包含一中空的壳体单元、一设置于该壳体单元外侧面的操作单元，以及与该操作单元电连接的一测量单元。该壳体单元包括数个与内部相连通的透气孔。该操作单元包括一显示面板。该测量单元包括设置于该壳体单元内并存有数据信息的一工作电路，以及与该工作电路电连接的一粉尘模块。该粉尘模块具有一发热元件、一光发射器件，以及一光接收器件。当该发热元件发热时，可产生一股上升气流并牵引空气中的粉尘，通过对空气发射光束，可探测到光束因空气中粉尘数量多寡而产生不同的反光亮度变化，借此可得到一电压信号，再与该数据信息进行处理比较，就可以将粉尘状态显示于该显示面板中。

Description

环境测量装置

【技术领域】

本发明是涉及一种测量装置，特别是涉及一种能够测量环境中的粉尘数量以及温、湿度的环境测量装置。

【背景技术】

如图1所示，一般的高精度粉尘测量装置1，包含一抽气泵浦11、一滤纸12、一光发射器件13、一透镜14、一光接收器件15，以及一工作电路16。

当该高精度粉尘测量装置1工作时，该抽气泵浦11会作定流量的抽气操作，而使得外部空气先由该滤纸12将颗粒较大的粉尘隔离，然后才能取样到特定大小内的粉尘进行测量操作。

该光发射器件13为一激光二极管，设置于空气流动的通路一侧，并再经过该透镜14后将激光光束聚焦于空气流动的通路之中。

该光接收器件15也设置于空气流动的通路一侧，并可对准于激光光束的聚焦处，当聚焦处的空气内带有粉尘微粒通过时，该光接收器件能瞬间感应到因粉尘遮蔽激光所产生的亮度变化，并依据其亮度变化而产生对应不同强度的电流。

此时该工作电路16会持续地将该光接收器件15的电流信号转换成电压信号，再经由电压/频率(V/F)的信号转换得到易于计数的数字信号，并经过一计数器在额定取样时间内计数后，可通过计数所得到的粉尘颗粒数量与抽入的空气量作除法运算，则可得到单位空间内的粉尘颗粒数目，最后再由数字显示部件来显示结果。

由上述可知，该高精度粉尘测量装置1是使用该抽气泵浦11及滤纸12来达到取样时的稳定与精度，并且经过一激光二极管与该透镜14将激光光束聚焦于一点处，所以当空气中带有粉尘微粒经过时，该光接收器件15能瞬间对每一受到照射的粉尘颗粒作出亮度感应，进而通过该工作电路16而达到计数粉尘的数量与显示浓度的具体效果。然而，由于空气中的粉尘要先经过该滤纸12作过滤，所以该滤纸12在使用一段时间后须进行更换，以维持空气的稳定流速，且由于该抽气泵浦11的消耗电量较大，所以实际可携带使用的时间较短，同时，运转时所产生的噪音也会干扰工作环境，除此之外，由于以感应通过聚焦处的每一粉尘微粒作为测量方式，不但需要高价位的激光二极管以产生高品质的光源输出，还需要一高灵敏度、高反应速度的光接收器件15，如此才能迅速地对微弱的光线起伏产生不同大小的电流强度。

【发明内容】

本发明的目的，是在于提供一种不需使用滤纸、抽气泵浦、高价的激光二极管与感光元件的，不仅可以节省制造成本，还能对粉尘测量具备良好精度的环境测量装置。

本发明的另一目的在于提供一种利用热对流方式带动空气中的粉尘微粒，以达成低耗电与低噪音目标的环境测量装置。

于是，本发明环境测量装置包含一中空的壳体单元、设置于该壳体单元外侧面的一操作单元，以及与该操作单元电连接的一测量单元。

该壳体单元包括一直立的操作面、与该操作面呈相反设置的一壳背面、多个形成于该壳背面的顶部并与内部相连通的第一透气孔，以及与该第一透气孔呈相反设置的第二透气孔。

该操作单元包括一显示面板，以及与该显示面板相配合的一操作键盘。

该测量单元包括设置于该壳体单元内并存有数据信息及作为信号处理的一工作电路、与该工作电路电连接的一粉尘模块，及盖设于该粉尘模块上的一隔离罩。

该隔离罩具有一罩体、穿设于该罩体底部的一进气孔、穿设于该罩体顶部的一出气孔，及自该进气孔延伸至该出气孔的一气体通路。

该粉尘模块具有一基板、设置于该基板上并邻近该进气孔的一发热元件，以及分别设置于该基板上的一光发射器件与一光接收器件。该发热元件会因为发热而产生一上升气流，此上升气流会牵引外部空气自第二透气孔、该进气孔、该出气孔以及第一透气孔中依序流通，该光发射器件位于该气体通路的一侧并可对其照射光束，该光接收器件可感应出该气体通路中的反光亮度，并随着亮度起伏持续产生一电信号。该工作电路具有一微处理器，可储存该数据信息，该数据信息包含多个不同大小的电信号值，及多个与电信号值相对应的浓度值，该微处理器可将该光接收器件所感应的电信号与该数据信息作比较运算。

【附图说明】

下面结合附图及实施例对本发明环境测量装置进行详细说明。

图1为一示意图，说明一般的高精度粉尘测量装置；

图2为一正视图，说明本发明环境测量装置的一优选实施例；

图3为一透视图，说明上述优选实施例的背面结构；

图4为一示意图，说明上述优选实施例的壳体内的配置结构；

图5为一曲线图，说明上述优选实施例的数据信息；

图6为一电路图，说明上述优选实施例的一工作电路；及

图7为一电路图，说明上述优选实施例的一粉尘模块、一温度模块，及一湿度模块。

【具体实施方式】

如图2、图3，及图4所示，本发明环境测量装置的一优选实施例包含一中空的壳体单元2、设置于该壳体单元2的外侧面的一操作单元3，以及与该操作单元3电连接的一测量单元4。

该壳体单元2包括一直立的操作面21、与该操作面呈相反设置的一壳背面22、形成于该壳体单元2内的第一容室23、与该第一容室23相间隔的第二容室24、设置于该第一容室23与第二容室24间的一隔板25、多个形成于该壳背面22的顶部并与该第二容室24相连通的第一透气孔26，以及多个分别与第一容室23、第二容室24相连通并与第一透气孔26呈相反设置的第二透气孔27。

该操作单元3包括一显示面板31，及与该显示面板31相配合的一操作键盘32。该操作键盘32具有一电源开关321，及一切换开关322。

配合图5、图6，及图7所示，该测量单元4包括设置于该第一容室23中并存有数据信息(如图5所示)及作为信号处理的一工作电路41(如图6所示)、与该工作电路41电连接并设置于该第二容室24中的一粉尘模块42、分别设置于该第一容室23中并与该工作电路41电连接的一温度模块43与一湿度模块44，以及盖设于该粉尘模块42的一隔离罩45。

该温度模块43是用于传送一电压信号至该工作电路41，并具有一温度探测元件431，本实施例是采用一热敏电阻。该湿度模块44也是用于传送一电压信号至该工作电路41，并具有一湿度探测元件441，本实施例采用一湿敏电阻。当操作者触动该操作键盘32的切换开关322时，能够分别在该显示面板31选择粉尘、温度及湿度的状态显示，用来了解环境状态。

该隔离罩45具有一罩体451、穿设于该罩体451底部的一进气孔452、分别倾斜穿设于该罩体451项部的出气孔453，以及自该进气孔452延伸至出气孔453的一气体通路454。

该粉尘模块42是用于传送一电压信号至该工作电路41，并具有被该隔离罩45所盖设的一基板421、设置于该基板421上并邻近该进气孔452的一发热元件422、设置于该气体通路454一侧并可对其照射光束的一光发射器件423，以及设置于该气体通路454的另一侧并可感应出该气体通路454中的反光亮度的一光接收器件424。

该发热元件422在本实施例是采用一功率电阻，该光发射器件423在本实施例是采用一发光二极管，该光接收器件424在本实施例是采用一光电二极管，可随着亮度起伏持续产生一电信号，也可以采用光敏电阻代替。当该隔离罩45盖设于该粉尘模块42的基板421上时，能够遮盖该发热元件422、光发射器件423、光接收器件424后形成一暗室以避免外界光线造成光害干扰。

该工作电路41具有储存该数据信息及作为信号处理的一微处理器411。该数据信息包含多个不同大小的电信号值，及多个与电信号值相对应的浓度值。该微处理器411可处理并对比该粉尘模块42、温度模块43，及湿度模块44所传来的电压信号。

该环境测量装置针对粉尘的测量机制如下，该发热元件422会因为发热而产生一上升气流，此上升气流会牵引外部空气自第二透气孔27、该进气孔452、该出气孔453，以及第一透气孔26中依序流通，如此就可以通过该上升气流的牵引而使得外部空气向内流入，并在该暗室中通过该气体通路454，而该光发射器件423会将一光束照射于该气体通路454中，再经过该光接收器件424按粉尘的反光强度产生一电流信号，并将此电流信号由该粉尘模块42转换成一电压输出后，经过微处理器411对该电压值与粉尘浓度的数据进行比较运算，就可以得到粉尘浓度并通过该显示面板31显示出来。

以下进一步说明该环境测量装置内建立该数据信息的实施方式，该环境测量装置起初在建立该数据信息(如图5所示)时，是与一高精度的环境测量装置同时放置在各种不同洁净度的环境之中，并配合其测量结果建立该数据信息，本实施例中所采用的是日商RION公司型号KC-03A1的机器作为该高精度的环境测量装置，该装置可针对0.3μm、0.5μm、1μm、2μm、5μm等颗粒直径大小内的粉尘进行检测，并可显示0～3000pcs/liter浓度变化的测量结果，通过在同一环境下所检测的粉尘浓度，本发明环境测量装置的该粉尘模块42可在输出部分中产生一相应大小的电压，再重复在不同粉尘浓度的环境下作测量，一面读取该高精度的环境测量装置的浓度值，一面读取本发明的粉尘模块42的电压大小，就可以在本发明的微处理器411中建立出电压与粉尘浓度间的对应信息，所以借由对照该高精度的环境测量装置的测量结果建立数据信息，就可以使得本发明环境测量装在实际使用上也具备良好精度。

归纳上述，本发明的环境测量装置的优点有三，第一为该发热元件422的成本较低，并可产生上升气流引入空气流动，所以消耗的电量也较驱动一抽气泵浦少，且不会有噪音产生造成环境干扰。

第二是因为本发明不用高精度、高反应速度、和高价位的激光二极管与光接收器件424对每一粉尘颗粒一一计数，而是以气体通路454中的整体粉尘的反光亮度来反应出空气中的洁净程度，所以能够采用价位较低的发光二极管与光电二极管来达到检测效果。

第三是当一台本发明的环境测量装置建立好数据信息后，就可以沿用该数据信息大量复制于多台环境测量装置的微处理器411中，而且由于是配合该高精度的环境测量装置建立数据信息，所以除了成本较低外，也能提供良好的精度，因此非常适合大量制造，并应用在大型工厂中，提供多个作业环境、区域中使用，所以确实可以达到本发明的环境测量装置的主要目的。

Claims (12)

1.一种环境测量装置，包含一中空的壳体单元、一设置于该壳体单元外侧面的操作单元，以及一与该操作单元电连接的测量单元，其特征在于：

该壳体单元包括一直立的操作面、与该操作面呈相反设置的一壳背面、多个形成于该壳背面的顶部并与内部相连通的第一透气孔，以及与该第一透气孔呈相反设置的第二透气孔；

该操作单元包括一显示面板；以及

该测量单元包括设置于该壳体单元中并内建有一数据信息及作为信号处理的一工作电路、与该工作电路电连接的一粉尘模块，以及盖设于该粉尘模块上的一隔离罩；该隔离罩具有一罩体、穿设于该罩体底部的一进气孔、穿设于该罩体顶部的一出气孔，以及自该进气孔延伸至该出气孔的一气体通路；该粉尘模块具有一基板、设置于该基板上并邻近该进气孔的一发热元件，以及分别设置于该基板两侧的一光发射器件与一光接收器件；该发热元件会因为发热而产生一上升气流，此上升气流会牵引外部空气自第二透气孔、该进气孔、该出气孔以及第一透气孔中依序流通，该光发射器件位于该气体通路的一侧并可对其照射光束，该光接收器件是用以感应出该气体通路中的反光亮度，并随着亮度起伏持续产生一电信号；该工作电路具有一微处理器，可储存该数据信息，该数据信息包含多个不同大小的电信号值，及多个与电信号值相对应的浓度值，该微处理器可将该光接收器件所产生的电信号与该数据信息作比较运算。

2.如权利要求1所述的环境测量装置，其特征在于：该壳体单元还包括第一容室、与该第一容室相间隔的第二容室，及设置于该第一、第二容室间的一隔板；该工作电路设置于该第一容室中，该粉尘模块设置于该第二容室中。

3.如权利要求2所述的环境测量装置，其特征在于：该测量单元还包括设置于该第一容室中并与该工作电路电连接的一温度模块，及设置于该第一容室中并与该工作电路电连接的一湿度模块。

4.如权利要求3所述的环境测量装置，其特征在于：该温度模块具有一温度探测元件，该湿度模块具有一湿度探测元件，该粉尘、温度、湿度模块均可传送一电压信号至该工作电路。

5.如权利要求1所述的环境测量装置，其特征在于：该操作单元还包括与该显示面板相配合的一操作键盘。

6.如权利要求5所述的环境测量装置，其特征在于：该操作键盘具有一电源键，及一切换键。

7.如权利要求1所述的环境测量装置，其特征在于：该发热元件是一功率电阻。

8.如权利要求1所述的环境测量装置，其特征在于：该光发射器件是一发光二极管。

9.如权利要求1所述的环境测量装置，其特征在于：该光接收器件是一光电二极管。

10.如权利要求1所述的环境测量装置，其特征在于：该光接收器件是一光敏电阻。

11.一种环境测量装置，包含一隔离罩体，及安置于该隔离罩体内部的一测量单元；该隔离罩体的底部与顶部各穿设有一进气口与至少一出气口，其特征在于：

该测量单元包括一发热元件、一光发射器件、一光接收器件，以及一工作电路；

该发热元件是用以加热空气并产生一股上升气流，该上升气流由该进气口中进入该隔离罩体内并由该出气口中流出；

该光发射器件对该上升气流发射一光束；

该光接收器件接收该光束的强度并转换为相对应的电信号输出；以及

该工作电路是与该光接收器件电连接，以接收该电信号并与内建于该工作电路内的数据信息作比较运算，以得知空气中的粉尘微粒数量。

12.如权利要求11所述的环境测量装置，其特征在于：该工作电路具有一微处理器，可储存该数据信息，该数据信息包含多个不同大小的电信号值，及多个与电信号值相对应的浓度值，该微处理器将该光接收器件所产生的电信号与该数据信息作比较运算。

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