低成本便携式室内空气质量检测仪及统计方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910630241.7 (22)申请日 2019.07.12 (71)申请人 青岛爱家源环保科技有限公司 地址 266000 山东省青岛市市北区居仁路5 号甲户 (72)发明人 刘兰宏 (74)专利代理机构 深圳市科吉华烽知识产权事 务所(普通合伙) 44248 代理人 谢肖雄 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/78(2006.01) G01N 21/31(2006.01) (54)发明名称 低成本便携式室内空气质量检测仪及统计。

2、 方法 (57)摘要 低成本便携式室内空气质量检测仪及统计 方法。 本发明公开了低成本便携式室内空气质量 检测仪， 包括主体， 所述主体包括外护壳体， 还包 括装设在外护壳体顶部的采样瓶和装设在外护 壳体前表面的数据显示以及控制机构以及装设 在外护壳体内侧的采集机构和分析机构， 数据显 示以及控制机构包括显示屏和控制面板， 所述显 示屏用于数据显示， 所述控制面板用于对检测仪 进行调节， 采集机构包括PCB主板； 通过大量实验 室数据分析我们发现苯等数值与甲醛数值存在 一定线性关系， 所以只保留甲醛检测机构， 从而 实现甲醛的精确检测， 再通过甲醛的数值计算出 苯等物质数值的含量， 能实现我们。

3、低成本易操作 便携式初衷， 可以广泛应用于室内空气质量检 测， 其检测结果亦可作为法律裁决的前期基础参 考。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 110208189 A 2019.09.06 CN 110208189 A 1.低成本便携式室内空气质量检测仪， 包括主体， 其特征在于： 所述主体包括外护壳体 (3)， 还包括装设在外护壳体(3)顶部的采样瓶(1)和装设在外护壳体(3)前表面的数据显示 以及控制机构以及装设在外护壳体(3)内侧的采集机构和分析机构。 2.根据权利要求1所述的低成本便携式室内空气质量检测仪， 其特征在于： 所述数据显 示以及控制机构包括显示屏(2)和控制面板(。

4、5)， 所述显示屏(2)用于数据显示， 所述控制面 板(5)用于对检测仪进行调节。 3.根据权利要求1所述的低成本便携式室内空气质量检测仪， 其特征在于： 所述采集机 构包括PCB主板(7)， 所述PCB主板(7)的两侧均安装有吸气泵(72)， 所述PCB主板(7)的底部 连接有PWM控制模块(71)， 所述PWM控制模块(71)用于吸气泵(72)的转速调节。 4.根据权利要求1所述的低成本便携式室内空气质量检测仪， 其特征在于： 所述分析机 构包括打印端口(4)和检测端口(43)， 所述打印端口(4)位于外护壳体(3)的内侧底部， 所述 检测端口(43)位于外护壳体(3)的顶部， 所述检测端。

5、口(43)的底部位于外护壳体(3)的内侧 安装有发光二极管(42)， 所述发光二极管(42)的底部安装有光强传感器模块(41)， 所述外 护壳体(3)与发光二极管(42)和光强传感器模块(41)通过电性连接。 5.根据权利要求1所述的低成本便携式室内空气质量检测仪， 其特征在于： 所述外护壳 体(3)的表面设置有蜂鸣器。 6.根据权利要求1所述的低成本便携式室内空气质量检测仪， 其特征在于： 所述主体还 包括电池组(6)， 所述电池组(6)位于PCB主板(7)的底部， 所述电池组(6)与PCB主板(7)与 PWM控制模块(71)与吸气泵(72)与打印端口(4)与光强传感器模块(41)与发光二极。

6、管(42) 与显示屏(2)与蜂鸣器以及控制面板(5)均通过电性连接。 7.根据权利要求1所述的低成本便携式室内空气质量检测仪， 其特征在于： 所述PCB主 板(7)的表面装设有计算模块。 8.根据权利要求1所述的低成本便携式室内空气质量检测仪， 其特征在于： 所述吸气泵 (72)的型号为370。 9.根据权利要求1所述的低成本便携式室内空气质量检测仪， 其特征在于： 所述发光二 极管(42)的波长为630nm。 10.根据权利要求19一权利所述的低成本便携式室内空气质量的统计方法， 其特征 在于， 包括如下步骤： A、 通过所述光强传感器模块(41)和发光二极管(42)分析可得出空气中的甲醛含。

7、量； B、 通过经过多次测试得出的公式， 可通过所述计算模块统计出苯含量所述甲醛含 量/10， 甲苯含量所述苯含量+0.003， 二甲苯含量所述苯含量*2， TVOC的含量所述甲 醛含量+所述苯的含量+所述甲苯含量+所述二甲苯含量+0.003。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110208189 A 2 低成本便携式室内空气质量检测仪及统计方法 技术领域 0001 本发明属于空气质量检测技术领域， 具体涉及低成本便携式室内空气质量检测仪 及统计方法。 背景技术 0002 随着人们生活水平的不断提高， 室内装修污染越来越受到人们的重视， 我国也制 定了相应国家标准对有害气体的检测方法和含量限定。

8、做出了详细规定， 主要执行的有GB/ T18883-2002 室内空气质量标准 和GB50325-2010 民用建筑工程室内环境污染控制规 范 ， 标准中所采用的检测方法需要用到大气采样器、 可见分光光度计、 气相色谱仪等实验 室专用设备、 需要绘制曲线等原因造成检测成本高、 过程复杂、 周期冗长， 只有专业化学实 验室才能实现， 严重满足不了市场需求和超出消费者承受力， 在此背景下各种电化学手持 式检测仪横空出世， 但是电化学检测仪又普遍存在误差大， 所用传感器参差不齐， 消费者无 法辨别甚至被误导等问题。 0003 我们分析了相关国标和所用仪器， 通过内置检测曲线、 更换低廉常见耐用元器件。

9、 以及大量实验室数据分析， 我们研发了一套低成本便携式室内空气质量检测仪， 保留国标 规定的化学检测精髓前提下大幅降低成本， 同时使仪器简单易操作和方便携带， 数据直读， 现场打印， 大大提高工作效率满足市场需求。 0004 首先我们对GB/T18883-2002和GB50325-2010进行研究， 发现检测甲醛的方法为 GB/T18204.2-2014 公共场所卫生检验方法第2部分： 化学污染物 ， 需要用的仪器主要为大 气采样器和可见分光光度计； 检测苯、 甲苯、 二甲苯、 TVOC均需要用到气相色谱仪。 进一步研 究我们发现大气采样器和可见分光光度计原理简单方便低成本化操作， 气相色谱仪。

10、较为复 杂不易研究， 但是通过大量实验室数据分析我们发现苯等数值与甲醛数值存在一定线性关 系， 所以我们的研究方向主攻甲醛的精确检测， 再通过甲醛值得出苯等数值供参考， 为此我 们提出低成本便携式室内空气质量检测仪及统计方法。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供低成本便携式室内空气质量检测仪及统计方法， 以解决上 述背景技术中提出的问题。 0006 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 低成本便携式室内空气质量检测仪， 包括主体， 所述主体包括外护壳体， 还包括装设在外护壳体顶部的采样瓶和装设在外护壳 体前表面的数据显示以及控制机构以及装设在外护壳体内侧的采集机构和分析机构。 00。

11、07 优选的， 所述数据显示以及控制机构包括显示屏和控制面板， 所述显示屏用于数 据显示， 所述控制面板用于对检测仪进行调节。 0008 优选的， 所述采集机构包括PCB主板， 所述PCB主板的两侧均安装有吸气泵， 所述 PCB主板的底部连接有PWM控制模块， 所述PWM控制模块用于吸气泵的转速调节。 0009 优选的， 所述分析机构包括打印端口和检测端口， 所述打印端口位于外护壳体的 说明书 1/4 页 3 CN 110208189 A 3 内侧底部， 所述检测端口位于外护壳体的顶部， 所述检测端口的底部位于外护壳体的内侧 安装有发光二极管， 所述发光二极管的底部安装有光强传感器模块， 所述。

12、外护壳体与发光 二极管和光强传感器模块通过电性连接。 0010 优选的， 所述外护壳体的表面设置有蜂鸣器。 0011 优选的， 所述主体还包括电池组， 所述电池组位于PCB主板的底部， 所述电池组与 PCB主板与PWM控制模块与吸气泵与打印端口与光强传感器模块与发光二极管与显示屏与 蜂鸣器以及控制面板均通过电性连接。 0012 优选的， 所述PCB主板的表面装设有计算模块。 0013 优选的， 所述吸气泵的型号为370。 0014 优选的， 所述发光二极管的波长为630nm。 0015 优选的， 低成本便携式室内空气质量统计方法， 包括如下步骤： 0016 A、 通过所述光强传感器模块和发光二。

13、极管分析可得出空气中的甲醛含量； 0017 B、 通过经过多次测试得出的公式， 可通过所述计算模块统计出苯含量所述甲醛 含量/10， 甲苯含量所述苯含量+0.003， 二甲苯含量所述苯含量*2， TVOC的含量所述 甲醛含量+所述苯的含量+所述甲苯含量+所述二甲苯含量+0.003。 0018 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 0019 (1)通过大量实验室数据分析我们发现苯等数值与甲醛数值存在一定线性关系， 所以将原本的采集装置内其他的部件检测机构去除， 只保留甲醛检测机构， 从而实现甲醛 的精确检测， 再通过甲醛的数值计算出苯等物质数值的含量并提供参考， 一方面降低了装 置的成本同时实。

14、现了功能的多样化。 0020 (2)通过将采集装置和分析装置整合， 使得采集和分析原本两个分开的步骤现在 可一体式操作， 同时增加了装置的便携性， 数据直读， 现场打印， 极大地提高可工作效率且 满足了市场的需求。 0021 (3)利用PWM控制模块对型号为370的吸气泵进行转速调节， 可以实现稳定的流量 控制， 可替代现有的流量计， 且单个流量计的售价约等于370吸气泵的售价的五十倍， 且采 用符合甲醛测要求的发光二极管4替代钨灯光源， 从而进一步的降低了成本， 同时吸气泵便 于后期更换以及维护。 附图说明 0022 附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与本发明的实。

15、 施例一起用于解释本发明， 并不构成对本发明的限制。 0023 图1为本发明的结构示意图； 0024 图2为本发明的内部结构示意图； 0025 图3为本发明的数据表格示意图； 0026 图4为本发明的p与A值的散点图； 0027 图中： 1、 采样瓶； 2、 显示屏； 3、 外护壳体； 4、 打印端口； 41、 光强传感器模块； 42、 发 光二极管； 43、 检测端口； 5、 控制面板； 6、 电池组； 7、 PCB主板； 71、 PWM控制模块； 72、 吸气泵。 说明书 2/4 页 4 CN 110208189 A 4 具体实施方式 0028 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实。

16、施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0029 请参阅图1-图4， 本发明提供一种技术方案： 低成本便携式室内空气质量检测仪， 包括主体， 主体包括外护壳体3， 外护壳体3的表面设置有蜂鸣器， 还包括装设在外护壳体3 顶部的采样瓶1和装设在外护壳体3前表面的数据显示以及控制机构以及装设在外护壳体3 内侧的采集机构和分析机构， 通过大量实验室数据分析我们发现苯等数值与甲醛数值存在 一定线性关系， 。

17、所以将原本的采集装置内其他的部件检测机构去除， 只保留甲醛检测机构， 从而实现甲醛的精确检测， 再通过甲醛的数值计算出苯等物质数值的含量并提供参考， 一 方面降低了装置的成本同时实现了功能的多样化。 0030 本实施例中， 优选的， 数据显示以及控制机构包括显示屏2和控制面板5， 显示屏2 用于数据显示， 控制面板5用于对检测仪进行调节。 0031 本实施例中， 优选的， 采集机构包括PCB主板7， PCB主板7的两侧均安装有吸气泵 72， PCB主板7的底部连接有PWM控制模块71， PWM控制模块71用于吸气泵72的转速调节。 0032 本实施例中， 优选的， 分析机构包括打印端口4和检测。

18、端口43， 打印端口4位于外护 壳体3的内侧底部， 检测端口43位于外护壳体3的顶部， 检测端口43的底部位于外护壳体3的 内侧安装有发光二极管42， 发光二极管42的底部安装有光强传感器模块41， 外护壳体3与发 光二极管42和光强传感器模块41通过电性连接。 0033 本实施例中， 优选的， 主体还包括电池组6， 电池组6位于PCB主板7的底部， 电池组6 与PCB主板7与PWM控制模块71与吸气泵72与打印端口4与光强传感器模块41与发光二极管 42与显示屏2与蜂鸣器以及控制面板5均通过电性连接， PCB主板7的表面装设有计算模块， 发光二极管42的波长为630nm， 吸气泵72的型号为。

19、370， 利用PWM控制模块71对型号为370的 吸气泵72进行转速调节， 可以实现稳定的流量控制， 可替代现有的流量计， 且单个流量计的 售价约等于370吸气泵72的售价的五十倍， 且采用符合甲醛测要求的发光二极管4替代钨灯 光源， 从而进一步的降低了成本， 同时吸气泵72便于后期更换以及维护。 0034 本实施例中， 优选的， 低成本便携式室内空气质量统计方法， 包括如下步骤： 0035 A、 通过光强传感器模块41和发光二极管42分析可得出空气中的甲醛含量； 0036 B、 通过经过多次测试得出的公式， 可通过计算模块统计出苯含量甲醛含量/10， 甲苯含量苯含量+0.003， 二甲苯含量。

20、苯含量*2， TVOC的含量甲醛含量+苯的含量+甲 苯含量+二甲苯含量+0.003。 0037 本发明的工作原理及使用流程： 该装置使用时， 可搭配固定三脚架使用， 将装置与 固定三脚架固定并放置在所需检测的空间内， 然后将采样瓶1与外护壳体3连接， 可通过控 制面板5可对装置进行参数设定即可启动装置， 通过吸气泵72的运行， 可对10L的空气进行 采样， 同时通过PWM控制模块71对吸气泵72的转速控制， 可实现稳定的空气流量控制， 采样 结束后蜂鸣器开始报警， 然后将采集到的空气样本倒入1cm比色皿,添加显色液显色后， 将 比色皿放置在检测端口43的内侧开始检测， 通过研究公共场所卫生检验。

21、GB/T18204.2-2014 7.2详细规定发现， 对甲醛检测要求是波长630nm光源即可， 所以通过采用造价低廉的630nm 说明书 3/4 页 5 CN 110208189 A 5 波长光源发光二极管42即可， 且发光二极管42输出光强稳定， 完全可以替代价格较高的钨 灯光源， 因为波长限定， 又完全可以去掉高性能光栅和波长控制系统； 0038 至于进口光电转换器其主要功能是测量吸光度A， 通过查询相关资料， 发现吸光度 是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度 比值的以10为底的对数即lg(L0/L1)， 其中L0为入射光强， L1为透射光强， 影。

22、响它的因素有溶 剂、 浓度、 温度等等， 不难发现我们只需要寻找合适的光强传感器测量光强， 再通过计算得 出吸光度值， 就可以完全替代昂贵的进口光电转换器， 我们通过筛选选定市面上售价仅几 元钱的光强传感器模块41， 然后我们将实验室得到的一系列不同甲醛浓度的标值样品依次 放入我们组装的光强传感器模块41+发光二极管42， 测得一系列光强值， 如图3所示， 其中样 品标值p为样品在实验室检测的甲醛数值； L值为光强度传感器照射样本得到的光强值； A值 为由光强计算得到的吸光度值， Alg(L0/L1)； L0： 入射光强， 实验数据为1737； L1： 透射光 强； 并把由此得到的吸光度值A作。

23、为x值与甲醛样品浓度标值p作为y值输入Excel表格， 绘制 散点图发现其高度符合一元线性函数关系， 通过函数选项中找到统计函数LINEST， 得到斜 率即参数a0.198， 由此我们得出甲醛p(A-AO)*0.198， 其中A为样品吸光度值， A0为空白 样吸光度值， 同时我们对比GB/T18204.2-2014 7.2.6计算公式p(A-AO)*BS/V0,发现两者 高度吻合， 即aBS/V0， 侧面验证了我们思路的正确性以及仪器的准确性； 0039 同时通过实验室大量数据分析， 得出苯、 甲苯、 二甲苯、 TVOC的数值与甲醛有一定 的线性关系， 通过提前设定好计算公式， 这样装置就能检。

24、测甲醛、 苯、 甲苯、 二甲苯、 TVOC的 数值， 其中： 0040 苯甲醛/10； 0041 甲苯苯+0.003； 0042 二甲苯苯*2； 0043 TVOC甲醛+苯+甲苯+二甲苯+0.003； 0044 并可通过显示屏2进行直观的读数， 同时通过打印端口4可在检测结束后打印时输 出甲醛、 苯、 甲苯、 二甲苯、 TVOC的数值； 0045 通过多次反复实验， 此方法检测仪检测数值与实验室数值吻合度高， 检测稳定不 偏离， 多次重复数据高度一致， 能实现我们低成本易操作便携式初衷， 可以广泛应用于室内 空气质量检测， 其检测结果亦可作为法律裁决的前期基础参考。 0046 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 4/4 页 6 CN 110208189 A 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 110208189 A 7 图2 图3 说明书附图 2/3 页 8 CN 110208189 A 8 图4 说明书附图 3/3 页 9 CN 110208189 A 9 。