本發(fā)明涉及傳感器標定與檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種粉塵傳感器批量標定檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有粉塵傳感器大多采用光散射法制作的，而光散射法不能直接測量出粉塵的質(zhì)量濃度，需要對其進行標定才能計算出質(zhì)量濃度。另一方面，由于制作粉塵傳感器所使用的器件存在差異以及制造工藝等多方面影響，使粉塵傳感器個體之間存在差異，通過對粉塵傳感器進行批量標定及檢測是彌補個體差異的有效辦法。而在實際工程應(yīng)用中，對此類產(chǎn)品的相關(guān)標定及檢測技術(shù)仍不夠成熟，造成生產(chǎn)出來的粉塵傳感器精度低，一致性差，生產(chǎn)效率低，返修率高，給生產(chǎn)和售后帶來了很多麻煩，增加了產(chǎn)品的人工成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種粉塵傳感器批量標定檢測裝置及方法，該裝置及方法能夠有效提高粉塵傳感器的精度和一致性，提高生產(chǎn)效率，降低返修率，從而減少了產(chǎn)品的人工成本。

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種粉塵傳感器批量標定檢測裝置，該裝置由玻璃艙、粉塵釋放器、空氣凈化器、吊扇、電腦上位機、USB集線器、多個USB轉(zhuǎn)UART模塊及若干連接線組成；

所述粉塵釋放器固定在玻璃艙的艙壁上，粉塵釋放器一端處于艙內(nèi)、另一端處于艙外，在粉塵釋放器位于艙外的一端連接壓縮氣源、在其位于艙內(nèi)的一端安裝有粉塵切割器；

所述吊扇固定在玻璃艙內(nèi)頂部中心位置，用于攪拌玻璃艙內(nèi)空氣中的粉塵，使其均勻分布；

所述空氣凈化器放置在玻璃艙內(nèi)邊緣位置，通過位于玻璃艙外的遙控器進行遙控，用來調(diào)節(jié)玻璃艙內(nèi)粉塵濃度；

所述USB集線器和USB轉(zhuǎn)UART模塊放置在玻璃艙內(nèi)中心位置；電腦上位機放置在玻璃艙外；

其中USB集線器通過USB線與電腦上位機相連，各

USB轉(zhuǎn)UART模塊通過USB線與USB集線器相連，標準粉塵傳感器和待標定粉塵傳感器通過UART線與對應(yīng)的USB轉(zhuǎn)UART模塊相連；

通過以上連接，標準粉塵傳感器和待標定粉塵傳感器實現(xiàn)與電腦上位機進行數(shù)據(jù)通信，并可根據(jù)電腦上位機上的端口號來識別與其通信的傳感器。

利用該標定和檢測裝置對粉塵傳感器進行標定和檢測的方法，步驟如下：

1、根據(jù)待標定傳感器量程由電腦上位機設(shè)定6個標定域，分別是：第一標定域，域值為最大量程的95％～100％；第二標定域，域值為最大量程的48％～52％最大量程；第三標定域，域值為最大量程的14％～16％；第四標定域，域值為最大量程的7％～8％；第五標定域，域值為最大量程的3％～4％；第六標定域，域值為最大量程的0～1％；

2、將標準傳感器與待標定傳感器連接到該裝置的USB轉(zhuǎn)UART模塊上，與電腦上位機建立通信；

3、關(guān)閉玻璃艙門，開啟吊扇，開啟空氣凈化器高檔，對玻璃艙內(nèi)進行凈化；同時觀察電腦上位機上標準傳感器的質(zhì)量濃度讀數(shù)，當(dāng)標準傳感器的質(zhì)量濃度讀數(shù)降到0時，關(guān)閉凈化器；

4、用粉塵釋放器向艙內(nèi)釋放一定量的標準粉塵，觀察電腦上位機標準傳感器質(zhì)量濃度讀數(shù)，并調(diào)節(jié)粉塵釋放量，使艙內(nèi)粉塵達到最大量程的100％～120％；

5、開啟空氣凈化器低檔，對艙內(nèi)粉塵進行緩慢凈化；點擊電腦上位機“開始標定”按鈕，電腦上位機開始以一定的時間間隔采集標準粉塵傳感器的質(zhì)量濃度值，當(dāng)電腦上位機監(jiān)測到標準傳感器質(zhì)量濃度等于第一標定域濃度上限值時，電腦上位機開始以設(shè)定時間間隔記錄標準傳感器的質(zhì)量濃度值，同時電腦上位機也以相同的時間間隔記錄每臺待標定傳感器的電信號值；當(dāng)電腦上位機監(jiān)測到標準傳感器的質(zhì)量濃度讀數(shù)下降到第一標定域濃度下限值時，電腦上位機停止記錄標準傳感器的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器的電信號值，并計算出所記錄的標準傳感器的質(zhì)量濃度值的平均值和待標定傳感器的電信號值的平均值，同時將兩個平均值寫入對應(yīng)的待標定傳感器，此時電腦上位機上對應(yīng)的標定域指示燈點亮；當(dāng)電腦上位機監(jiān)測到標準傳感器質(zhì)量濃度等于第二標定域濃度上限值時，電腦上位機開始記錄標準傳感器的質(zhì)量濃度值，同時電腦上位機也以相同的時間間隔記錄每臺待標定傳感器的電信號值；當(dāng)電腦上位機監(jiān)測到標準傳感器的質(zhì)量濃度讀數(shù)下降到第二標定域濃度下限值時，電腦上位機停止記錄標準傳感器的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器的電信號值，并計算出所記錄的標準傳感器的質(zhì)量濃度值的平均值和待標定傳感器的電信號值的平均值，同時將兩個平均值寫入對應(yīng)的待標定傳感器，此時電腦上位機上對應(yīng)的標定域指示燈點亮；以此類推，電腦上位機將所有設(shè)定的標定域都進行標定完成；當(dāng)電腦上位機上所有的標定域指示燈都點亮，傳感器的標定完成；

6、關(guān)閉空氣凈化器，用粉塵釋放器向艙內(nèi)釋放一定量的標準粉塵，觀察電腦上位機顯示的標準傳感器質(zhì)量濃度讀數(shù)，并調(diào)節(jié)粉塵釋放量，使艙內(nèi)粉塵達到最大量程的10％～12％；

7、點擊電腦上位機“開始檢測”按鈕，電腦上位機開始以設(shè)定的時間記錄標準傳感器的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器的質(zhì)量濃度值，設(shè)定時間到，電腦上位機停止記錄，并計算出標準傳感器和待標定傳感器的質(zhì)量濃度的平均值進行比較判斷；待標定傳感器質(zhì)量濃度平均值與標準傳感器質(zhì)量濃度平均值誤差在允許范圍內(nèi)，點亮對應(yīng)待標定傳感器的合格指示燈；待標定傳感器質(zhì)量濃度平均值與標準傳感器質(zhì)量濃度平均值誤差超出允許范圍時，不點亮對應(yīng)待標定傳感器的合格指示燈。

進一步，待標定傳感器質(zhì)量濃度平均值與標準傳感器質(zhì)量濃度平均值誤差≤±5％。

進一步，所述時間間隔為1～10秒。

進一步，所述設(shè)定時間為1～10分鐘。

本發(fā)明的有益效果是：

1、電腦上位機通過監(jiān)測標準傳感器的檢測值自動控制標定過程，能夠?qū)崿F(xiàn)連貫動態(tài)地對粉塵傳感器進行全量程批量標定，標定操作由電腦上位機自動完成，不需人為參與，標定快速精準。

2、實踐證明該粉塵傳感器批量標定和檢測方法操作簡單，自動化程度高，節(jié)省人力。通過該方法標定的傳感器重復(fù)精度能夠達到±5％，成品合格率能夠達到98％以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明涉及的粉塵傳感器批量標定檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明涉及的粉塵傳感器批量標定檢測裝置的電路方框圖

具體實施方式

如圖1和圖2所示，該粉塵傳感器批量標定檢測裝置由玻璃艙1、吊扇2、粉塵釋放器4、空氣凈化5器、電腦上位機8、USB集線器9、多個USB轉(zhuǎn)UART模塊10及若干連接線組成。

所述粉塵釋放器4固定在玻璃艙1的艙壁上，粉塵釋放器4一端處于玻璃艙內(nèi)、另一端處于玻璃艙外，在粉塵釋放器4位于試驗艙外的一端連接壓縮氣源6、在其位于玻璃艙內(nèi)的一端安裝有粉塵切割器3。

所述吊扇2固定在玻璃艙1內(nèi)頂部中心位置，用于攪拌玻璃艙內(nèi)空氣中的粉塵，使其均勻分布。

所述空氣凈化器5放置在玻璃艙內(nèi)邊緣位置，通過位于玻璃艙外的遙控器7進行遙控，用來調(diào)節(jié)玻璃艙內(nèi)粉塵濃度。

所述USB集線器9和USB轉(zhuǎn)UART模塊10放置在玻璃艙1內(nèi)中心位置；所述電腦上位機8放置在玻璃艙1外；其中USB集線器9通過USB線與電腦上位機8相連，各USB轉(zhuǎn)UART模塊10通過USB線與USB集線器9相連，標準粉塵傳感器11和待標定粉塵傳感器12通過UART線與對應(yīng)的USB轉(zhuǎn)UART模塊10相連；

通過以上連接，標準粉塵傳感器11和待標定粉塵傳感器12實現(xiàn)與電腦上位機8進行數(shù)據(jù)通信，并可根據(jù)電腦上位機8上的端口號來識別與其通信的傳感器。

下面以單次標定18臺PM2.5傳感器為例具體描述本發(fā)明：

1、待標定傳感器量程為0～1000微克/立方米，重復(fù)精度達到±5％。電腦上位機設(shè)定6個標定域，分別是第一標定域950～1000微克/立方米、第二標定域480～520微克/立方米、第三標定域140～160微克/立方米、第四標定域70～80微克/立方米、第五標定域30～40微克/立方米、第六標定域0～10微克/立方米。具體過程如下：

2、首先將一臺標準傳感器11與18臺待標定傳感器12分別連接到標定和檢測裝置的USB轉(zhuǎn)UART模塊10上，與電腦上位機8建立通信。

3、關(guān)閉玻璃艙門，開啟吊扇2，開啟空氣凈化器5高檔，對玻璃艙1內(nèi)進行凈化；同時觀察電腦上位機8上標準傳感器11的質(zhì)量濃度讀數(shù)，當(dāng)標準傳感器11的質(zhì)量濃度讀數(shù)降到0時，關(guān)閉空氣凈化器。

4、用粉塵釋放器4向艙內(nèi)釋放一定量的標準粉塵，觀察電腦上位機標準傳感器質(zhì)量濃度讀數(shù)，并調(diào)節(jié)粉塵釋放量，使艙內(nèi)粉塵濃度達到1000～1200微克/立方米。

5、開啟空氣凈化器5低檔，對艙內(nèi)粉塵進行緩慢凈化。點擊電腦上位機8“開始標定”按鈕，電腦上位機8開始以設(shè)定的時間間隔采集標準粉塵傳感器11的質(zhì)量濃度值，本實施例設(shè)定時間為2秒；

當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器質(zhì)量濃度值等于第一標定域濃度上限值1000微克/立方米時，電腦上位機8開始以設(shè)定的2秒時間間隔記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值，同時電腦上位機8也以相同的時間間隔記錄每臺待標定傳感器12的電信號值；當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器11的質(zhì)量濃度值下降到第一標定域濃度下限值950微克/立方米時，電腦上位機8停止記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器的電信號值，并計算出所記錄的標準傳感器11的質(zhì)量濃度值的平均值和待標定傳感器12的電信號值的平均值，同時將兩個平均值寫入對應(yīng)的待標定傳感器，此時電腦上位機8上對應(yīng)的標定域指示燈Ⅰ點亮。

當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器質(zhì)量濃度等于第二標定域濃度上限值520微克/立方米時，電腦上位機8開始以設(shè)定的2秒時間間隔記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值，同時電腦上位機8也以相同的時間間隔記錄每臺待標定傳感器12的電信號值；當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器11的質(zhì)量濃度值下降到第二標定域濃度下限值480微克/立方米時，電腦上位機8停止記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器12的電信號值，并計算出所記錄的標準傳感器11的質(zhì)量濃度值的平均值和待標定傳感器12的電信號值的平均值，同時將兩個平均值寫入對應(yīng)的待標定傳感器，此時電腦上位機8上對應(yīng)的標定域指示燈Ⅱ點亮；

當(dāng)電腦上位機監(jiān)測到標準傳感器質(zhì)量濃度等于第三標定域濃度上限值160微克/立方米時，電腦上位機8開始以設(shè)定的2秒時間間隔記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值，同時電腦上位機8也以相同的時間間隔記錄每臺待標定傳感器12的電信號值；當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器11的質(zhì)量濃度值下降到第二標定域濃度下限值140微克/立方米時，電腦上位機8停止記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器12的電信號值，并計算出所記錄的標準傳感器11的質(zhì)量濃度值的平均值和待標定傳感器12的電信號值的平均值，同時將兩個平均值寫入對應(yīng)的待標定傳感器，此時電腦上位機8上對應(yīng)的標定域指示燈Ⅲ點亮；

當(dāng)電腦上位機監(jiān)測到標準傳感器質(zhì)量濃度等于第四標定域濃度上限值80微克/立方米時，電腦上位機8開始以設(shè)定的2秒時間間隔記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值，同時電腦上位機8也以相同的時間間隔記錄每臺待標定傳感器12的電信號值；當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器11的質(zhì)量濃度值下降到第二標定域濃度下限值70微克/立方米時，電腦上位機8停止記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器12的電信號值，并計算出所記錄的標準傳感器11的質(zhì)量濃度值的平均值和待標定傳感器12的電信號值的平均值，同時將兩個平均值寫入對應(yīng)的待標定傳感器，此時電腦上位機8上對應(yīng)的標定域指示燈Ⅳ點亮；

當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器質(zhì)量濃度等于第五標定域濃度上限值40微克/立方米時，電腦上位機8開始以設(shè)定的2秒時間間隔記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值，同時電腦上位機8也以相同的時間間隔記錄每臺待標定傳感器12的電信號值；當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器的質(zhì)量濃度值下降到第二標定域濃度下限值30微克/立方米時，電腦上位機8停止記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器12的電信號值，并計算出所記錄的標準傳感器11的質(zhì)量濃度值的平均值和待標定傳感器12的電信號值的平均值，同時將兩個平均值寫入對應(yīng)的待標定傳感器12，此時電腦上位機8上對應(yīng)的標定域指示燈Ⅴ點亮；

當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器質(zhì)量濃度等于第六標定域濃度上限值10微克/立方米時，電腦上位機8開始以設(shè)定的2秒時間間隔記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值，同時電腦上位機8也以相同的時間間隔記錄每臺待標定傳感器11的電信號值；當(dāng)電腦上位機8監(jiān)測到標準傳感器11的質(zhì)量濃度值下降到第二標定域濃度下限值0微克/立方米時，電腦上位機8停止記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器12的電信號值，并計算出所記錄的標準傳感器11的質(zhì)量濃度值的平均值和待標定傳感器12的電信號值的平均值，同時將兩個平均值寫入對應(yīng)的待標定傳感器12，此時電腦上位機8上對應(yīng)的標定域指示燈Ⅵ點亮；此時電腦上位機8上所有的標定域指示燈都點亮，傳感器的標定完成。

關(guān)閉空氣凈化器5，用粉塵釋放器4向艙內(nèi)釋放一定量的標準粉塵，觀察電腦上位機8顯示的標準傳感器質(zhì)量濃度讀數(shù)，并調(diào)節(jié)粉塵釋放量，使艙內(nèi)粉塵達到115微克/立方米。

點擊電腦上位機“開始檢測”按鈕，電腦上位機開始記錄標準傳感器11的質(zhì)量濃度值和待標定傳感器12的質(zhì)量濃度值，設(shè)定時間到后，本實施例為5分鐘后，電腦上位機停止記錄，并計算出標準傳感器11和待標定傳感器12的質(zhì)量濃度的平均值進行比較判斷。待標定傳感器質(zhì)量濃度平均值與標準傳感器質(zhì)量濃度平均值誤差在±5％內(nèi)，點亮對應(yīng)待標定傳感器12的合格指示燈；待標定傳感器質(zhì)量濃度平均值與標準傳感器質(zhì)量濃度平均值誤差超出±5％時，不點亮對應(yīng)待標定傳感器12的合格指示燈。

以上僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。