一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统技术方案

本实用新型专利技术一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，属于颗粒物检测的技术领域；解决的技术问题为：提供一种测试精度高、测试误差小的低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统；采用的技术方案为：一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，包括：电源电路板、模拟电路板和数字电路板，所述电源电路板用于给模拟电路板和数字电路板提供电源；所述模拟电路板包括：激光器、激光器发光电路和信号调理电路，所述数字电路板包括主控电路、电压-电流转换电路和通信电路，所述激光器发光电路、信号调理电路、电压-电流转换电路和通信电路分别与所述主控电路相连；适用于环境检测领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，属于颗粒物检测的

技术介绍
在环保领域，颗粒物在线监测仪器的数据准确性至关重要，它是评价污染源治理设施治理效果的唯一指标；目前国内的主流产品是直插式后散射激光颗粒物测试仪，然而，这种颗粒物在线测仪器的数据准确性却受到如：烟尘湿度、颗粒物粒径等多种因素的影响，导致其测量精度低，测量误差大。具体体现在原有的颗粒物测试仪测试电路中：电源部分的电源噪声大、一般为10mV，且只能用24V供电，开机时间长了，容易导致电源发烫；模拟电路部分，一般采用普通放大器作为放大和滤波，由于电路对光电二极管信号的放大倍数要求很大，造成了较大的温度漂移和时间漂移；电流输出电路部分，一般采用普通的“放大器+三极管”进行电流输出，输出的电流线性度差。综上，原有的颗粒物在线测试仪仅适合测试高浓度的颗粒物，不适合测试低浓度颗粒物，因此，一种能够能低浓度颗粒物进行在线测试的测试仪就显得尤为重要。
技术实现思路
本技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种测试精度高、测试误差小的低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，包括：电源电路板、模拟电路板和数字电路板，所述电源电路板用于给模拟电路板和数字电路板提供电源；所述模拟电路板包括：激光器、激光器发光电路和信号调理电路，所述数字电路板包括主控电路、电压-电流转换电路和通信电路，所述激光器发光电路、信号调理电路、电压-电流转换电路和通信电路分别与所述主控电路相连；所述激光器发光电路接收主控电路发来的控制激光器发光指令，并将激光器发射的激光信号转换为电流信号发回至主控电路，所述激光器发射的激光信号照射至被测颗粒物后产生光散射信号；所述信号调理电路接收光散射信号，并根据主控电路发来的信号调理指令，对接收的光散射信号进行信号放大及增益调整；所述主控电路接收信号调理电路发来的调整后的光散射信号，将该调整后的光散射信号转换为被测颗粒物的浓度电压信号，并将该浓度电压信号发送至电压-电流转换电路进行电流转换后输出。优选地，所述电源电路板包括开关电路、稳压电路和电源极性转换电路，所述开关电路分别与所述稳压电路和电源极性转换电路相连，所述稳压电路与电源电路板的5V电压输出端子A1，以及电源电路板的3.2V电压输出端子A2相连，所述电源极性转换电路与电源电路板的485-5V电压输出端子A3，以及电源电路板的-5V电压输出端子A4相连。所述激光器发光电路的电路结构为：包括：激光驱动芯片IC1，所述激光驱动芯片IC1的负极端KLD与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端并接电容C1的一端后与激光器的负极相连，所述激光驱动芯片IC1的正极监视端AMD与激光器的正极相连，所述激光驱动芯片IC1的输入端IN串接电阻R2后与主控电路的控制信号输出端PWM-1相连，所述激光驱动芯片IC1的电源端VCC并接电容C2的一端、电容C3的一端后与电源电路板的5V电压输出端子A1相连，所述电容C2的另一端并接电容C3的另一端后接地，所述激光驱动芯片IC1的看门狗端CWD串接电容C4后与电容C5的一端、电容R3的一端连接后接地，所述电容C5的另一端与激光驱动芯片IC1的功率控制端CI相连，所述电阻R3的另一端与激光驱动芯片IC1的参考电流输入端ISET端相连；所述电容C1的另一端并接电阻R4的一端、激光器的公共端、放大器IC2的输入负端IN-，所述电阻R4的另一端并接电源电路板的5V电压输出端子A1、放大器IC2的输入正端IN+，所述放大器IC2的接地端GND接地，所述放大器IC2的输出端OUT与放大器IC3的正输入端相连，所述放大器IC3的负输入端并接放大器IC3的输出端后与主控电路的激光电流输入端LS-1相连，所述放大器IC3的电源负端V-接地，所述放大器IC3的电源正端V+并接电容C6的一端、电源电路板的3.2V电压输出端子A2，所述电容C6的另一端接地。优选地，所述信号调理电路包括依次连接的压降电路和增益调整电路，所述压降电路分别与所述电源电路板的3.2V电压输出端子A2，以及电源电路板的-5V电压输出端子A4相连，所述压降电路的电压正输出端子B1输出2.5V电压，所述压降电路的电压负输出端子B2输出-2.5V电压。所述增益调整电路的电路结构为：包括：光接收二极管D1，所述光接收二极管D1的正极接地，所述光接收二极管D1的负极并接放大器IC21的输入负端后与电阻R21的一端、电容C21的一端相连，所述电阻R21的另一端并接电容C21的另一端后与电容C21的另一端、电容C23的一端、放大器IC21的输出端OUT相连，所述放大器IC21的电源正端V+并接电容C22的一端后与压降电路的电压正输出端子B1相连，所述电容C22的另一端接地，所述放大器IC21的电源负端V-并接电容C24的一端后与压降电路的电压负输出端子B2相连，所述电容C24的另一端接地，所述放大器IC21的输入正端接地；所述电容C23的另一端并接电阻R22的一端后与电阻R23的一端相连，所述电阻R22的另一端接地，所述电阻R23的另一端并接电阻R25的一端后与放大器IC22的负输入端相连，所述电阻R25的另一端并接可调电阻R26的一端和可调电阻R26的滑动端，所述可调电阻R26的另一端并接放大器IC22的输出端后与单刀双掷开关K1的输入端S2B、单刀双掷开关K1的输入端S1A相连，所述放大器IC22的电源正端V+并接电容C26的一端后与压降电路的电压正输出端子B1相连，所述电容C26的另一端接地，所述放大器IC22的电源负端V-并接电容C25的一端后与压降电路的电压负输出端子B2相连，所述电容C25的另一端接地，所述放大器IC21的输入正端串接电阻R24后接地；所述单刀双掷开关K1的输入端S2A并接单刀双掷开关K1的输入端S3B、输入端D3、输入端S3A、低电平使能端EN后接地，所述单刀双掷开关K1的电源端VSS并接电容C30后与压降电路的电压负输出端子B2相连，所述电容C30的另一端并接单刀双掷开关K1的接地端GND后接地，所述单刀双掷开关K1的控制端A0并接控制端A1后与电阻R31的一端、主控电路的控制信号输出端SYNC相连，所述电阻R31的另一端与压降电路的电压正输出端子B1相连，所述单刀双掷开关K1的控制端A2并接输入端S1B后接地，所述单刀双掷开关K1的电源端VDD并接电容C31的一端后与压降电路的电压正输出端子B1相连，所述电容C31的另一端接地，所述单刀双掷开关K1的输出端D2串接电阻R32后并接电阻R34的一端、放大器IC31的输入负端，所述电阻R34的另一端并接放大器IC31的输出端后与电阻R36的一端相连，所述放大器IC31的输入正端并接电阻R35的一端后与电阻R33的一端相连，所述电阻R33的另一端与单刀双掷开关K1的输出端D1相连，所述电阻R35的另一端接地，所述放大器IC31的电源正端V+并接电容C33的一端后与压降电路的电压正输出端子B1相连，所述电容C33的另一端接地，所述放大器IC31的电源负端V-并接电容C32的一端后与压降电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，包括：电源电路板（1）、模拟电路板（2）和数字电路板（3），所述电源电路板（1）用于给模拟电路板（2）和数字电路板（3）提供电源；其特征在于：所述模拟电路板（2）包括：激光器（9）、激光器发光电路（4）和信号调理电路（5），所述数字电路板（3）包括主控电路（6）、电压‑电流转换电路（7）和通信电路（8），所述激光器发光电路（4）、信号调理电路（5）、电压‑电流转换电路（7）和通信电路（8）分别与所述主控电路（6）相连； 所述激光器发光电路（4）接收主控电路（6）发来的控制激光器（9）发光指令，并将激光器（9）发射的激光信号转换为电流信号发回至主控电路（6），所述激光器（9）发射的激光信号照射至被测颗粒物后产生光散射信号；所述信号调理电路（5）接收光散射信号，并根据主控电路（6）发来的信号调理指令，对接收的光散射信号进行信号放大及增益调整；所述主控电路（6）接收信号调理电路（5）发来的调整后的光散射信号，将该调整后的光散射信号转换为被测颗粒物的浓度电压信号，并将该浓度电压信号发送至电压‑电流转换电路（7）进行电流转换后输出。

【技术特征摘要】
1.一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，包括：电源电路板（1）、模拟电路板（2）和数字电路板（3），所述电源电路板（1）用于给模拟电路板（2）和数字电路板（3）提供电源；其特征在于：所述模拟电路板（2）包括：激光器（9）、激光器发光电路（4）和信号调理电路（5），所述数字电路板（3）包括主控电路（6）、电压-电流转换电路（7）和通信电路（8），所述激光器发光电路（4）、信号调理电路（5）、电压-电流转换电路（7）和通信电路（8）分别与所述主控电路（6）相连； 所述激光器发光电路（4）接收主控电路（6）发来的控制激光器（9）发光指令，并将激光器（9）发射的激光信号转换为电流信号发回至主控电路（6），所述激光器（9）发射的激光信号照射至被测颗粒物后产生光散射信号；所述信号调理电路（5）接收光散射信号，并根据主控电路（6）发来的信号调理指令，对接收的光散射信号进行信号放大及增益调整；所述主控电路（6）接收信号调理电路（5）发来的调整后的光散射信号，将该调整后的光散射信号转换为被测颗粒物的浓度电压信号，并将该浓度电压信号发送至电压-电流转换电路（7）进行电流转换后输出。2.根据权利要求1所述的一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，其特征在于：所述电源电路板（1）包括开关电路（10）、稳压电路（11）和电源极性转换电路（12），所述开关电路（10）分别与所述稳压电路（11）和电源极性转换电路（12）相连，所述稳压电路（11）与电源电路板（1）的5V电压输出端子A1，以及电源电路板（1）的3.2V电压输出端子A2相连，所述电源极性转换电路（12）与电源电路板（1）的485-5V电压输出端子A3，以及电源电路板（1）的-5V电压输出端子A4相连。3.根据权利要求1所述的一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，其特征在于：所述激光器发光电路（4）的电路结构为：包括：激光驱动芯片IC1，所述激光驱动芯片IC1的负极端KLD与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端并接电容C1的一端后与激光器（9）的负极相连，所述激光驱动芯片IC1的正极监视端AMD与激光器（9）的正极相连，所述激光驱动芯片IC1的输入端IN串接电阻R2后与主控电路（6）的控制信号输出端PWM-1相连，所述激光驱动芯片IC1的电源端VCC并接电容C2的一端、电容C3的一端后与电源电路板（1）的5V电压输出端子A1相连，所述电容C2的另一端并接电容C3的另一端后接地，所述激光驱动芯片IC1的看门狗端CWD串接电容C4后与电容C5的一端、电容R3的一端连接后接地，所述电容C5的另一端与激光驱动芯片IC1的功率控制端CI相连，所述电阻R3的另一端与激光驱动芯片IC1的参考电流输入端ISET端相连；所述电容C1的另一端并接电阻R4的一端、激光器（9）的公共端、放大器IC2的输入负端IN-，所述电阻R4的另一端并接电源电路板（1）的5V电压输出端子A1、放大器IC2的输入正端IN+，所述放大器IC2的接地端GND接地，所述放大器IC2的输出端OUT与放大器IC3的正输入端相连，所述放大器IC3的负输入端并接放大器IC3的输出端后与主控电路（6）的激光电流输入端LS-1相连，所述放大器IC3的电源负端V-接地，所述放大器IC3的电源正端V+并接电容C6的一端、电源电路板（1）的3.2V电压输出端子A2，所述电容C6的另一端接地。4.根据权利要求1所述的一种低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，其特征在于：所述信号调理电路（5）包括依次连接的压降电路（13）和增益调整电路（14），所述压降电路（13）分别与所述电源电路板（1）的3.2V电压输出端子A2，以及电源电路板（1）的-5V电压输出端子A4相连，所述压降电路（13）的电压正输出端子B1输出2.5V电压，所述压降电路（13）的电压负输出端子...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫兴钰，张利军，孟瑞生，吕子啸，郭旭，白惠峰，白慧宾，
申请(专利权)人：中绿环保科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14