【技术实现步骤摘要】
本申请涉及颗粒物检测识别领域，特别是涉及一种颗粒物检测处理电路及方法。
技术介绍
1、现有的激光颗粒物传感器或检测装置是根据探测颗粒物在单位时间内粒子计数的方式(或近似方式)来测量颗粒物的浓度，其典型的信号处理电路如图1所示。此类电路与固件通常通过采集单位时间内的散射光脉冲信号的量的方式来实现粒子的计数，然后以此基础通过一定的算法来计算颗粒物的质量浓度。但是存在下列不足之处：
2、1.此类电路通常使用了高通滤波的方式滤除信号的直流分量(如隔直电容)，而仅使用或主要使用交流信号量(即脉冲信号量)来进行运算；当光学测量腔中的颗粒物流速处于稳定状态时，这种处理方法是可以很好地进行测量的，然而当颗粒物流速受到影响时，单位时间内经过光学测量腔的颗粒物个数必将发生相应变化，从而使得电路输出的交流信号量(即脉冲信号量)发生变化，最终使粒子计数值与颗粒物的浓度值发生偏差，降低了测量精度。
3、为了避免颗粒物流速受到影响，使流速尽可能地稳定，现有的颗粒物传感器在使用时，通常会限制使用条件，比如温度使用条件、传感器的进风口与出风口不能受到其他气流的影响等等。而这些限制条件正是现有颗粒物传感器的不足之处。1)当温度降低时，颗粒物传感器的风扇的转速会降低，此时粒子计数值与颗粒物浓度测量值会发生负向偏差；2)当传感器的进出风口受到气流影响时，此时粒子计数值与颗粒物浓度测量值会根据气流的方向、大小发生不确定的测量偏差。
4、2：当颗粒物浓度过高时(如超过5000ug/m3)，颗粒物散射光强过高，使得光敏器件产生较大的光生
5、3：若采用现有的电容耦合类信号处理方式，虽然能抑制干扰信号、提高信号的稳定性，却直接改变了信号特征，在一定程度上影响了颗粒物粒径识别的精度。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种颗粒物检测处理电路及方法，能够在抑制干扰信号、提高信号稳定的同时，提高颗粒物的检测识别精度。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种颗粒物检测处理电路，该颗粒物检测处理电路包括：光电转换模块、i/v转换模块、运算放大模块、低通滤波模块、信号差分模块和信号处理模块；
4、所述光电转换模块与所述i/v转换模块连接；所述运算放大模块分别与所述i/v转换模块、所述低通滤波模块和所述信号差分模块连接；所述信号处理模块分别与所述低通滤波模块和所述信号差分模块连接；
5、所述光电转换模块用于接收颗粒物经激光照射后产生的散射光信号，并将所述散射光信号转换为电流信号；
6、所述i/v转换模块用于将所述电流信号转换为电压信号；
7、所述运算放大模块用于将所述电压信号进行放大处理，得到放大信号；
8、所述低通滤波模块用于对所述放大信号进行滤波处理，得到滤波信号；所述滤波信号为直流分量信号；
9、所述信号差分模块用于对所述放大信号进行交流分量提取处理，得到差分信号；所述差分信号为交流分量信号；
10、所述信号处理模块用于根据所述滤波信号和所述差分信号确定颗粒物检测信息数据；所述颗粒物检测信息数据包括：粒径信息和质量浓度信息。
11、可选地，所述i/v转换模块，具体包括：第一放大器和电阻电容组件；所述电阻电容组件包括并联的第一电阻和第一电容；
12、所述电阻电容组件的一端与所述第一放大器的反相输入端连接；所述电阻电容组件的另一端与所述第一放大器的输出端连接；所述第一放大器的输出端还与所述运算放大模块连接；
13、所述光电转换模块分别与所述第一放大器的反相输入端和所述第一放大器的正相输入端连接。
14、可选地，所述运算放大模块包括：第二放大器、第二电阻和第三电阻；
15、所述第二放大器的正相输入端与所述第一放大器的输出端连接；所述第二放大器的反相输入端与所述第二电阻的一端连接；所述第二电阻的另一端接地；所述第三电阻的一端与所述第二放大器的反相输入端连接；所述第三电阻的另一端与所述第二放大器的输出端连接。
16、可选地，所述低通滤波模块为电路低通滤波模块，包括：第三放大器、第四电阻、第五电阻、第二电容和第三电容；
17、所述第三放大器的正相输入端分别与所述信号差分模块和所述第二放大器的输出端连接；所述第三放大器的反相输入端分别与所述第三放大器的输出端和所述第四电阻的一端连接；所述第四电阻的另一端分别与所述第二电容的一端和所述第五电阻的一端连接；所述第二电容的另一端接地；所述第五电阻的另一端分别与所述信号处理模块和所述第三电容的一端连接；所述第三电容的另一端接地。
18、可选地，所述信号差分模块包括：第四放大器、第一差分电阻、第二差分电阻、第三差分电阻和第四差分电阻；
19、所述第一差分电阻的一端与所述第二放大器的输出端连接；所述第一差分电阻的另一端与所述第二差分电阻的一端连接；所述第二差分电阻的另一端接地；所述第一差分电阻的另一端与所述第二差分电阻的一端，还均与所述第四放大器的正相输入端连接；所述第四放大器的反相输入端与所述第三差分电阻的一端连接；所述第四放大器的输出端与所述第三差分电阻的另一端连接；所述第四放大器的输出端还与所述信号处理模块连接；所述第三差分电阻的一端还与所述第四差分电阻的一端连接；所述第四差分电阻的另一端分别与所述低通滤波模块和所述信号处理模块连接。
20、可选地，当所述低通滤波模块为数字滤波模块时，所述颗粒物检测处理电路还包括：数模转化器、第一模数转换器和第二模数转换器；所述第一模数转换器分别与所述运算放大模块和所述数字滤波模块连接；所述数模转化器分别与所述数字滤波模块和所述信号差分模块连接；所述第二模数转换器分别与所述信号差分模块和所述信号处理模块连接；所述信号处理模块还与所述数字滤波模块连接。
21、第二方面，本申请提供了一种颗粒物检测处理方法，该颗粒物检测处理方法采用上述所述的颗粒物检测处理电路实现；该颗粒物检测处理方法包括：
22、获取信号数据；所述信号数据是在环境颗粒物浓度稳定的情况下，进行实时采集得到的；所述信号数据包括：滤波信号和差分信号；所述滤波信号为直流分量信号；所述差分信号为交流分量信号；所述滤波信号是电流信号经i/v转换模块和运算放大模块后得到的放大信号，通过低通滤波模块进行滤波处理得到的；所述电流信号是基于颗粒物经激光照射后产生的散射光信号，通过光电转换模块进行信号转换得到的；所述差分信号是通过信号差分模块对所述放大信号进行交流分量提取处理得到的；
23、确定并存储参数数据；所述参数数据是在环境颗粒物浓度稳定的情况下，根据对应的滤波信号和差分信号确定的；所述参数数据包括：标定系数和档位参数；其中，所述标定系数是根据滤波信号以及总颗本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述颗粒物检测处理电路包括：光电转换模块、I/V转换模块、运算放大模块、低通滤波模块、信号差分模块和信号处理模块；
2.根据权利要求1所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述I/V转换模块，具体包括：第一放大器和电阻电容组件；所述电阻电容组件包括并联的第一电阻和第一电容；
3.根据权利要求2所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述运算放大模块包括：第二放大器、第二电阻和第三电阻；
4.根据权利要求3所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述低通滤波模块为电路低通滤波模块，包括：第三放大器、第四电阻、第五电阻、第二电容和第三电容；
5.根据权利要求3所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述信号差分模块包括：第四放大器、第一差分电阻、第二差分电阻、第三差分电阻和第四差分电阻；
6.根据权利要求3所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，当所述低通滤波模块为数字滤波模块时，所述颗粒物检测处理电路还包括：数模转化器、第一模数转换器和第二模数转换器；所述第一模数转换器分别与所述运算放大模块
7.一种颗粒物检测处理方法，其特征在于，所述颗粒物检测处理方法采用权利要求1-6中任意一项所述的颗粒物检测处理电路实现；所述颗粒物检测处理方法包括：
8.根据权利要求7所述的颗粒物检测处理方法，其特征在于，根据当前环境的信号数据和存储的参数数据，计算待测颗粒物质量浓度，具体包括：
9.根据权利要求8所述的颗粒物检测处理方法，其特征在于，根据当前环境的总颗粒物质量浓度、当前环境的总颗粒物信号量和当前环境的待测颗粒物信号量，确定待测颗粒物质量浓度，具体包括：
10.根据权利要求9所述的颗粒物检测处理方法，其特征在于，所述颗粒物质量浓度的计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述颗粒物检测处理电路包括：光电转换模块、i/v转换模块、运算放大模块、低通滤波模块、信号差分模块和信号处理模块；
2.根据权利要求1所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述i/v转换模块，具体包括：第一放大器和电阻电容组件；所述电阻电容组件包括并联的第一电阻和第一电容；
3.根据权利要求2所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述运算放大模块包括：第二放大器、第二电阻和第三电阻；
4.根据权利要求3所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述低通滤波模块为电路低通滤波模块，包括：第三放大器、第四电阻、第五电阻、第二电容和第三电容；
5.根据权利要求3所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，所述信号差分模块包括：第四放大器、第一差分电阻、第二差分电阻、第三差分电阻和第四差分电阻；
6.根据权利要求3所述的颗粒物检测处理电路，其特征在于，当所述低通滤波模块为数字滤波模块时，所述颗粒物检...
【专利技术属性】
技术研发人员：许方华，曹亮，
申请(专利权)人：成都派斯光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。