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光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的信號(hào)采集方法與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

來(lái)源:沈陽(yáng)加野科學(xué)儀器有限公司   2022年10月18日 16:27  
  光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器是用于測(cè)量潔凈環(huán)境空氣中粒子數(shù)量及尺寸的儀器,具有價(jià)格低廉、快速可靠、高靈敏度的特點(diǎn),在需要超凈間的行業(yè)有著重要的應(yīng)用。本文簡(jiǎn)述光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的主要原理及設(shè)計(jì)的注意要點(diǎn),討論其重要性能參數(shù),通過(guò)與同類(lèi)產(chǎn)品比較,分析國(guó)產(chǎn)粒子計(jì)數(shù)器的不足并對(duì)下一步發(fā)展提供指導(dǎo)。
 
  光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的信號(hào)采集方法與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):
 
  信號(hào)采集與處理系統(tǒng)是光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的重要組成部分,它將收集的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào),并對(duì)電脈沖信號(hào)進(jìn)行多次放大,采用電壓幅度甄別器甄別被放大信號(hào)的幅值,再經(jīng)多通道計(jì)數(shù)器分檔計(jì)數(shù)后送到微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這里測(cè)量到的是一個(gè)個(gè)電脈沖信號(hào),脈沖數(shù)目即為粒子數(shù),脈沖信號(hào)的強(qiáng)弱放映粒子直徑分布,這樣通過(guò)運(yùn)算便可得出被采樣空氣的潔凈度級(jí)別。進(jìn)行合適電信號(hào)放大是信號(hào)采集與處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn),除了盡量減小放大過(guò)程中引入的噪聲外。
 
  進(jìn)行電信號(hào)放大中還有兩點(diǎn)需要特別注意:先由于鏡片的散射等因素,光學(xué)系統(tǒng)中不可避免地存在著雜散光,造成顆粒尺寸估計(jì)值的誤差。對(duì)于設(shè)計(jì)合理的光學(xué)系統(tǒng),這些雜散光與激光光強(qiáng)成比例固定的正比關(guān)系,考慮到激光光強(qiáng)波動(dòng)不太大,電放大首先應(yīng)該濾除電信號(hào)的直流項(xiàng),減弱雜散光的影響。
 
  其次,散射信號(hào)與顆粒半徑的六次方成正比,信號(hào)隨顆粒尺寸的減小迅速減小。為了保證測(cè)量顆粒尺寸的范圍,在保證被放大信號(hào)強(qiáng)度與顆粒尺寸的單調(diào)對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上,對(duì)不同大小電壓信號(hào)建議選擇不同的放大倍數(shù),讓弱信號(hào)放大倍數(shù)更大??紤]到非均勻放大方式引入的噪聲較大,可以選擇多級(jí)放大的方式,首先采用均勻放大,再引入非均勻放大(如對(duì)數(shù)放大)。

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