[实用新型]一种气溶胶颗粒分析仪的自动校正系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及信号处理领域，尤其是指一种用于连续光气溶胶粒子分析仪的一种自动校正系统。

背景技术

气溶胶粒子分析仪是检测大气环境中气溶胶颗粒特性的仪器，它是以气溶胶颗粒在激光束中产生的光散射现象和荧光现象为原理设计而成的，即当空气中气溶胶粒子随采样气流通过光敏感区时，产生与其粒径相关的散射光脉冲以及与粒子荧光特性相关的荧光脉冲，光学系统将散射光和荧光收集于光电转换器件，光电转换器件将光脉冲信号变为相应的电脉冲信号。信号处理系统将电脉冲信号放大，并经甄别器甄别后由数字处理模块处理，最后得到各档粒径和荧光的气溶胶粒子数。

2009年4月1日公开的发明专利气溶胶粒子激光分析仪(专利公开号：CN101398367A)是气溶胶粒子分析仪的一种实现方案，此发明专利公开的气溶胶粒子激光分析仪散射光和荧光分析系统分别采用了不同的发射光源和光路，散射光发射光源采用连续红光源，荧光发射光源采用脉冲紫外光源，可以实时在线分析空气中的生物气溶胶粒子并给出生物气溶胶粒子的数量和浓度。

然而，当气溶胶粒子激光分析仪定标后，在各器件均完好的情况下，若背景噪声发生变化，则其接收灵敏度也会随之发生变化，即背景噪声增大，其接收灵敏度增加；反之，接收灵敏度降低。引起背景噪声变化的因素主要有两个：一是光源，光源的光强略增强，背景噪声也略增大；反之，背景噪声就减小，而光源光强的变化直接会引起接收灵敏度的改变。二是由于温度等其它原因发生变化时，光电转换器件的转换效率将发生变化，从而导致接收灵敏度的变化。从以上分析，可以看出一个接收系统一旦定标后，其背景噪声的大小间接地反映了仪器的接收灵敏度。因此，可以利用背景噪声来进行接收灵敏度的校正。

激光光源的能量可能随着温度的变化而变化，极易导致分析仪接收灵敏度的变化。仪器振动可能使得光路发生偏移导致仪器接收灵敏度发生变化。激光光源使用时间长会导致发射功率下降或者损坏，从而使仪器接收灵敏度降低。仪器中采用的光电转换器，以及信号处理系统所用的器件均是温度敏感器件，温度特性较差，当环境温度发生变化时，仪器的接收灵敏度会发生偏移，从而使测量数据与实际数据发生偏差。因此，为了提高仪器的环境适应性，在设计气溶胶粒子激光分析仪时必须设计接收灵敏度的补偿校正系统。

2008年8月27日公开的实用新型气溶胶颗粒分析仪中的紫外激光能量监控和受激荧光补偿系统(专利公开号：CN200720178752.2)，其采用分光片将入射紫外光分出少部分作为补偿系统测量参考激光。这种补偿系统需要增加分光光路，分光光路的采用不但增加了仪器光路的复杂性，更是牺牲了部分宝贵的荧光光源资源。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有分析仪的灵敏度随背景噪声发生变化的不足，提供一种不需增加分光光路的结构简单的自动校正系统。

本实用新型提供的气溶胶颗粒分析仪的自动校正系统，包括：

检测单元，其与所述的气溶胶颗粒分析仪的紫外光路单元连接，所述的检测单元用以检测散射光、荧光、校正光的强度信号；以及

补偿处理单元，其与所述的检测单元连接，所述的补偿处理单元将所述的校正光的强度信号与一标定初值进行偏差运算以获得灵敏度偏差值，并根据所述的偏差值自动调整所述的散射光及荧光的强度增益。

实施时，所述的紫外光路单元包括激光整形透镜组及椭球镜；所述的紫外光路单元将接收到的激光进行整形处理并聚焦于所述的椭球镜的中心。

实施时，所述的检测单元包括：

校正光检测模块，其设置于所述的气溶胶颗粒分析仪的光源发射方向上，且位于所述的椭球镜的检测区后面；

散射光检测模块，其设置于所述的椭球镜的散射光收集位置处；以及

荧光检测模块，其设置于椭球镜的荧光收集位置处。

实施时，所述的校正光检测模块包括依次连接的光电转换器、信号放大器、平滑滤波器以及A/D转换器。

实施时，所述的散射光检测模块包括依次连接的散射光检测器、信号前置放大器、信号放大积分电路、信号峰值采样保持电路以及A/D转换器。

实施时，所述的荧光检测模块包括顺序连接的带通滤波器、荧光检测器、信号前置放大器、信号放大积分电路、信号峰值采样保持电路以及A/D转换器。

实施时，所述的补偿处理单元包括：

标定初值存储模块，其存储所述的标定初值；