[发明专利]一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器及其测量方法

权利要求书

1.一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器，包括微处理器、信号采集装置和信号处理装置，所述微处理器分别与信号采集装置和信号处理装置连接，其特征在于：所述信号采集装置包括粒子计数传感器、流量传感器、高效过滤器和真空泵，所述粒子计数传感器、流量传感器、真空泵分别与微处理器连接；

所述信号处理装置包括滤波电路、信号放大电路、一级电压放大电路、二级电压放大电路、电压缩小电路、电压跟随电路以及n个四选一模拟开关，所述滤波电路分别与粒子计数传感器和信号放大电路连接，所述信号放大电路分别与一级电压放大电路、二级电压放大电路、电压缩小电路和电压跟随电路连接，每一所述四选一模拟开关均与一级电压放大电路、二级电压放大电路、电压缩小电路和电压跟随电路连接，且每一所述四选一模拟开关均连接一个高速比较器，每一所述高速比较器连接一个数模转换电路，且每一所述高速比较器与微处理器的脉冲计数模块连接。

2.如权利要求1所述的一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器，其特征在于：所述粒子计数传感器包括气路腔体、光路发射单元、硅光电二极管、凹面镜、凸透镜、光阑和光陷阱，所述光路发射单元用于发射平行激光束，激光束经过气路腔体中的颗粒物产生散射光，散射光依次经凹面镜、凸透镜、光阑到硅光电二极管，所述硅光电二极管作为接受器用于接收散射光，所述光陷阱用于吸收激光束，所述光路发射单元包括激光器和透镜组，所述激光器的激光束通过透镜组后发出平行激光束。

3.如权利要求1所述的一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器，其特征在于：所述n等于所述尘埃粒子计数器的通道个数。

4.如权利要求1所述的一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器，其特征在于：所述信号放大电路将电压放大到0～12V之间。

5.如权利要求1所述的一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器，其特征在于：所述一级电压放大电路的电压放大倍数为5倍，所述二级电压放大电路的电压放大倍数为10倍，所述电压缩小电路的电压缩小倍数为3倍。

6.如权利要求1所述的一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器，其特征在于：所述高速比较器的芯片型号采用LM339DG或TLV3501，所述数模转换电路采用DAC7502或TLV5610芯片，所述高速比较器以所述数模转换芯片输出的电压信号作为高速比较器的参考电压进行比较。

7.如权利要求1所述的一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器，其特征在于：所述四选一的模拟开关采用的芯片型号为CD4052/TMUX6104。

8.如权利要求1所述的一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器，其特征在于：所述尘埃粒子计数器还包括液晶显示单元、打印机、存储单元和通信接口，所述液晶显示单元、打印机、存储单元和通信接口分别与微处理器连接。

9.一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器的测量方法，其特征在于：需提供权利要求1-7任一项所述的尘埃粒子计数器，所述方法包括如下步骤：

步骤1、根据本次测量需要调整尘埃粒子计数器上的每一通道参数，所述参数包括粒径值；

步骤2、根据粒径谱获得粒径值对应的电压值，根据电压值将四选一模拟开关与一级电压放大电路、二级电压放大电路、电压缩小电路或电压跟随电路进行连接；

步骤3、启动信号采集装置，将样本气体吸入所述粒子计数传感器中，所述粒子计数传感器接收到颗粒的散射光时，产生脉冲信号输出给信号处理装置；

步骤4、所述脉冲信号通过滤波电路和信号放大电路进行滤波和放大；

步骤5、根据四选一模拟开关连接的电路对脉冲信号进行处理，将处理后的脉冲信号输出给高速比较器；

步骤6、高速比较器将处理后的脉冲信号的电压与数模转换芯片输出的参考电压进行比较，当一个脉冲信号的电压超过参考电压时，高速比较器输出端会产生一个低电平，否则，高速比较器保持高电平；

步骤7、微处理器接收高速比较器输出的标准的脉冲信号，通过脉冲计数模块对脉冲下降沿产生的中断进行累计计数，最终换算成颗粒数的浓度值。

10.如权利要求9所述的一种粒径通道可调的尘埃粒子计数器的测量方法，其特征在于：所述步骤7中的浓度值为单位体积内的颗粒数。