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光学粒子计数器的信号采集方法与数据处理系统

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2022/10/18 16:27:50
  光学粒子计数器是用于测量洁净环境空气中粒子数量及尺寸的仪器,具有价格低廉、快速可靠、高灵敏度的特点,在需要超净间的行业有着重要的应用。本文简述光学粒子计数器的主要原理及设计的注意要点,讨论其重要性能参数,通过与同类产品比较,分析国产粒子计数器的不足并对下一步发展提供指导。
 
  光学粒子计数器的信号采集方法与数据处理系统:
 
  信号采集与处理系统是光学粒子计数器的重要组成部分,它将收集的光信号转化为电脉冲信号,并对电脉冲信号进行多次放大,采用电压幅度甄别器甄别被放大信号的幅值,再经多通道计数器分档计数后送到微处理器进行数据处理。这里测量到的是一个个电脉冲信号,脉冲数目即为粒子数,脉冲信号的强弱放映粒子直径分布,这样通过运算便可得出被采样空气的洁净度级别。进行合适电信号放大是信号采集与处理系统设计的重点与难点,除了尽量减小放大过程中引入的噪声外。
 
  进行电信号放大中还有两点需要特别注意:先由于镜片的散射等因素,光学系统中不可避免地存在着杂散光,造成颗粒尺寸估计值的误差。对于设计合理的光学系统,这些杂散光与激光光强成比例固定的正比关系,考虑到激光光强波动不太大,电放大首先应该滤除电信号的直流项,减弱杂散光的影响。
 
  其次,散射信号与颗粒半径的六次方成正比,信号随颗粒尺寸的减小迅速减小。为了保证测量颗粒尺寸的范围,在保证被放大信号强度与颗粒尺寸的单调对应关系的基础上,对不同大小电压信号建议选择不同的放大倍数,让弱信号放大倍数更大。考虑到非均匀放大方式引入的噪声较大,可以选择多级放大的方式,首先采用均匀放大,再引入非均匀放大(如对数放大)。

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