[發明專利]一種顆粒計數方法及系統

有效

• 申請號: 201710235740.7
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106950162B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 梁鳳飛;孫吉勇;沈瑋棟;陳建;周大農
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇凈集團有限公司;蘇州蘇凈儀器自控設備有限公司
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;吳少峰

1.一種顆粒計數方法，其特征在于，該顆粒計數方法采用顆粒計數系統進行，所述顆粒計數系統包括：光源模塊(1)，所述光源模塊(1)用于生成檢測顆粒物(100)的光束；

流通池模塊(2)，所述流通池模塊(2)上具有供顆粒物(100)流通的流通通道(21)，所述光束照射在流通通道(21)上并在流通通道(21)上形成用于檢測顆粒物(100)的光通道(101)；

光信號收集及處理模塊(3)，光信號收集及處理模塊(3)用于獲取顆粒物(100)經過光通道(101)形成的散射光信號、將散射光信號轉換為對應的脈沖信號、對脈沖信號補償并進行甄別計數；

所述光信號收集及處理模塊(3)包括依次連接的光電探測器(31)、前置放大器(32)、AD采樣單元(33)和微控制單元(34)，

所述光電探測器(31)用于將顆粒物(100)散射的光信號轉換為電流脈沖信號；

所述前置放大器(32)用于將電流脈沖信號轉換為電壓脈沖信號；

所述AD采樣單元(33)用于將電壓脈沖信號轉換為數字信號；

所述微控制單元(34)用于對數字信號進行補償并甄別計數；

所述顆粒計數方法包括：

S1)生成用于檢測顆粒物(100)的光通道(101)；

S2)獲取與通過光通道(101)的顆粒物(100)散射的光信號對應的脈沖信號，所述脈沖信號為電壓脈沖信號；S3)根據脈沖信號獲取顆粒物(100)通過光通道(101)的路徑中與光通道(101)中心最近的位置和光通道(101)中心之間的距離；

其中，所述電壓脈沖信號的脈寬跟顆粒物(100)通過光通道(101)的時間相關，根據電壓脈沖信號的脈寬計算獲取顆粒物(100)通過光通道(101)的流通時間；

根據顆粒物(100)的流速和所述流通時間計算獲取顆粒物(100)流經光通道(101)的流通路徑；

所述流通路徑中與光通道(101)中心最近的位置為第一位置(102)，計算獲取第一位置(102)和光通道(101)中心之間的第一距離；

S4)根據光通道(101)的光密度分布對顆粒物(100)通過光通道(101)的路徑中與光通道(101)中心最近的位置時的脈沖信號的幅度補償，使該顆粒物(100)補償后的脈沖信號幅度和與其粒徑相同的顆粒物(100)通過光通道(101)中心時的脈沖信號幅度相等；

其中，所述顆粒物（100）在所述第一位置（102）時的顆粒計數系統可測得的脈沖電壓幅度為第一脈沖電壓幅度V1，且

V1＝Mg×Φ1＝Mg×S1×I1?(4)，

Mg為光信號收集及處理模塊（3）的中前置放大器（32）的放大系數與光電探測器（31）光電轉換效率的乘積，Φ1為顆粒物（100）經過第一位置（102）處產生的光通量，S1為顆粒物（100）產生散射光的等效面積，I1為第一位置（102）處的光密度，顆粒物（100）經過光通道中心的中心脈沖電壓幅度V0為：

V0＝Mg×Φ0＝Mg×S1×I0＝Mg×S1×ρ×w₀?(5)；

其中，ρ×w₀＝I0，I0為光通道（101）在其中心處的光密度；w₀為1/e²光束半徑，即光強降為中心光強1/e²處的光束直徑；

所述顆粒物（100）在所述第一位置（102）時補償后的脈沖電壓幅度為補償脈沖電壓幅度，根據所述第一距離和光密度分布函數計算獲取所述第一脈沖電壓幅度需要補償的補償系數f，

其中，k為2，r₁為第一位置（102）和光通道（101）中心之間的第一距離；v₀為顆粒物（100）的速度，t₀為顆粒物100的流通時間；光通道（101）在垂直于流通通道（21）的平面上呈圓形，其半徑為R；

根據補償系數f獲取顆粒物（100）的補償脈沖電壓幅度V為：

S5)根據補償后的脈沖信號幅度對顆粒物(100)進行甄別計數，實現各粒徑的顆粒物(100)的計數。

2.根據權利要求1所述的顆粒計數方法，其特征在于，所述光通道(101)垂直于顆粒物(100)流通的通道，所述光通道(101)的光密度在垂直于顆粒物(100)流通的通道的平面上呈正態分布。