[發(fā)明專利]一種粒子計數(shù)傳感器及控制該傳感器的方法、裝置及介質

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111666355.0
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114324125A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 王少永;惠旅鋒;朱軍華;馬克財
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇信環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李澤艷

本申請公開了一種粒子計數(shù)傳感器及控制該傳感器的方法、裝置及介質，涉及光學領域。本申請所提供的粒子計數(shù)傳感器，包括：工作光源、光電探測器、跨阻放大器、噪聲減法器；粒子在工作光源發(fā)出光束中激發(fā)形成散射光，光電探測器接收散射光后將散射光轉化為光電流信號；跨阻放大器的輸入端與光電探測器的輸出端連接，將光電流信號放大轉換為電壓脈沖信號，噪聲減法器的同相輸入端與跨阻放大器的輸出端連接。粒子計數(shù)傳感器工作時，通過噪聲減法器將電壓脈沖信號值減去減法參考值實現(xiàn)對粒子計數(shù)傳感器的噪聲補償，提高了粒子計數(shù)傳感器的精確度。

技術領域

本申請涉及光學領域，特別是涉及一種粒子計數(shù)傳感器及控制該傳感器的方法、裝置及介質。

背景技術

粒子在粒子計數(shù)傳感器腔體中激發(fā)出散射光，并被光電探測器接收并轉換為光電流信號。但是粒子的散射光信號受到激光光源、形成的光路以及光路所在的腔體影響，例如由于激光光源無法實現(xiàn)理想的準直，存在光路以外的散射光形成粒子計數(shù)傳感器的底噪。由于光電流的信號值較小，難以通過該信號有效識別粒子粒徑信息。因此為了識別粒子散射光信號，通常在光電探測器輸出端連接放大處理電路將粒子散射光信號放大并轉換為能夠被有效識別的電壓脈沖信號，但是在對粒子的散射光信號進行放大的同時，也放大了底噪的信號。

現(xiàn)有技術中為了減少底噪的影響，通常采用隔直電路來濾掉噪聲。然而隔直電路雖然可以隔離掉噪聲，保留交流信號的粒子電壓脈沖信號，但是經過隔直電路的粒子電壓脈沖信號會引入新的電噪聲，導致單位時間內能夠采集粒子的信號數(shù)降低，或者導致隔直電路輸出的粒子電壓脈沖信號重疊，進而導致粒子計數(shù)傳感器的精確度下降。

由此可見，如何提高粒子計數(shù)傳感器的精確度，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發(fā)明內容

本申請的目的是提供一種粒子計數(shù)傳感器及控制該傳感器的方法、裝置及介質，用于提高粒子計數(shù)傳感器的精確度。

為解決上述技術問題，本申請?zhí)峁┮环N粒子計數(shù)傳感器，包括：光路結構，所述光路結構包括形成光束的工作光源、以及接收光束的光陷阱，光束沿傳播的路徑形成光路；氣路結構，所述氣路結構包括進氣件、排氣件，用于實現(xiàn)帶粒子流體進入和排出粒子計數(shù)傳感器的腔體，所述帶粒子流體沿進入和排出的路徑形成氣路；所述氣路與所述光路疊加的區(qū)域形成光敏區(qū)；光接收轉化裝置，所述光接收轉換裝置包括光電探測器，所述光電探測器用于接收所述帶粒子流體中粒子在所述光敏區(qū)激發(fā)形成的散射光；

還包括：

處理電路，所述處理電路包括跨阻放大器、噪聲減法器；

所述跨阻放大器的輸入端與所述光電探測器的輸出端連接，用于將所述光電流信號轉換為電壓脈沖信號；

所述噪聲減法器的同相輸入端與所述跨阻放大器的輸出端連接，用于將接收到的同相輸入端信號值減去反相輸入端減法參考值以實現(xiàn)對粒子計數(shù)傳感器的噪聲補償；

所述減法參考值由所述粒子計數(shù)傳感器的所述氣路結構不工作且具有所述工作光源形成的所述光路時所述跨阻放大器輸出端的電壓脈沖信號值獲得。

優(yōu)選地，所述減法參考值依據(jù)對非工作狀態(tài)時所述粒子計數(shù)傳感器、工作狀態(tài)時所述工作光源、所述光電探測器的系統(tǒng)標定得到。

優(yōu)選地，所述減法參考值的所述系統(tǒng)標定包括：

預設的暗電流標準電壓值、標準光接收轉化系數(shù)、標準工作光源轉換電壓值；

在保持非工作狀態(tài)待測粒子計數(shù)傳感器腔體內黑暗的情況下，獲取所述跨阻放大器輸出端的第一電壓值；

在保持非工作狀態(tài)待測粒子計數(shù)傳感器的腔體內黑暗的情況下，通過標準光源向所述光電探測器施加第一預設功率的光束，并獲取所述跨阻放大器輸出端的第二電壓值；根據(jù)所述第一電壓值、所述第一預設功率與所述第二電壓值獲取所述光電探測器的光接收轉化系數(shù)；