CN105842142A - 一种使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法 - Google Patents

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孙波
黄晓兴
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Abstract

本发明提供了一种使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法，该方法包括以下步骤：放入已知直径大小的标准颗粒；激光颗粒计数器对接收到标准颗粒对应的电压信号进行测量；获取标准颗粒的电压信号的具体数值；获取被检测的颗粒的电压信号波形；将获取的标准颗粒产生的电压信号波形以及被检测的颗粒的电压信号波形，并通过电压信号波形之间的差异与颗粒直径的对应关系，获取被检测的颗粒的尺寸。本发明的有益效果是：提高了校准的准确度，排除了标准设备自身的误差以及颗粒在空间分布不均匀对校准结果造成的干扰；其次实现了纯自动化校准，提高校准结果的准确性和校准的效率。

Description

一种使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法
技术领域
本发明涉及到激光颗粒计数器校准领域的技术领域，尤其涉及到一种使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法。
背景技术
激光颗粒计数器在应用中用于检测环境中PM0.3、PM2.5、PM10等指标。激光颗粒计数器基于光的散射原理，一束激光经过被测颗粒的散射后改变方向，被激光接收器接收。激光接收器把接受到的光信号转换为电信号。激光颗粒计数器通过处理该电信号(整形和放大)，并建立电信号与光信号以及颗粒大小的对应关系，即可得到环境中各种大小微粒的数量。
现行的校准方法是参照某一标准设备进行对照校准。在校准时，把用于作为标准的设备放入校准环境中并读取其读数。通过调整待校准计数器电路上的一个可调电阻(可以是其他方式，本质是调整电信号与颗粒大小的对应系数的大小)来使待校准计数器的读数与标准设备读数一致。
现有技术的缺点是：1、由于在环境中颗粒的分布本质上并不均匀的，所以不同位置的颗粒浓度并不能保证一致，加之标准设备本身也会有测量误差，所以标准设备的读数对待校准计数器只是相对准确而不是绝对准确；2、操作复杂，需要手动输入各项参数，甚至手动调节电信号幅度对应参数，难以自动化。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法。
本发明是通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法，该方法包括以下步骤：
放入已知直径大小的标准颗粒；
激光颗粒计数器对接收到标准颗粒对应的电压信号进行测量；
获取标准颗粒的电压信号的具体数值；
获取被检测的颗粒的电压信号波形；
将获取的标准颗粒产生的电压信号波形以及被检测的颗粒的电压信号波形，并通过电压信号波形之间的差异与颗粒直径的对应关系，获取被检测的颗粒的尺寸。
优选的，所述激光颗粒计数器对接收到标准颗粒对应的电压信号进行测量具体为：
激光颗粒计数器中的激光接收器接收到的散射光强度与颗粒直径的平方成正比例关系，设为k1；激光接收器转换的电信号强度与接收的散射光强度成正比例关系，设为k2；电压信号与颗粒直径的平方的对应系数为k1*k2；
通过激光颗粒计数器获取标准颗粒对应的电压信号的k1*k2。
优选的，还包括：获取标准颗粒的电压信号的具体数值存入存储器作为标准参数。
优选的，将获取的标准颗粒产生的电压信号波形以及被检测的颗粒的电压信号波形，并通过标准颗粒产生的电压信号波形与被检测的颗粒的电压信号波形的对应关系，获取被检测的颗粒的尺寸具体为：通过激光颗粒计数器中自动完成对被检测的颗粒的尺寸的求解和存储。
优选的，所述标准颗粒产生的电压信号波形与被检测的颗粒的电压信号波形的对应关系具体为：电压信号波形之间的差异越大，颗粒的直径差异越大。
本发明的有益效果是：提高了校准的准确度，排除了标准设备自身的误差以及颗粒在空间分布不均匀对校准结果造成的干扰；其次实现了纯自动化校准，提高校准结果的准确性和校准的效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法的流程图；
图2是本发明提供的激光颗粒计数器工作原理示意图；
图3是本发明实施例提供的颗粒与电信号之间的对应关系图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1是本发明提供的使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法的流程图。
本发明实施例提供了一种使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法，该方法包括以下步骤：
放入已知直径大小的标准颗粒；
激光颗粒计数器对接收到标准颗粒对应的电压信号进行测量；
获取标准颗粒的电压信号的具体数值；
获取被检测的颗粒的电压信号波形；
将获取的标准颗粒产生的电压信号波形以及被检测的颗粒的电压信号波形，并通过设电压信号波形之间的差异与颗粒直径的对应关系，获取被检测的颗粒的尺寸。
在上述方法中，提高了校准的准确度，排除了标准设备自身的误差以及颗粒在空间分布不均匀对校准结果造成的干扰；其次实现了纯自动化校准，提高校准结果的准确性和校准的效率。
为了方便理解本实施例提供的方法，下面结合具体的实施例对其进行详细的说明。
本方法的整体思路是1、不再使用标准设备进行参考；2、优化校准的流程，减去人工操作的步骤，实现校准自动化。该方法中把校准过程中的标准由标准设备改为单一标准颗粒。从而不再以校准设备的读数为参考，而是以整个光散射理论为依据进行校准。所述对激光颗粒计数器对接收到标准颗粒对应的电压信号进行测量具体为：
如图2所示，激光颗粒计数器在应用中用于检测环境中PM0.3、PM2.5、PM10等指标。激光颗粒计数器基于光的散射原理，一束激光经过被测颗粒的散射后改变方向，被激光接收器接收。激光接收器把接受到的光信号转换为电信号。激光颗粒计数器通过处理该电信号(整形和放大)，并建立电信号与光信号以及颗粒大小的对应关系，即可得到环境中各种大小微粒的数量。
如图3所示，由在光的散射理论可以得到，激光颗粒计数器中的激光接收器接收到的散射光强度与颗粒直径的平方成正比例关系，设为k1；激光接收器转换的电信号强度与接收的散射光强度成正比例关系，设为k2；电压信号与颗粒直径的平方的对应系数为k1*k2；
而影响k1和k2的因素只与整个激光颗粒计数器的元器件性能和安装位置有关，因此校准的关键在于得到k1*k2的数值。
所以在校准环境中放入已知直径大小的标准颗粒，同时计数器对接收到的电信号进行测量。通过上述过程，激光颗粒计数器会获得k1*k2的具体数值并存入存储器，从而完成了整个校准过程。
在该方法中还包括：将获取的标准颗粒的电压信号的具体数值存入存储器作为标准参数。即将该校准的参数作为一个参考值，用以推算其他颗粒对应的参数。
其中，将获取的标准颗粒产生的电压信号波形以及被检测的颗粒的电压信号波形，并通过设定的标准颗粒产生的电压信号波形与被检测的颗粒的电压信号波形的对应关系，获取被检测的颗粒的数目和尺寸具体为：通过激光颗粒计数器中自动完成对被检测的颗粒的数据和尺寸的求解和存储。即整个校准过程引入了精确度最高的标准进行参考，同时软件自动完成了参数的求解和存储，不再需要人工的参与。
其中的设定的标准颗粒产生的电压信号波形与被检测的颗粒的电压信号波形的对应关系具体为：电压信号波形之间的差异越大，颗粒的直径差异越大。通过设定的对应关系以及标准颗粒的电压信号可以推算出被检测的颗粒的直径以及数据。
通过上述描述可以看出，在本实施例中，通过该方法提高了校准的准确度，排除了标准设备自身的误差以及颗粒在空间分布不均匀对校准结果造成的干扰；其次实现了纯自动化校准，提高校准结果的准确性和校准的效率。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法，其特征在于，包括以下步骤：
放入已知直径大小的标准颗粒；
激光颗粒计数器对接收到标准颗粒对应的电压信号进行测量；
获取标准颗粒的电压信号的具体数值；
获取被检测的颗粒的电压信号波形；
将获取的标准颗粒产生的电压信号波形以及被检测的颗粒的电压信号波形，并通过电压信号波形之间的差异与颗粒直径的对应关系，获取被检测的颗粒的尺寸。
2.根据权利要求1所述的使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法，其特征在于，所述激光颗粒计数器对接收到标准颗粒对应的电压信号进行测量具体为：
激光颗粒计数器中的激光接收器接收到的散射光强度与颗粒直径的平方成正比例关系，设为k1；激光接收器转换的电信号强度与接收的散射光强度成正比例关系，设为k2；电压信号与颗粒直径的平方的对应系数为k1*k2；
通过激光颗粒计数器获取标准颗粒对应的电压信号的k1*k2。
3.根据权利要求2所述的使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法，其特征在于，还包括：将获取的标准颗粒的电压信号的具体数值存入存储器作为标准参数。
4.根据权利要求2所述的使用单一标准颗粒对激光颗粒计数器进行校准的方法，其特征在于，将获取的标准颗粒产生的电压信号波形以及被检测的颗粒的电压信号波形，并通过标准颗粒产生的电压信号波形与被检测的颗粒的电压信号波形的对应关系，获取被检测的颗粒的尺寸具体为：通过激光颗粒计数器中自动完成对被检测的颗粒的尺寸的求解和存储。
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