CN112858128A - 光散射粉尘浓度检测传感器及粉尘浓度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于呼吸性粉尘浓度检测技术领域，公开了一种光散射粉尘浓度检测传感器及粉尘浓度检测方法，传感器包括气体采样单元、光电转换单元和信号处理单元，所述气体采样单元是将外界待测气体通过气泵抽气和流量计控制的方式进入传感器光敏中心区域；所述光电转化单元，通过激光光束照射光敏中心区域的待测气体，产生散射光线，经椭球反射镜反射汇聚于光电二极管，实现光学信号到电学信号的转化；所述信号处理单元，与光电二极管相连，将接收到的微弱电流信号经自适应放大、滤波和模数转化之后，与处理器预存的电压信号和浓度比例关系实现浓度值的计算。本发明结构紧凑，布局合理，浓度分辨率高，易维护。

Description

光散射粉尘浓度检测传感器及粉尘浓度检测方法

技术领域

本发明涉及呼吸性粉尘浓度检测技术领域，特别是涉及一种光散射粉尘浓度检测传感器及粉尘浓度检测方法。

背景技术

现有粉尘浓度检测装置一般是通过光散射方式进行工作，即利用 MIE散射原理实现对粉尘浓度的检测。例如，公告号为 CN101968426A的中国发明专利，公开了“一种粉尘浓度传感器”，其通过安装在传感器腔体的球面反射镜实现散射光线的收集，并通过微分放大电路实现光信号到电信号的转化，进而达到浓度值的输出。球面反射镜反射的散射光线存在收集效率低的问题，以致于高效过滤条件下的低浓度测量是无法检测的。另外，目前市场上的粉尘浓度测量传感器中的前置放大一般采用直接放大处理的方式，其放大倍数一般是固定的，仅仅适合一定范围内的信号放大，信号处理方式比较简单。在粉尘浓度变化比较大的环境中，检测到的信号强度范围就非常广泛，当粉尘浓度比较低时，检测到的信号强度比较弱，当粉尘浓度比较高时，检测到的信号强度比较强，如果放大倍数满足弱信号的要求，在强信号进行放大后有可能就会超出处理器的电压范围，如果放大倍数满足强信号的要求，在弱信号进行放大后由于信号比较弱无法被处理器识别，因此，采用上述简单的信号处理方式处理微弱信号或大范围信号时，存在测量仪器浓度示数波动较大、测量量程有限等问题。因此，如何实现高效过滤条件下的高精度宽量程的浓度检测是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中高效过滤条件下低浓度无法检测且浓度示数波动较大的不足，本发明提供一种光散射粉尘浓度检测传感器及粉尘浓度检测方法。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种光散射粉尘浓度检测传感器，包括主腔体以及连接在主腔体上的气体采样单元、光电转换单元和信号处理单元，其中，信号处理单元包括程控开关、放大电路、滤波电路、模数转化电路以及处理器，所述放大电路的输入端与光电转换单元连接，放大电路的输出端依次连接滤波电路、模数转化电路以及处理器，使光电转换单元输出的含有粉尘浓度信息的电信号依次经过放大电路、滤波电路和模数转化电路处理后送至处理器；所述处理器根据接收到的粉尘浓度信息给程控开关提供实现放大倍数调节的控制信号；所述程控开关的输入端连接处理器，并接收处理器输出的控制信号，程控开关的输出端连接至放大电路，用于根据控制信号调节放大电路的放大倍数，从而实现不同强度信号的合理放大，满足处理器的要求。

进一步，由于光电二极管输出的信号为电流信号，放大电路在实现信号放大的作用的同时还要实现电流信号到电压信号的转化，因此，所述放大电路包括运算放大器U4和至少两个阻值不同的放大电阻，所述放大电阻并联后一端连接至运算放大器U4的反向输入端，另一端经过程控开关连接至运算放大器U4的输出端；所述程控开关的输入通道数量大于等于放大电阻的个数，且放大电阻与程控开关的输入通道一一对应连接，所述程控开关的选通信号端与处理器连接。处理器输出放大倍数调节信号到程控开关的选通信号端，通过控制程控开关输入通道的通断，来改变接入放大电路的放大电阻，从而实现放大倍数的调整。

进一步，所述气体采样单元包括进气组件、出气组件和气泵，所述进气组件包括进气嘴和进气嘴底座，所述进气嘴通过进气嘴底座安装在主腔体上，且进气嘴底座与主腔体的之间的连接面上设有密封件，所述出气组件包括出气嘴，进气嘴和出气嘴对称分布于主腔体两侧，且均与光电转换单元的光敏区域连通，所述出气嘴通过气管连接气泵，且所述气泵下游的气管上还设有流量计和过滤器。

进一步，为了避免腔体内发生气体紊流，所述出气嘴口径大于进气嘴口径。

进一步，所述光电转换单元包括光源组件、椭球反射镜、光陷阱组件和光电二极管，其中，椭球反射镜的侧壁上设有进气孔、出气孔、消光孔和光阑孔，且进气孔和出气孔相对设置形成气流通道，消光孔和光阑孔相对设置形成检测光路，且气流通道与检测光路交叉设置，本发明中气流通道与检测光路之间呈90°设置，所述光电二极管设置在椭球反射镜的出光方向，且光电二极管的光信号接收端正对椭球反射镜的光敏区域中心，用于检测散射的光信号。

具体的，所述光源组件包括激光光源、柱面镜和安装座，安装座内设有通过隔板分隔的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室之间通过隔板上开设的光孔连通，柱面镜安装在第一腔室内，激光光源安装在第二腔室内，所述激光光源和柱面镜通过安装座安装在主腔体上，且激光光源与柱面镜同轴设置并位于柱面镜的外侧，安装座与主腔体的连接面上设有密封件。点状激光模组作为激光光源，柱面镜用于调节激光光源出射光束的光斑形状。

进一步，所述光陷阱组件包括光陷阱底座、光陷阱顶盖和中性密度片，所述光陷阱底座一端与主腔体连接，且光陷阱底座与主腔体之间的连接面上设有密封件，所述光陷阱底座另一端向外延伸且端部开口盖设光陷阱顶盖，所述中性密度片固定在光陷阱顶盖的底部。具体的中性密度片通过胶粘的方式固定在光陷阱顶盖上，且中性密度片与光陷阱顶盖的底面呈一定的倾斜角度。

进一步，所述光电二极管包括本体以及与本体连接的引脚，所述本体通过二极管固定套安装在主腔体内，且本体的外缘设有向外凸出的凸起，凸起限制光电二极管轴向移动和转动，保证其位置稳定，所述引脚向外延伸与放大电路连接。

进一步，还包括压板，所述压板连接在主腔体的主腔室开口端，将椭球反射镜固定在主腔室内。压板与主腔室的连接面上设有密封件进行密封。

一种粉尘浓度检测检测方法，包括上述的传感器，还包括以下步骤：

S1：根据传感器的检测精度预先设置传感器的电压阈值范围，并将电压阈值范围存储在处理器中；

S2：将采集粉尘浓度信息的光电二极管输出的电流信号范围分为至少两个区间，并且给每个区间匹配一个放大电阻，使每个区间内的电流经过电阻后形成的电压信号均在预设的电压阈值范围内；

其中，光电二极管输出的电流信号是由外部发尘装置决定的，输出多大电流由其粉尘浓度决定，因此，电流信号范围是根据现场粉尘浓度以及经验进行确定，然后结合传感器的其他硬件结构的参数，划分电流信号的区间；电流信号的区间为连续变化的，相邻区间之间可以不存在重叠，也可以存在重叠。

S3：进行粉尘浓度检测时，通过处理器选择任意一个放大电阻作为初始放大电阻，当处理器接收到粉尘浓度的电压信号后，将该电压信号与预设的电压阈值范围进行比较，当电压信号在电压阈值范围内时，则继续在初始放大电阻下进行浓度检测，实现浓度值的输出；当电压信号不在电压阈值范围内时，则通过处理器控制程控开关自动选择合适的放大电阻，然后再次判断电压信号是否在电压阈值范围内，直到电压信号在电压阈值范围内时，通过处理器将电压转化为浓度值输出。

具体判断及调整原理：放大电阻R1~R8的阻值不等，是通过处理器程序判断哪个电阻进行通断。假如说测低浓度时，选择大电阻进行放大，测高浓度选择小电阻进行放大。处理器内部设置电压阈值范围，因为不同浓度信号转化的电压大小值不同，通过处理器内部设置的电压区间自动控制程控开关输出通道的通断，进而选择哪个放大电阻进行导通。

本发明的有益效果是：

1、本传感器在工作时，激光光源发出的光束经柱面镜整形之后形成聚焦光束，待测气体经过聚焦光束发生散射，经椭球镜反射聚焦于光电二极管，实现光电信号的转化。本发明具有结构简单，易维护，光能利用率高等优点，可实现高效过滤条件下的低浓度测试。

2、本传感器通过电压阈值反馈调节判定的方式，实现高精度宽量程浓度测量，减小现有技术中存在浓度值波动太大的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的一些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的传感器原理示意图。

图2是本发明的信号处理单元的原理示意图。

图3是本发明的传感器的主视结构示意图。

图4是传感器的立体结构示意图（不含出气嘴的下游结构）。

图5是传感器的立体结构示意图（不含出气嘴的下游结构）。

图6是本发明的传感器的后视结构示意图（不含出气嘴的下游结构）。

图7是图6中A-A的剖面结构示意图。

图8是图6中B-B的剖面结构示意图。

图9是光电二极管的结构示意图。

图10是椭球反射镜的结构示意图。

图11是光陷阱组件的结构示意图。

图12是现有技术中球面反射镜散射光线收集示意图。

图13是本发明椭球反射镜散射光线收集示意图。

图中：1-气体采样单元，11-进气组件，111-进气嘴，112-进气嘴底座，12-出气嘴，13-气泵，14-流量计，15-过滤器，16-气管，2-光电转换单元，21-激光光源，22-柱面镜，23-安装座，24-椭球反射镜，241-进气孔，242-出气孔，243 -消光孔，244-光阑孔，24＇-球面反射镜，25-光陷阱组件，251-光陷阱底座，252-光陷阱顶盖，253-中性密度片，26-光电二极管，261-本体，262-引脚，263-凸起，27-二极管固定套，3-信号处理单元，4-主腔体，41-主腔室，5-压板，6-光敏区域中心，7-密封圈。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明的一种光散射粉尘浓度检测传感器，包括气体采样单元1、光电转换单元2、信号处理单元3和主腔体4，其中，主腔体4整体进行发黑处理，内设有主腔室41，主腔室41的一部分用于容纳光电转换单元2中的椭球反射镜24，产生光散射，实现浓度检测，一部分用于容纳进入的气体，实现一定的缓冲，能够使待检测气体均匀分布在椭球反射镜24的内腔中；气体采样单元1用于采集粉尘浓度待检测区域的空气，并且使空气流经光电转换单元2的检测光路；光电转换单元2用于产生检测光路，并将检测光路中含有粉尘浓度信息的光信号转换为电信号输出至信号处理单元3；信号处理单元3对电信号进行放大、滤波、模数转化、阈值分析后输出粉尘浓度信息以及控制信息。

如图2所示，信号处理单元3包括程控开关、放大电路、滤波电路、模数转化电路以及处理器，程控开关的作用是将微弱电流信号有目的的、可控的进行放大，使得满足模数转化电路可处理电压级别范围；程控开关一端连接处理器，另一端不同节点连接不同阻值电阻，程控开关由处理器内部程序判定实现放大电路中电阻的自动通断。因不同浓度对应不同强度的电信号，设定浓度电压值，通过处理器程序控制的方式判断数值电压是否在预先设定电压阈值范围之内。若是，实现浓度值的输出；若否，自动选择模拟电路放大电阻，再次进行判定，直到读取电压值处于预先设定范围之内，将电压转化为浓度值输出。

本实施例中程控开关采用AD7501多路模拟开关，具有8个输入通道；放大电路包括运算放大器U4和8个阻值不同的放大电阻，即R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8，8个放大电阻并联后一端连接至运算放大器U4的反向输入端，8个放大电阻的另一端分别与8个输入通道一一对应连接，实现8个不同放大倍数；程控开关的输出端连接至运算放大器U4的输出端；则运算放大器U4输出的电压信号V_out=I*R _i ，其中，i为1,2,3……8；I为光电二极管26输出的电流值；R _i 为放大电阻的阻值。

程控开关的选通信号端与处理器连接。处理器输出放大倍数调节信号到程控开关的选通信号端，通过控制程控开关输入通道的通断，来改变接入放大电路的放大电阻，从而实现放大倍数的调整。

滤波电路包括运算放大器U3、电容C1和C2、电阻R9和R10，运算放大器U3的反向输入端直接连接至其输出端，运算放大器U4的输出端依次串接电阻R9和R10后连接至运算放大器U3的正向输入端，电容C1一端连接电阻R9和R10的公共端，另一端连接至运算放大器U3的输出端，且运算放大器U3的正向输入端经电容C2后接地。通过运算放大器U3，电容C1、C2实现信号的滤波作用。

作为优选，处理器采用STM32F1系列单片机，运算放大器U3采用零温漂高精度运算放大器OPA734，运算放大器U4采用高性能运算放大器AD8065，模数转化电路可以采用外置的模数转化芯片，也可以采用处理器自带的模数转化模块。

如图3-图5所示，气体采样单元1包括进气组件11、出气组件、气泵13、流量计14和过滤器15，其中，进气组件11如图7所示，包括进气嘴111和进气嘴底座112，进气嘴111与进气嘴底座112内外螺纹连接，进气嘴111通过进气嘴底座112安装在主腔体4上；出气组件包括出气嘴12。进气嘴111和出气嘴12对称分布于椭球反射镜24的两侧，且出气嘴12口径大于进气嘴111口径，避免腔体内发生气体紊流；出气嘴12通过气管16与气泵13一端连接，另一端经过滤器15排入空气中，气泵13与流量计14导线连接，实现气泵13流量的精确控制。

如图8所示，光电转换单元2包括光源组件、椭球反射镜24、光陷阱组件25和光电二极管26，其中，光源组件包括激光光源21、柱面镜22和安装座23，本实施例中激光光源21选用20mw的点状激光模组，该光源可出射准直光束。柱面镜22用于调节激光光源21出射光束的光斑形状。安装座23是点状激光模组和柱面镜22的连接固定装置，内设有通过隔板分隔的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室之间通过隔板上开设的光孔连通，柱面镜22安装在第一腔室内，点状激光模组安装在第二腔室内，所述点状激光模组和柱面镜22通过安装座23安装在主腔体4上，且点状激光模组与柱面镜22同轴设置并位于柱面镜22的外侧，安装座23与主腔体4的连接面上设有密封件。

如图9所示，光电二极管26包括本体261以及与本体261连接的三个引脚262，所述本体261通过二极管固定套27安装在主腔体4内，且本体261的外缘设有向外凸出的凸起263，凸起263限制光电二极管26轴向移动和转动，保证其位置稳定，所述引脚262向外延伸与放大电路连接。光电二极管26选用的是PIN型高灵敏度光电二极管。

如图10所示，椭球反射镜24内部镀有高反射率薄膜，且四周设有四个方位孔，分别为进气孔241、出气孔242、消光孔243和光阑孔244，其表面均发黑处理，防止杂散光线产生干扰。进气孔241和出气孔242相对设置形成气流通道，消光孔243和光阑孔244相对设置形成检测光路，且气流通道与检测光路交叉设置，本发明中气流通道与检测光路之间呈90°设置，椭球反射镜24内部具有光敏区域中心6，光敏区域中心6是激光光源21发出的光束经柱面镜22之后前进方向上与气流运动轴线方向上相交的区域；所述光电二极管26设置在椭球反射镜24的出光方向，且光电二极管26的光信号接收端正对椭球反射镜24的光敏区域中心6，用于检测散射的光信号。

光陷阱组件25包括光陷阱底座251、光陷阱顶盖252和中性密度片253，光陷阱底座251、光陷阱顶盖252表面均进行发黑处理，所述光陷阱底座251一端与主腔体4连接，且光陷阱底座251与主腔体4之间的连接面上设有密封件，所述光陷阱底座251另一端向外延伸且端部开口盖设光陷阱顶盖252，所述中性密度片253固定在光陷阱顶盖252的底部，如图11所示，具体的中性密度片253通过胶粘的方式固定在光陷阱顶盖252上，且中性密度片253与光陷阱顶盖252的底面呈一定的倾斜角度。

为了保证高效过滤粉尘浓度检测传感器各个部件连接的可靠性，且保证传感器腔体的密封性，各部件连接处均设有连接螺纹和O形密封圈7作为密封件。进气嘴111连接头设有与腔体适配螺纹以及O形密封圈7；出气嘴12连接头设有与腔体适配螺纹和 O形密封圈7；柱面镜22的安装座23与主腔体4通过螺丝固定且装有O形密封圈7；消光孔243与主腔体4连接处设有适配螺纹以及O形密封圈7。

如图12所示，现有技术中的反射镜为球面反射镜24'，散射光线收集效率较低，无法对高效过滤下的低浓度进行有效测量。

如图13所示，本实施例中的的反射结构为椭球反射镜24，其二维椭圆方程长半轴为 18mm，短半轴为 12mm，经水平线旋转 360°即可得到该结构。该方案的实现可大大增加散射光线收集效率，使得在高效过滤条件下完成低浓度检测。椭球反射镜24外边缘为方形结构，可拆卸，这样可方便生产人员快速确认所对应的方位空，本实施例腔体上部开有卡位槽，采用压板5压紧的方式将椭球反射镜24固定于腔体内部。

工作原理：

本实施例传感器工作分为气体采样单元1、光电转化单元以及信号处理单元3三个单元。

气体采样单元1工作过程：在气泵13的作用下经流量计14控制，将外界待测气体由进气嘴111按固定流量抽入传感器内部，进入光敏区域中心6，经出气嘴12排出主腔体4外部。

光电转化单元工作过程：点状激光模组发出的准直光束，沿着柱面镜22的方向前进，经柱面镜22汇聚成聚焦光束于光敏区域中心6，进入光陷阱组件25；待测气体经光敏区域中心6时，聚焦光束照射到待测气体中的尘埃颗粒上，发生光学散射，一极少部分散射光线会直接折射进入光电二极管26，另一绝大部分散射光线会经椭球反射镜24反射后，使散射光线聚焦于光电二极管26；光电二极管26将光信号转化为电流信号。

信号处理单元3工作过程：光电二极管26输出的电流信号经运算放大电路放大转化后输出电压信号，电压信号再经过滤波电路滤除噪声，成为有效且可处理的电压信号。程控开关连接不同阻值大小电阻，处理器内部存有电压阈值范围，处理器将电压信号进行处理输出粉尘浓度，

当所测浓度电压值高于（低于）电压阈值上限（下限），软件程序自动跳选模拟开关的通断，进而选择适应于电压阈值范围的阻值，通过自适应调节实现高效过滤条件下低浓度精确放大，以实现粉尘浓度的计算。所放大的模拟电压信号经模数转化模块转化为处理器可处理的数字电压信号，实现浓度值的输出。本发明稳定性强、测量精度高，可广泛应用于呼吸性粉尘检测领域，特别是针对高效过滤条件下的口罩测试台等工业部门。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：包括主腔体以及连接在主腔体上的气体采样单元、光电转换单元和信号处理单元，其中，信号处理单元包括程控开关、放大电路、滤波电路、模数转化电路以及处理器，所述放大电路的输入端与光电转换单元连接，放大电路的输出端依次连接滤波电路、模数转化电路以及处理器，使光电转换单元输出的含有粉尘浓度信息的电信号依次经过放大电路、滤波电路和模数转化电路处理后送至处理器；所述处理器根据接收到的粉尘浓度信息给程控开关提供实现放大倍数调节的控制信号；所述程控开关的输入端连接处理器，并接收处理器输出的控制信号，程控开关的输出端连接至放大电路，用于根据控制信号调节放大电路的放大倍数。

2.如权利要求1所述的光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：所述放大电路包括运算放大器U4和至少两个阻值不同的放大电阻，所述放大电阻并联后一端连接至运算放大器U4的反向输入端，另一端经过程控开关连接至运算放大器U4的输出端；所述程控开关的输入通道数量大于等于放大电阻的个数，且放大电阻与程控开关的输入通道一一对应连接，所述程控开关的选通信号端与处理器连接。

3.如权利要求1所述的光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：所述气体采样单元包括进气组件、出气组件和气泵，所述进气组件包括进气嘴和进气嘴底座，所述进气嘴通过进气嘴底座安装在主腔体上，且进气嘴底座与主腔体的之间的连接面上设有密封件，所述出气组件包括出气嘴，进气嘴和出气嘴对称分布于主腔体两侧，且均与光电转换单元的光敏区域连通，所述出气嘴通过气管连接气泵，且所述气泵下游的气管上还设有流量计和过滤器。

4.如权利要求3所述的光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：所述出气嘴口径大于进气嘴口径。

5.如权利要求1所述的光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：所述光电转换单元包括光源组件、椭球反射镜、光陷阱组件和光电二极管，其中，椭球反射镜的侧壁上设有进气孔、出气孔、消光孔和光阑孔，且进气孔和出气孔相对设置形成气流通道，消光孔和光阑孔相对设置形成检测光路，且气流通道与检测光路交叉设置，所述光电二极管设置在椭球反射镜的出光方向，且光电二极管的光信号接收端正对椭球反射镜的光敏区域中心，用于检测散射的光信号。

6.如权利要求5所述的光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：所述光源组件包括激光光源、柱面镜和安装座，安装座内设有通过隔板分隔的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室之间通过隔板上开设的光孔连通，柱面镜安装在第一腔室内，激光光源安装在第二腔室内，所述激光光源和柱面镜通过安装座安装在主腔体上，且激光光源与柱面镜同轴设置并位于柱面镜的外侧，安装座与主腔体的连接面上设有密封件。

7.如权利要求5所述的光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：所述光陷阱组件包括光陷阱底座、光陷阱顶盖和中性密度片，所述光陷阱底座一端与主腔体连接，所述光陷阱底座另一端向外延伸且端部开口盖设光陷阱顶盖，所述中性密度片固定在光陷阱顶盖的底部。

8.如权利要求5所述的光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：所述光电二极管包括本体以及与本体连接的引脚，所述本体通过二极管固定套安装在主腔体内，且本体的外缘设有向外凸出的凸起，所述引脚向外延伸与放大电路连接。

9.如权利要求1所述的光散射粉尘浓度检测传感器，其特征在于：还包括压板，所述压板连接在主腔体的主腔室开口端，将椭球反射镜固定在主腔室内。

10.一种粉尘浓度检测方法，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的传感器，还包括以下步骤：

S1：根据传感器的检测精度预先设置传感器的电压阈值范围，并将电压阈值范围存储在处理器中；

S2：将采集粉尘浓度信息的光电二极管输出的电流信号范围分为至少两个区间，并且给每个区间匹配一个放大电阻，使每个区间内的电流经过电阻后形成的电压信号均在预设的电压阈值范围内；

S3：进行粉尘浓度检测时，通过处理器选择任意一个放大电阻作为初始放大电阻，当处理器接收到粉尘浓度的电压信号后，将该电压信号与预设的电压阈值范围进行比较，当电压信号在电压阈值范围内时，则继续在初始放大电阻下进行浓度检测，实现浓度值的输出；当电压信号不在电压阈值范围内时，则通过处理器控制程控开关自动选择合适的放大电阻，然后再次判断电压信号是否在电压阈值范围内，直到电压信号在电压阈值范围内时，通过处理器将电压转化为浓度值输出。

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