CN202994624U

CN202994624U - 一种颗粒计数器采用的计数系统

Info

Publication number: CN202994624U
Application number: CN 201220664566
Authority: CN
Inventors: 梁凤飞; 孙吉勇; 沈伟栋; 周大农; 唐红阳
Original assignee: Jiangsu Sujing Group Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Sujing Group Co Ltd
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-12-06

Abstract

本实用新型涉及一种颗粒计数器采用的计数系统，包括一比较电路、一计数电路；比较电路的一个输入端与信号处理电路的输出端相连接，比较电路的另一个输入端与参考电压相连接；比较电路将经信号处理电路处理后的信号与参考电压相比较并输出脉宽与颗粒的粒径相对应的脉冲信号；计数电路包括输入端与比较电路的输出端相连接并对脉冲信号进行整形的脉冲整形单元、输入端与脉冲整形单元的输出端相连接的可编程逻辑控制单元；可编程逻辑控制单元根据经脉冲整形单元整形后的脉冲信号判断颗粒的粒径并计数。本实用新型优化了系统结构，提高了计数系统的分辨率，且降低了系统成本及功耗，并提高了计数系统的可靠性、稳定性及抗干扰性。

Description

一种颗粒计数器采用的计数系统

技术领域

本实用新型涉及一种颗粒计数器，具体地说，涉及一种基于光散射远离的颗粒计数器，尤其是该颗粒计数器所采用的计数系统。

背景技术

目前的颗粒计数系统均采用单个通道只能针对单一粒径颗粒进行计数，若要同时针对多种粒径颗粒进行计数，则需要多个单通道颗粒计数器，然后将每个计数器数值进行汇总，以此实现同时测试多种粒径颗粒。参见附图1所示，所述多通道颗粒计数系统是由传感器101、信号处理电路102、多通道计数系统107、微处理器（MCU）106等构成，传感器101基于光散射原理工作，由半导体激光器、光学透镜组、样品池及光电二极管等组成，用于将经过样品池的颗粒粒径大小转换为对应的微弱电流信号。信号处理电路102由前置放大电路、二级放大电路、低通滤波电路、电压跟随电路及激光驱动电路组成，实现激光驱动及微弱光电信号处理，以达到后续计数系统能够处理的信号。多通道计数系统107是由多个单通道计数系统108组成，实现多个颗粒粒径的同时检测。每个单通道技术系统包括比较器103、计数电路104及提供参考电压的DAC电路105构成。该系统存在的缺陷是，由于采用的是预先设置粒径大小，因此在进行多通道同时测试时，粒径不可更改，且需要相同数目的比较器103、计数电路104及DAC电路105，其在计数时，参见附图2所示，经传感器101及信号处理电路102产生脉冲信号201、202，由于其预设粒径大小，即设置了两个信号幅度的基准值203、204，因此，脉冲信号经过比较器103后转换为脉冲高度及宽度相同的脉冲信号205、206，计数电路104再根据该脉冲信号进行计数。该电路系统复杂，芯片成本高，对MCU端口数量及速度要求较高，耗电量较大，尤其PCB电路板面积较大，针对便携式颗粒计数更为不利，严重制约颗粒计数器向微型化、便携化方向发展。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电路结构简单、分辨率可调且稳定性、可靠性、抗干扰性较高的颗粒计数器采用的计数系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种颗粒计数器采用的计数系统，用于判断颗粒的粒径大小并计数，其设置于颗粒计数器中，所述的颗粒计数器包括传感器、与所述的传感器相连接并将所述的传感器输出的信号处理为适应后续系统需求的信号的信号处理电路，所述的计数系统包括

一比较电路，所述的比较电路的一个输入端与所述的信号处理电路的输出端相连接，所述的比较电路的另一个输入端与参考电压相连接；所述的比较电路将经所述的信号处理电路处理后的信号与所述的参考电压相比较并输出脉宽与所述的颗粒的粒径相对应的脉冲信号；

一计数电路，所述的计数电路包括输入端与所述的比较电路的输出端相连接并对所述的脉冲信号进行整形的脉冲整形单元、输入端与所述的脉冲整形单元的输出端相连接的可编程逻辑控制单元；所述的可编程逻辑控制单元根据经所述的脉冲整形单元整形后的脉冲信号判断所述的颗粒的粒径并计数。

优选的，所述的可编程逻辑控制单元的输出端连接有微控制器。

优选的，所述的微控制器的输出端连接有DAC转换电路，所述的DAC转换电路的输出端与所述的比较电路相连接，所述的微控制器与所述的DAC转换电路构成参考电压预置电路并为所述的比较电路提供所述的参考电压。

优选的，所述的脉冲整形单元包括单稳态触发器。

优选的，所述的可编程逻辑控制单元连接有为其提供时钟信号的晶振。

本实用新型工作原理是：传感器根据颗粒的大小及个数产生相应的微弱的电流信号，该电流信号经过信号处理电路处理后成为适应后续系统需求的信号并传输至计数系统中。上述信号首先在比较电路中与参考电压相比较并由比较电路输出矩形脉冲信号，该矩形脉冲信号的脉宽随颗粒的粒径的大小而变化。然后该矩形脉冲信号经脉冲整形单元进行标准化后输入可编程逻辑控制单元，可编程逻辑控制单元则根据标准化后的脉冲信号的脉宽及脉冲个数判断颗粒的粒径并统计颗粒的个数。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型采用可编程逻辑控制单元来判断颗粒的粒径和个数，只需单个参考电压及单套计数系统即可完成对多种颗粒的同时检测，电路系统结构优化，提高了计数系统的分辨率。同时，该计数系统缩减了PCB面积，降低了系统成本及功耗，并提高了计数系统的可靠性、稳定性及抗干扰性，对颗粒计数器系统的微型化、便携化提供了有力的保证。

附图说明

附图1为现有技术中的颗粒计数器的系统框图。

附图2为现有技术中的颗粒计数器的信号转变图。

附图3为本实用新型的颗粒计数器的系统框图。

附图4为本实用新型的颗粒计数器的检测窗口的示意图。

附图5为本实用新型的颗粒计数器的信号转变图。

以上附图中：101、传感器；102、信号处理电路；103、比较器；104、计数电路；105、DAC电路；106、微处理器；107、多通道计数系统；108、单通道计数系统；

201、脉冲信号；202、脉冲信号；203、基准值；204、基准值；；205、脉冲信号；206、脉冲信号；

301、传感器；302、信号处理电路；303、比较电路；304、单稳态触发器；305、晶振；306、可编程逻辑控制单元；307、微控制器；308、DAC转换电路；309、计数系统；

401、检测窗口；402、颗粒；403、颗粒；

501、脉冲信号；502、脉冲信号；503、参考电压；504、标准矩形脉冲信号；505、标准矩形脉冲信号。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一：参见附图3所示。

一种颗粒计数器采用的计数系统，用于判断颗粒的粒径大小并计数，其设置于颗粒计数器中。颗粒计数器包括传感器301、与传感器301相连接并将传感器301输出的信号处理为适应后续系统需求的信号的信号处理电路302。

计数系统309包括一比较电路303和一计数电路。

比较电路303的一个输入端与信号处理电路302的输出端相连接，比较电路303的另一个输入端与参考电压相连接。比较电路303将经信号处理电路302处理后的信号与参考电压相比较并输出脉宽与颗粒的粒径相对应的脉冲信号。

计数电路包括输入端与比较电路303的输出端相连接并对脉冲信号进行整形的脉冲整形单元、输入端与脉冲整形单元的输出端相连接的可编程逻辑控制单元306。可编程逻辑控制单元306根据经脉冲整形单元整形后的脉冲信号判断颗粒的粒径并计数。

具体地说，传感器301是由激光器、检测区域及光电接收器组成，其根据光散射原理将颗粒粒径转变为电流信号大小。信号处理电路302由信号放大电路、激光器驱动电路及滤波电路组成，其将传感器301输出的电流信号进行处理，以达到后续系统的需求。

比较电路303的输入包括信号处理电路302输出的模拟信号和参考电压，其输出为矩形脉冲信号，该矩形脉冲信号脉宽随颗粒粒径大小而变化。

脉冲整形单元包括单稳态触发器304。由比较电路303输出的矩形脉冲信号经单稳态触发器304进行标准化，以消除毛刺脉冲，增强系统的抗干扰能力及系统稳定性。

标准化后的矩形脉冲信号传输至可编程逻辑控制单元306中，可编程逻辑控制单元306连接有为其提供时钟信号的晶振305，且其输出端连接有微控制器307。可编程逻辑控制单元306通过计算矩形脉冲信号的脉宽及个数，以达到甄别颗粒粒径和统计颗粒个数的作用，并最终将不同颗粒的粒径及个数通过串口或并口传送至微控制器307中。微控制器307采用AVR MEG128，其作用是进行整个系统的控制，如步进电机、显示驱动及外设通讯等。此外比较电路303所需的参考电压的设置及计数器的校准等也必须通过微控制器307来实现。微控制器307的输出端连接有DAC转换电路308，DAC转换电路308的输出端与比较电路303相连接，微控制器307与DAC转换电路308构成参考电压预置电路并为比较电路303提供参考电压。该计数系统309的分辨率可通过可编程逻辑控制单元306进行倍频或分频来进行变化调节，即通过调整晶振305的频率来调整计数系统309的分辨率。

参见附图4和附图5所示，例如颗粒402、403经过传感器301的检测窗口401及信号处理电路302将产生脉冲高度及宽度不同的脉冲信号501、502。在本系统中只需要微控制器307经DAC转换电路308设置一个参考电压503赋予比较电路303，再经过单稳态触发器304后，将得到脉冲宽度不同的标准矩形脉冲信号504、505，此时即可采用可编程逻辑控制单元306根据脉冲宽度的不同对不同粒径的颗粒402、403实现甄别并分别进行计数。

综上所述，本计数系统309将多通道颗粒计数系统采用单个基准参考电压、单个比较电路及可编程逻辑控制单元来实现，而不需要多个基准电压、比较器及计数器装置，采用数字化设计，简化了模拟电路部分，具有结构简单、抗干扰能力强、稳定性好的特点。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种颗粒计数器采用的计数系统，用于判断颗粒的粒径大小并计数，其设置于颗粒计数器中，所述的颗粒计数器包括传感器、与所述的传感器相连接并将所述的传感器输出的信号处理为适应后续系统需求的信号的信号处理电路，其特征在于：所述的计数系统包括

2.根据权利要求1所述的一种颗粒计数器采用的计数系统，其特征在于：所述的可编程逻辑控制单元的输出端连接有微控制器。

3.根据权利要求2所述的一种颗粒计数器采用的计数系统，其特征在于：所述的微控制器的输出端连接有DAC转换电路，所述的DAC转换电路的输出端与所述的比较电路相连接，所述的微控制器与所述的DAC转换电路构成参考电压预置电路并为所述的比较电路提供所述的参考电压。

4.根据权利要求1所述的一种颗粒计数器采用的计数系统，其特征在于：所述的脉冲整形单元包括单稳态触发器。

5.根据权利要求1所述的一种颗粒计数器采用的计数系统，其特征在于：所述的可编程逻辑控制单元连接有为其提供时钟信号的晶振。