专利名称：亚微米气溶胶粒子谱分部自动采集系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动采集系统，特别是亚微米气溶胶粒子谱分部自动采集系统。
亚微米气溶胶光学计数器分析仪是美国TSI公司生产的仪器。它由3部分组成(1)气泵、(2)主机、(3)控制器。气泵和主机由气路相联、主机和控制器由电信号相联。它的功能是测量大气中气溶胶的浓度。测量范围从0.0032微米～1微米的颗粒物的含量。在此范围内又分10个档即0.0032、0.0056、0.010、0.0176、0.032、0.056、0.10、0.176、0.32、0.56、1，它们的单位是微米，每档代表不同粒子直径的浓度。
亚微米气溶胶光学计数器分析仪除提供整个尺度范围的总量外，还提供粒子浓度、表面积，以及每个尺度范围的体积。
根据粒子的光散射能力能够确定粒子的大小，并可以将不同尺度的粒子分别计数。由于每个粒子都独立地散射来自光源的光，散射光的强度与粒子大小有关。散射光被导光系统会聚并被导向电光探测器。每一个粒子散射光产生一个光电探测器输出脉冲。脉冲强度反应粒子大小，脉冲数目表示粒子数目。但是实际上我们不能测量和计算每一个脉冲，而只能将脉冲强度分成若干级，使之对应一个粒子尺度范围，每一个级别内的脉冲数目代表该尺度范围的粒子总数。
首先，亚微米气溶胶光学计数器分析仪通过气泵把室外要分析的气体抽到主机内部的反应室中。仪器通过控制器控制主机内部的高压源产生高压，对反应室内气体进行高压放电。测量不同直径颗粒物则产生不同的高压。放电后由接收器接收到一个微小电流，再传给放大器，对信号进行放大。放大后的信号传给显示器。显示器一方面显示由放大器传来的颗粒物浓度的模拟量，模拟量经控制器内部的模数转换器后，转换为数字量后，再由显示器显示颗粒物的浓度。另一方面则接收控制器在控制高压源的同时，传出的一个信号给显示器，这个信号就是对应某个通道要显示的那个直径的粒子信号。控制器上有11个控制灯，每个灯代表不同尺度范围的粒子总数的浓度。作为环境监测，我们需要24小时可收入气溶胶的资料，但仪器如果24小时连续工作，则仪器的寿命将严重减少，并且需要多人24小时轮班进行观测，作数据记录，一般来讲气溶胶变化较慢，作为分析颗粒物的变化每天的整点数就可以了，因此为了结省人力和记录更加准确，我们需要作一个自动控制系统，对仪器进行定点开机复位运行、取数，并定点关机。
本发明的目的是提供一种定点开机复位运行、取数和定点关机的控制气溶胶光学计数器分析仪的控制系统。
本发明的主要特点是包括气溶胶光学计数器分析仪，还包括CPU，所述CPU分别控制系统控制器、存储器和显示器，所述的的系统控制器分别控制气溶胶光学计数器分析仪的控制器和气泵、主机、显示器。
当控制系统运行使用后，它只要计算不断电的情况下，能够在几个月或几年的连续工作不用人来管，全部自动化，并且为解决文件过大问题，以一天一个文件名存储数据，到第二天自动换为另一个文件名。
图1是气溶胶光学计数器分析仪的示意图。
图2是气溶胶光学计数器分析仪和控制系统的示意图。
图3是系统控制器的示意图。
首先我们作一套控制系统包括软件和硬件，硬件包括控制器，它主要控制分析仪器气泵、主机、显示器的电源开关，另外控制气溶胶光学计数器分析仪分析仪的复位和定行，这样再监测气溶胶光学计数器分析仪分析仪的控制灯，当控制灯亮时读气溶胶浓度，并把它存入存储器中，现再对以上功能作一介绍1)CPU是中央处理器，主要控制、控制器、存储器和显示器及时钟系统，它要和软件一起处理各种情况，首先它要时实监视自己的时钟系统，每当到55分时向控制器发出工作命令，到10分时向控制器发出关闭气溶胶光学计数器分析仪分析仪器电源。如此这样一直到下个55分再做以上工作。
2)控制器当控制器接收到中央处理器命令后，它就依次做以下工作a)打开气溶胶光学计数器分析仪分析仪的气泵、主机和控制器电源；b)而后对气溶胶光学计数器分析仪分析仪的控制进行复位和运行命令；c)初始化后，则监测气溶胶光学计数器分析仪控制器的高压源的控制信号，当监视到等通讯控制灯亮时，则读气溶胶光学计数器分析仪分析仪上的进行放大后的模拟信号记录下，一直做到整点后的10分钟。这时控制器接到CPU发出的关闭仪器命令，控制器依次关闭控制器、主机和气泵电流。
3)存储器它接收CPU中央处理器传送过来的时间通讯号和气溶胶值。
4)显示器主要显示存储器记录下来的数据，以便观测人员在检查仪器是否正常比较直观。
所述的系统控制器主要由5部分组成1)CPU信号接收器；2)电源控制器；3)3030分析仪信号控制器；4)3030分析仪控制的状态接收器；5)A/D转换器。
CPU信号接收器主要负责接收中央处理器CPU的发送来的命令和传出命令。
电源控制器当接收到CPU信号接收器发送来的开关3030分析仪气泵、主机和控制器的电源时，起动控制电源开关。
信号控制器当接收到CPU信号接收器发送来的控制命令后，则对3030分析仪控制器进行复位和运行命令，而后3030分析仪则进行数据采集。
状态接收器当3030控制器上的通道控制器灯亮后，发出一控制信号给CPU信号接收器，CPU信号接收器收到信号后，给中央处理器CPU发送一个信号，这样中央处理器CPU就可以读数据了。A/D转换器当中央处理器CPU接收到4状态控制器的信号后，则通过A/D转达换器读3030分析仪的气溶胶浓度值，并对它进行模拟量转为数据量，并把它通过中央处理器送到存储器中，把气溶胶浓度值保存起来，以备以后分析。
权利要求
1.一种亚微米气溶胶粒子谱分部自动采集系统，包括气溶胶光学计数器分析仪，其特征在于包括CPU，所述CPU分别控制系统控制器、存储器和显示器，所述的的系统控制器分别控制气溶胶光学计数器分析仪的控制器和气泵、主机、显示器。
2.按权利要求1所述的采集系统，其特征在于所述的系统控制器包括由CPU控制的CPU信号接收器，所数CPU信号控制器接收中央处理器CPU发送的命令和传出命令；CPU信号接收器分别控制分析仪气泵和控制器，启动控制电源的开关；连接在CPU信号接收器和分析仪控制器之间的信号控制器对分析仪控制器发出复位和运行命令，分析仪开始数据采集；状态接收控制器连接在CPU信号接收器和分析仪控制器之间，用于控制中央处理器读取信号；A/D转换器连接在分析仪控制器和中央处理器CPU之间，用于把分析仪读取的气溶胶浓度值转换成为数字量。
全文摘要
一种亚微米气溶胶粒子谱分部自动采集系统,包括气溶胶光学计数器分析仪,还包括CPU,所述CPU分别控制系统控制器、存储器和显示器,所述的的系统控制器分别控制气溶胶光学计数器分析仪的控制器和气泵、主机、显示器。当控制系统运行使用后,它只要计算不断电的情况下,能够在几个月或几年的连续工作不用人来管,全部自动化,并且为解决文件过大问题,以一天一个文件名存储数据,到第二天自动换为另一个文件名。
文档编号G01N1/22GK1368633SQ0110266
公开日2002年9月11日 申请日期2001年2月7日 优先权日2001年2月7日
发明者王明星, 张仁键, 石立庆 申请人:中国科学院大气物理研究所