低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，属于颗粒物检测的技术领域。
【背景技术】
[0002]在环保领域，颗粒物在线监测仪器的数据准确性至关重要，它是评价污染源治理设施治理效果的唯一指标；目前国内的主流产品是直插式后散射激光颗粒物测试仪，然而，这种颗粒物在线测仪器的数据准确性却受到如:烟尘湿度、颗粒物粒径等多种因素的影响，导致其测量精度低，测量误差大。
[0003]具体体现在原有的颗粒物测试仪测试电路中:
电源部分的电源噪声大、一般为10mV，且只能用24V供电，开机时间长了，容易导致电源发烫;模拟电路部分，一般采用普通放大器作为放大和滤波，由于电路对光电二极管信号的放大倍数要求很大，造成了较大的温度漂移和时间漂移；电流输出电路部分，一般采用普通的“放大器+三极管”进行电流输出，输出的电流线性度差。
[0004]综上，原有的颗粒物在线测试仪仅适合测试高浓度的颗粒物，不适合测试低浓度颗粒物，因此，一种能够对低浓度颗粒物进行在线测试的测试仪就显得尤为重要。
【发明内容】
[0005]本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为:提供一种测试精度高、测试误差小的低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，包括:电源电路板、模拟电路板和数字电路板，所述电源电路板用于给模拟电路板和数字电路板提供电源;所述模拟电路板包括:激光器、激光器发光电路和信号调理电路，所述数字电路板包括主控电路、电压-电流转换电路和通信电路，所述激光器发光电路、信号调理电路、电压-电流转换电路和通信电路分别与所述主控电路相连;所述激光器发光电路接收主控电路发来的控制激光器发光指令，并将激光器发射的激光信号转换为电流信号发回至主控电路，所述激光器发射的激光信号照射至被测颗粒物后产生光散射信号;所述信号调理电路接收光散射信号，并根据主控电路发来的信号调理指令，对接收的光散射信号进行信号放大及增益调整;所述主控电路接收信号调理电路发来的调整后的光散射信号，将该调整后的光散射信号转换为被测颗粒物的浓度电压信号，并将该浓度电压信号发送至电压-电流转换电路进行电流转换后输出。
[0007]优选地，所述电源电路板包括开关电路、稳压电路和电源极性转换电路，所述开关电路分别与所述稳压电路和电源极性转换电路相连，所述稳压电路与电源电路板的5V电压输出端子Al，以及电源电路板的3.2V电压输出端子A2相连，所述电源极性转换电路与电源电路板的485-5V电压输出端子A3，以及电源电路板的-5V电压输出端子A4相连。
[0008]所述激光器发光电路的电路结构为:包括:激光驱动芯片ICl，所述激光驱动芯片ICl的负极端KLD与电阻Rl的一端相连，所述电阻Rl的另一端并接电容Cl的一端后与激光器的负极相连，所述激光驱动芯片ICl的正极监视端AMD与激光器的正极相连，所述激光驱动芯片ICl的输入端IN串接电阻R2后与主控电路的控制信号输出端PWM-1相连，所述激光驱动芯片ICl的电源端VCC并接电容C2的一端、电容C3的一端后与电源电路板的5V电压输出端子Al相连，所述电容C2的另一端并接电容C3的另一端后接地，所述激光驱动芯片ICl的看门狗端CWD串接电容C4后与电容C5的一端、电容R3的一端连接后接地，所述电容C5的另一端与激光驱动芯片ICl的功率控制端Cl相连，所述电阻R3的另一端与激光驱动芯片ICl的参考电流输入端ISET端相连;所述电容Cl的另一端并接电阻R4的一端、激光器的公共端、放大器IC2的输入负端IN-，所述电阻R4的另一端并接电源电路板的5V电压输出端子Al、放大器IC2的输入正端IN+，所述放大器IC2的接地端GND接地，所述放大器IC2的输出端OUT与放大器IC3的正输入端相连，所述放大器IC3的负输入端并接放大器IC3的输出端后与主控电路的激光电流输入端LS-1相连，所述放大器IC3的电源负端V-接地，所述放大器IC3的电源正端V+并接电容C6的一端、电源电路板的3.2V电压输出端子A2，所述电容C6的另一端接地。
[0009]优选地，所述信号调理电路包括依次连接的压降电路和增益调整电路，所述压降电路分别与所述电源电路板的3.2V电压输出端子A2，以及电源电路板的-5V电压输出端子A4相连，所述压降电路的电压正输出端子BI输出2.5V电压，所述压降电路的电压负输出端子B2输出-2.5V电压。
[0010]所述增益调整电路的电路结构为:包括:光接收二极管Dl，所述光接收二极管Dl的正极接地，所述光接收二极管Dl的负极并接放大器IC21的输入负端后与电阻R21的一端、电容C21的一端相连，所述电阻R21的另一端并接电容C21的另一端后与电容C21的另一端、电容C2 3的一端、放大器IC21的输出端OUT相连，所述放大器IC21的电源正端V+并接电容C2 2的一端后与压降电路的电压正输出端子BI相连，所述电容C22的另一端接地，所述放大器IC21的电源负端V-并接电容C24的一端后与压降电路的电压负输出端子B2相连，所述电容C24的另一端接地，所述放大器IC21的输入正端接地;所述电容C23的另一端并接电阻R22的一端后与电阻R23的一端相连，所述电阻R22的另一端接地，所述电阻R23的另一端并接电阻R25的一端后与放大器IC22的负输入端相连，所述电阻R25的另一端并接可调电阻R26的一端和可调电阻R26的滑动端，所述可调电阻R26的另一端并接放大器IC22的输出端后与单刀双掷开关Kl的输入端S2B、单刀双掷开关Kl的输入端SlA相连，所述放大器IC22的电源正端V+并接电容C26的一端后与压降电路的电压正输出端子BI相连，所述电容C26的另一端接地，所述放大器IC22的电源负端V-并接电容C25的一端后与压降电路的电压负输出端子B2相连，所述电容C25的另一端接地，所述放大器IC21的输入正端串接电阻R24后接地;所述单刀双掷开关Kl的输入端S2A并接单刀双掷开关Kl的输入端S3B、输入端D3、输入端S3A、低电平使能端EN后接地，所述单刀双掷开关Kl的电源端VSS并接电容C30后与压降电路的电压负输出端子B2相连，所述电容C30的另一端并接单刀双掷开关Kl的接地端GND后接地，所述单刀双掷开关Kl的控制端AO并接控制端Al后与电阻R31的一端、主控电路的控制信号输出端SYNC相连，所述电阻R31的另一端与压降电路的电压正输出端子BI相连，所述单刀双掷开关Kl的控制端A2并接输入端SlB后接地，所述单刀双掷开关Kl的电源端VDD并接电容C31的一端后与压降电路的电压正输出端子BI相连，所述电容C31的另一端接地，所述单刀双掷开关Kl的输出端D2串接电阻R32后并接电阻R34的一端、放大器IC31的输入负端，所述电阻R34的另一端并接放大器IC31的输出端后与电阻R36的一端相连，所述放大器IC31的输入正端并接电阻R35的一端后与电阻R33的一端相连，所述电阻R33的另一端与单刀双掷开关Kl的输出端Dl相连，所述电阻R35的另一端接地，所述放大器IC31的电源正端V+并接电容C33的一端后与压降电路的电压正输出端子BI相连，所述电容C33的另一端接地，所述放大器IC31的电源负端V-并接电容C32的一端后与压降电路的电压负输出端子B2相连，所述电容C32的另一端接地;所述电阻R36的另一端并接电阻R37的一端后与电容C34的一端相连，所述电阻R37的另一端并接电容C37的一端后与放大器132的输入正端相连，所述电容C37的另一端接地，所述放大器132的输入负端并接电阻R38的一端后与电阻R39的一端相连，所述电阻R38的另一端接地，所述电阻R39的另一端并接放大器132的输出端后与电容C34的另一端、主控电路的输入端SIGNAL相连，所述放大器IC32的电源正端V+并接电容C35的一端后与压降电路的电压正输出端子BI相连，所述电容C35的另一端接地，所述放大器IC32的电源负端V-并接电容C36的一端后与压降电路的电压负输出端子B2相连，所述电容C36的另一端接地。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1、本发明低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，使用时，通过激光器发光电路接收主控电路发来的控制激光器发光指令，并将激光器发射的激光信号转换为电流信号发回至主控电路，所述激光器发射的激光信号照射至被测颗粒物后产生光散射信号；所述信号调理电路接收光散射信号，并根据主控电路发来的信号调理指令，对接收的光散射信号进行信号放大及增益调整;所述主控电路接收信号调理电路发来的调整后的光散射信号，将该调整后的光散射信号转换为被测颗粒物的浓度电压信号，并将该浓度电压信号发送至电压-电流转换电路进行电流转换后输出；实现了对被测气体的颗粒物浓度检测，通过激光器发光电路和信号调理电路的信号处理，极大的避免了信号干扰造成的测量误差