一种信号处理装置及粒子计数器的制作方法

本发明涉及计数领域，特别是涉及一种信号处理装置及粒子计数器。

背景技术：

1、粒子计数器是一种检测流体例如环境气体中的粒子的数量、粒径大小及浓度分布的装置，通常利用粒子在光束中散射形成粒子的散射光，收集粒子的散射光将其转化为电流信号后进一步转化为电压信号，通过识别粒子对应的电压信号进而识别粒子的存在以及粒子的粒径大小范围，由于粒子多为微米级甚至亚微米级大小，导致粒子的散射光转化的电流信号极其微小，其转化放大形成的电压信号即粒子信号也很小，并且由于粒子信号与其粒径的三次方呈正向关系，为了实现粒子粒径的识别，需要将粒子信号进行差异性放大，然后与基准信号进行比较，最后再根据比较结果对粒子进行计数，为了确定不同粒径标准的粒子的数量(例如0.3微米级、0.5微米级、1微米级……10微米级粒径标准，这里0.3微米级粒径标准的粒子是指粒子的粒径大于等于0.3微米，依次类推)，常常追求最大程度的实现各种粒径粒子信号被精确放大以及精确识别，而信号放大的精确程度又取决于用于对其放大的放大模块的放大能力的精确性，过度的追求粒子信号的精确放大提升了对放大模块的性能要求及电路的复杂程度，造成不必要的资源浪费，增加电路负担和成本，且信号处理装置的结构越复杂，越会增加额外的杂波信号，使得计数模块的计数采集的精准度降低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种信号处理装置及粒子计数器，以实现各粒径标准的粒子的精确计数，并节约了成本，节约了资源，避免增加额外的杂波信号，提高了计数模块的计数采集的精准度。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种信号处理装置，包括:

3、放大模块、计数模块及n个电压比较器；

4、放大模块用于放大获取到的粒子信号，放大模块包括n条放大线路；其中，各条放大线路对粒子信号的放大倍率与对应的电压比较器预设通过粒子的粒径标准负相关；

5、计数模块包含n个计数通道，n条放大线路与n个电压比较器一一对应连接，n个计数通道与n个电压比较器一一对应连接，n为正整数；

6、电压比较器用于在放大后的粒子信号的电压值大于预设电压值时生成计数信号，并通过计数通道进行计数，其中，各电压比较器具有对应的预设电压值；

7、各条放大线路对粒子的粒径不大于对应连接的电压比较器预设通过粒子的粒径标准的粒子信号进行线性放大。

8、优选的，各条放大线路包括多个级联的运算放大器，当多条放大线路共用运算放大器时，共用的运算放大器对多条放大线路对应的电压比较器预设通过粒子的粒径标准中的最大值的粒子信号呈线性放大。

9、优选的，全部电压比较器的预设电压值中的最大值与全部电压比较器的预设电压值中的最小值的比值不大于3。

10、优选的，各电压比较器预设的通过粒子的粒径标准不尽相同。

11、优选的，还包括粒子光电转换模块和电流-电压转换模块；

12、粒子光电转换模块用于将粒子的光信号转化为电流信号；

13、电流-电压转换模块用于将电流信号转换为粒子的粒子信号，粒子信号为电压信号。

14、优选的，粒子光电转换模块包括光电倍增管、光电二极管。

15、优选的，电流-电压转换模块为跨阻放大器。

16、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种粒子计数器，包括上述信号处理装置。

17、本申请提供了一种信号处理装置及粒子计数器，包括放大模块、计数模块及n个电压比较器；放大模块用于放大获取到的粒子信号，放大模块包括n条放大线路；其中，各条放大线路对粒子信号的放大倍率与对应的电压比较器预设通过粒子的粒径标准负相关；计数模块包含n个计数通道，n条放大线路与n个电压比较器一一对应连接，n个计数通道与n个电压比较器一一对应连接n为正整数；电压比较器用于在放大后的粒子信号的电压值大于预设电压值时生成计数信号，通过自身对应的计数通道进行计数；计数模块用于根据计数信号确定各个计数通道采集的粒子数量。本申请通过设置n个电压比较器来连接计数模块需要采集的n个计数通道，各条放大线路对粒子的粒径不大于对应连接的电压比较器预设通过粒子的粒径标准的粒子信号进行线性放大，本申请基于各条放大线路对应的比较器预设通过粒子的粒径标准对每条放大线路对所接收到的粒子信号的需线性放大范围加以明确，使得每个计数通道对符合对应的电压比较器预设通过粒子的粒径标准的粒子能够实现精确计数，此外通过对每条放大线路对所接收到的粒子信号的需线性放大范围的明确，在满足上述实现对满足粒径标准精确计数的前提下，允许对应计数粒子的部分粒子信号非线性放大甚至于饱和放大，降低粒子计数器的功耗以及信号处理装置的发热情况，有利于简化信号处理装置的供电单元，以及降低信号处理装置引起的噪声信号使得计数结果更加精确，即节约了成本，节约了资源，避免增加额外的杂波信号，提高了计数模块的计数采集的精准度。

技术特征：

1.一种信号处理装置，其特征在于，包括:

2.如权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，各条所述放大线路包括多个级联的所述运算放大器，当多条所述放大线路共用所述运算放大器时，共用的所述运算放大器对多条所述放大线路对应的电压比较器预设通过所述粒子的所述粒径标准中的最大值的所述粒子信号呈线性放大。

3.如权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，全部所述电压比较器的所述预设电压值中的所述最大值与全部所述电压比较器的所述预设电压值中的最小值的比值不大于3。

4.如权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，各所述电压比较器预设的通过所述粒子的所述粒径标准不尽相同。

5.如权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，还包括粒子光电转换模块和电流-电压转换模块；

6.如权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，所述粒子光电转换模块包括光电倍增管、光电二极管。

7.如权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，所述电流-电压转换模块为跨阻放大器。

8.一种粒子计数器，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的信号处理装置。

技术总结
本发明公开了一种信号处理装置及粒子计数器，涉及计数领域。包括放大模块、计数模块及N个电压比较器；放大模块用于放大获取到的粒子信号；计数模块包含N个计数通道，N个计数通道对应的粒子的粒径不同，N为正整数电压比较器用于在放大后的粒子信号的电压值大于预设电压值时生成计数信号，通过自身对应的计数通道将计数信号输出至计数模块；计数模块用于根据计数信号确定各个计数通道采集的粒子数量。本申请通过设置N个电压比较器来连接计数模块需要采集的N个计数通道，仅采集计数模块需要的粒径的粒子，不需要额外设置采集其他粒径粒子的结构，节约了成本，节约了资源，避免增加额外的杂波信号，提高了计数模块的计数采集的精准度。

技术研发人员：王少永,朱洁,白海楠,刘超,惠旅锋
受保护的技术使用者：苏州苏信环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13