粉塵濃度的檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種粉塵濃度的檢測(cè)方法和一種粉 塵濃度的檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光粉塵濃度傳感器的檢測(cè)原理為激光從光探測(cè)器上方通過(guò)，由于激光方向性 好，光探測(cè)器接收不到光信號(hào)，當(dāng)采樣空氣經(jīng)過(guò)激光探測(cè)區(qū)時(shí)，空氣中的粉塵顆粒造成激光 散射，光探測(cè)器將接收到的光脈沖轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，電脈沖幅值與粉塵顆粒直徑相關(guān)，電 脈沖個(gè)數(shù)與粉塵顆粒濃度相關(guān)，因此，可以根據(jù)電脈沖幅值和個(gè)數(shù)來(lái)確定檢測(cè)到的粉塵顆 粒的種類(lèi)和濃度。
[0003] -般情況，若電脈沖單個(gè)出現(xiàn)，其脈沖判斷和幅值檢測(cè)較為簡(jiǎn)單。但是，當(dāng)兩個(gè)或 多個(gè)顆粒離得較近時(shí)，檢測(cè)到的電脈沖是兩個(gè)或多個(gè)脈沖交疊在一起的波形，能否準(zhǔn)確地 判斷出每個(gè)脈沖及其幅值，對(duì)粉塵濃度檢測(cè)的精度至關(guān)重要。
[0004] 因此，如何能夠準(zhǔn)確地判斷出每個(gè)脈沖及其幅值，以提高對(duì)粉塵濃度檢測(cè)的精度 成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0006] 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出了一種新的粉塵濃度的檢測(cè)方案，不僅可以有 效檢測(cè)單個(gè)脈沖形成的波形，更可以有效檢測(cè)兩個(gè)或多個(gè)脈沖交疊在一起的波形，進(jìn)而能 夠精確統(tǒng)計(jì)出不同顆粒物的個(gè)數(shù)，提高了對(duì)粉塵濃度檢測(cè)的精度。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實(shí)施例，提出了一種粉塵濃度的檢測(cè) 方法，包括：通過(guò)光探測(cè)裝置接收激光發(fā)射裝置發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)粉塵散射后的光脈沖信號(hào)， 并通過(guò)所述光探測(cè)裝置將所述光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)；對(duì)所述電脈沖信號(hào)進(jìn)行模數(shù) 轉(zhuǎn)換處理，以得到數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，消除所述數(shù)字信號(hào)中的隨 機(jī)噪聲，以得到濾波序列；檢測(cè)所述濾波序列中出現(xiàn)的極大值點(diǎn)，以確定所述濾波序列中出 現(xiàn)的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值；根據(jù)檢測(cè)到的所述濾波序列中的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值，以 及所述粉塵中不同顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖幅值范圍統(tǒng)計(jì)所述不同顆粒物的個(gè)數(shù)；根據(jù)所述不同 顆粒物的個(gè)數(shù)，計(jì)算所述不同顆粒物的濃度。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的粉塵濃度的檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)電脈沖信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處 理，對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理得到濾波序列，并通過(guò)檢測(cè)濾波序 列中出現(xiàn)的極大值點(diǎn)來(lái)確定濾波序列中出現(xiàn)的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值，進(jìn)而根據(jù)檢測(cè)到的 濾波序列中的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值，以及粉塵中不同顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖幅值范圍統(tǒng)計(jì)不 同顆粒物的個(gè)數(shù)，以計(jì)算不同顆粒物的濃度，使得不僅可以有效檢測(cè)單個(gè)脈沖形成的波形， 更可以有效檢測(cè)兩個(gè)或多個(gè)脈沖交疊在一起的波形，進(jìn)而能夠精確統(tǒng)計(jì)出不同顆粒物的個(gè) 數(shù)，提高了對(duì)粉塵濃度檢測(cè)的精度。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的粉塵濃度的檢測(cè)方法，還可以具有以下技術(shù)特征：
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)所述電脈沖信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的步驟，以及對(duì) 所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理的步驟，具體包括：根據(jù)所述粉塵中的顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖 信號(hào)的最小脈寬確定對(duì)所述電脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)的采樣周期和進(jìn)行數(shù)字濾波時(shí)的濾波 窗口寬度；根據(jù)確定的所述采樣周期對(duì)所述電脈沖信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；根據(jù)確定的所 述濾波窗口寬度對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的粉塵濃度的檢測(cè)方法，通過(guò)根據(jù)粉塵中顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖 信號(hào)的最小脈寬確定對(duì)電脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)的采樣周期，使得能夠避免在采樣時(shí)漏掉對(duì) 應(yīng)的脈寬較小的顆粒物所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，以提高粉塵濃度檢測(cè)的精度。而通過(guò)根據(jù)粉塵 中顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)的最小脈寬確定對(duì)電脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波時(shí)的濾波窗口寬度， 使得能夠有效濾除隨機(jī)噪聲，避免隨機(jī)噪聲的存在而影響檢測(cè)結(jié)果。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，檢測(cè)所述濾波序列中出現(xiàn)的極大值點(diǎn)，以確定所述濾 波序列中出現(xiàn)的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值的步驟，具體包括：
[0013] 計(jì)算所述濾波序列的一階差分，以得到差分值；若所述差分值的符號(hào)由正變?yōu)樨?fù)， 或所述差分值的符號(hào)由正變?yōu)榱闱矣闪阕優(yōu)樨?fù)，則確定所述濾波序列中出現(xiàn)了極大值點(diǎn)； 若確定所述濾波序列中出現(xiàn)了極大值點(diǎn)，則確定在所述濾波序列中檢測(cè)到了脈沖，并將所 述極大值點(diǎn)的極大值作為檢測(cè)到的脈沖對(duì)應(yīng)的脈沖幅值。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)檢測(cè)到的所述濾波序列中的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅 值，以及所述粉塵中不同顆粒物的直徑對(duì)應(yīng)的脈沖幅值范圍統(tǒng)計(jì)不同顆粒物的個(gè)數(shù)的步 驟，具體包括：若任一脈沖對(duì)應(yīng)的脈沖幅值大于所述數(shù)字信號(hào)中的隨機(jī)噪聲的最大值，且小 于任一顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖幅值范圍中的最大值，則將所述任一顆粒物的個(gè)數(shù)增加1，否則， 所述任一顆粒物的個(gè)數(shù)不變。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在對(duì)所述電脈沖信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的步驟之前， 還包括：對(duì)所述電脈沖信號(hào)進(jìn)行電壓放大處理；對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理的步驟 具體包括：通過(guò)滑動(dòng)平均濾波算法對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明第二方面的實(shí)施例，還提出了一種粉塵濃度的檢測(cè)系統(tǒng)，包括：激光發(fā) 射裝置，用于發(fā)射激光；光探測(cè)裝置，用于接收所述激光發(fā)射裝置發(fā)出的激光經(jīng)過(guò)粉塵散射 后的光脈沖信號(hào)，并將所述光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)所述電脈 沖信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，以得到數(shù)字信號(hào)；數(shù)字濾波單元，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字 濾波處理，消除所述數(shù)字信號(hào)中的隨機(jī)噪聲，以得到濾波序列；檢測(cè)單元，用于檢測(cè)所述濾 波序列中出現(xiàn)的極大值點(diǎn)，以確定所述濾波序列中出現(xiàn)的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值；統(tǒng)計(jì)單 元，用于根據(jù)所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述濾波序列中的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值，以及所述 粉塵中不同顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖幅值范圍統(tǒng)計(jì)所述不同顆粒物的個(gè)數(shù)；第一計(jì)算單元，用于 根據(jù)所述不同顆粒物的個(gè)數(shù)，計(jì)算所述不同顆粒物的濃度。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的粉塵濃度的檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)電脈沖信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處 理，對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理得到濾波序列，并通過(guò)檢測(cè)濾波序 列中出現(xiàn)的極大值點(diǎn)來(lái)確定濾波序列中出現(xiàn)的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值，進(jìn)而根據(jù)檢測(cè)到的 濾波序列中的脈沖和對(duì)應(yīng)的脈沖幅值，以及粉塵中不同顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖幅值范圍統(tǒng)計(jì)不 同顆粒物的個(gè)數(shù)，以計(jì)算不同顆粒物的濃度，使得不僅可以有效檢測(cè)單個(gè)脈沖形成的波形， 更可以有效檢測(cè)兩個(gè)或多個(gè)脈沖交疊在一起的波形，進(jìn)而能夠精確統(tǒng)計(jì)出不同顆粒物的個(gè) 數(shù)，提高了對(duì)粉塵濃度檢測(cè)的精度。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的粉塵濃度的檢測(cè)系統(tǒng)，還可以具有以下技術(shù)特征：
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括：第一確定單元，用于根據(jù)所述粉塵中的顆粒物 對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)的最小脈寬確定對(duì)所述電脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)的采樣周期和進(jìn)行數(shù)字濾 波時(shí)的濾波窗口寬度；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，具體用于根據(jù)所述第一確定單元確定的所述采 樣周期對(duì)所述電脈沖信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；所述數(shù)字濾波單元，具體用于根據(jù)所述第一 確定單元確定的所述濾波窗口寬度對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的粉塵濃度的檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)根據(jù)粉塵中顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖 信號(hào)的最小脈寬確定對(duì)電脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)的采樣周期，使得能夠避免在采樣時(shí)漏掉對(duì) 應(yīng)的脈寬較小的顆粒物所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，以提高粉塵濃度檢測(cè)的精度。而通過(guò)根據(jù)粉塵 中顆粒物對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)的最小脈寬確定對(duì)電脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波時(shí)的濾波窗口寬度， 使得能夠有效濾除隨機(jī)噪聲，避免隨機(jī)噪聲的存在而影響檢測(cè)結(jié)果。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述檢測(cè)單元包括：第二計(jì)算單元，用于計(jì)算所述濾波 序