[发明专利]低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统

摘要

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；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；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；适用于环境检测领域。 1

主权项

1.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（1）、模拟电路板（2）和数字电路板（3），所述电源电路板（1）用于给模拟电路板（2）和数字电路板（3）提供电源；

其特征在于：所述模拟电路板（2）包括：激光器（9）、激光器发光电路（4）和信号调理电路（5），所述数字电路板（3）包括主控电路（6）、电压‑电流转换电路（7）和通信电路（8），所述激光器发光电路（4）、信号调理电路（5）、电压‑电流转换电路（7）和通信电路（8）分别与所述主控电路（6）相连；

所述激光器发光电路（4）接收主控电路（6）发来的控制激光器（9）发光指令，并将激光器（9）发射的激光信号转换为电流信号发回至主控电路（6），所述激光器（9）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（5）接收光散射信号，并根据主控电路（6）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（6）接收信号调理电路（5）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（7）进行电流转换后输出；

所述信号调理电路（5）包括依次连接的压降电路（13）和增益调整电路（14），所述压降电路（13）分别与所述电源电路板（1）的3.2V电压输出端子A2，以及电源电路板（1）的‑5V电压输出端子A4相连，所述压降电路（13）的电压正输出端子B1输出2.5V电压，所述压降电路（13）的电压负输出端子B2输出‑2.5V电压；

所述增益调整电路（14）的电路结构为：包括：光接收二极管D1，所述光接收二极管D1的正极接地，所述光接收二极管D1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C23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C22的一端后与压降电路（13）的电压正输出端子B1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（13）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K1的输入端S2B、单刀双掷开关K1的输入端S1A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（13）的电压正输出端子B1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（13）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K1的输入端S2A并接单刀双掷开关K1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K1的电源端VSS并接电容C30后与压降电路（13）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K1的接地端GND后接地，所述单刀双掷开关K1的控制端A0并接控制端A1后与电阻R31的一端、主控电路（6）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（13）的电压正输出端子B1相连，所述单刀双掷开关K1的控制端A2并接输入端S1B后接地，所述单刀双掷开关K1的电源端VDD并接电容C31的一端后与压降电路（13）的电压正输出端子B1相连，所述电容C31的另一端接地，所述单刀双掷开关K1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K1的输出端D1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（13）的电压正输出端子B1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（13）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I32的输入正端相连，所述电容C37的另一端接地，所述放大器I32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I32的输出端后与电容C34的另一端、主控电路（6）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（13）的电压正输出端子B1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（13）的电压负输出端子B2相连，所述电容C36的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，其特征在于：所述电源电路板（1）包括开关电路（10）、稳压电路（11）和电源极性转换电路（12），所述开关电路（10）分别与所述稳压电路（11）和电源极性转换电路（12）相连，所述稳压电路（11）与电源电路板（1）的5V电压输出端子A1，以及电源电路板（1）的3.2V电压输出端子A2相连，所述电源极性转换电路（12）与电源电路板（1）的485‑5V电压输出端子A3，以及电源电路板（1）的‑5V电压输出端子A4相连。

3.根据权利要求1所述的低浓度颗粒物在线测试仪中的颗粒物浓度测量系统，其特征在于：所述激光器发光电路（4）的电路结构为：包括：激光驱动芯片IC1，所述激光驱动芯片IC1的负极端KLD与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端并接电容C1的一端后与激光器（9）的负极相连，所述激光驱动芯片IC1的正极监视端AMD与激光器（9）的正极相连，所述激光驱动芯片IC1的输入端IN串接电阻R2后与主控电路（6）的控制信号输出端PWM‑1相连，所述激光驱动芯片IC1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（1）的5V电压输出端子A1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IC1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IC1的功率控制端CI相连，所述电阻R3的另一端与激光驱动芯片IC1的参考电流输入端ISET端相连；

所述电容C1的另一端并接电阻R4的一端、激光器（9）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（1）的5V电压输出端子A1、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（6）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（1）的3.2V电压输出端子A2，所述电容C6的另一端接地。