[发明专利]粉尘浓度的检测方法及检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种粉尘浓度的检测方法和一种粉尘浓度的检测系统。

背景技术

激光粉尘浓度传感器的检测原理为激光从光探测器上方通过，由于激光方向性好，光探测器接收不到光信号，当采样空气经过激光探测区时，空气中的粉尘颗粒造成激光散射，光探测器将接收到的光脉冲转换为电脉冲信号，电脉冲幅值与粉尘颗粒直径相关，电脉冲个数与粉尘颗粒浓度相关，因此，可以根据电脉冲幅值和个数来确定检测到的粉尘颗粒的种类和浓度。

一般情况，若电脉冲单个出现，其脉冲判断和幅值检测较为简单。但是，当两个或多个颗粒离得较近时，检测到的电脉冲是两个或多个脉冲交叠在一起的波形，能否准确地判断出每个脉冲及其幅值，对粉尘浓度检测的精度至关重要。

因此，如何能够准确地判断出每个脉冲及其幅值，以提高对粉尘浓度检测的精度成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的粉尘浓度的检测方案，不仅可以有效检测单个脉冲形成的波形，更可以有效检测两个或多个脉冲交叠在一起的波形，进而能够精确统计出不同颗粒物的个数，提高了对粉尘浓度检测的精度。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种粉尘浓度的检测方法，包括：通过光探测装置接收激光发射装置发出的激光经过粉尘散射后的光脉冲信号，并通过所述光探测装置将所述光脉冲信号转换为电脉冲信号；对所述电脉冲信号进行模数转换处理，以得到数字信号；对所述数字信号进行数字滤波处理，消除所述数字信号中的随机噪声，以得到滤波序列；检测所述滤波序列中出现的极大值点，以确定所述滤波序列中出现的脉冲和对应的脉冲幅值；根据检测到的所述滤波序列中的脉冲和对应的脉冲幅值，以及所述粉尘中不同颗粒物对应的脉冲幅值范围统计所述不同颗粒物的个数；根据所述不同颗粒物的个数，计算所述不同颗粒物的浓度。

根据本发明的实施例的粉尘浓度的检测方法，通过对电脉冲信号进行模数转换处理，对模数转换处理得到的数字信号进行数字滤波处理得到滤波序列，并通过检测滤波序列中出现的极大值点来确定滤波序列中出现的脉冲和对应的脉冲幅值，进而根据检测到的滤波序列中的脉冲和对应的脉冲幅值，以及粉尘中不同颗粒物对应的脉冲幅值范围统计不同颗粒物的个数，以计算不同颗粒物的浓度，使得不仅可以有效检测单个脉冲形成的波形，更可以有效检测两个或多个脉冲交叠在一起的波形，进而能够精确统计出不同颗粒物的个数，提高了对粉尘浓度检测的精度。

根据本发明的上述实施例的粉尘浓度的检测方法，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，对所述电脉冲信号进行模数转换处理的步骤，以及对所述数字信号进行数字滤波处理的步骤，具体包括：根据所述粉尘中的颗粒物对应的脉冲信号的最小脉宽确定对所述电脉冲信号进行采样时的采样周期和进行数字滤波时的滤波窗口宽度；根据确定的所述采样周期对所述电脉冲信号进行模数转换处理；根据确定的所述滤波窗口宽度对所述数字信号进行数字滤波处理。

根据本发明的实施例的粉尘浓度的检测方法，通过根据粉尘中颗粒物对应的脉冲信号的最小脉宽确定对电脉冲信号进行采样时的采样周期，使得能够避免在采样时漏掉对应的脉宽较小的颗粒物所对应的脉冲信号，以提高粉尘浓度检测的精度。而通过根据粉尘中颗粒物对应的脉冲信号的最小脉宽确定对电脉冲信号进行数字滤波时的滤波窗口宽度，使得能够有效滤除随机噪声，避免随机噪声的存在而影响检测结果。

根据本发明的一个实施例，检测所述滤波序列中出现的极大值点，以确定所述滤波序列中出现的脉冲和对应的脉冲幅值的步骤，具体包括：

计算所述滤波序列的一阶差分，以得到差分值；若所述差分值的符号由正变为负，或所述差分值的符号由正变为零且由零变为负，则确定所述滤波序列中出现了极大值点；若确定所述滤波序列中出现了极大值点，则确定在所述滤波序列中检测到了脉冲，并将所述极大值点的极大值作为检测到的脉冲对应的脉冲幅值。

根据本发明的一个实施例，根据检测到的所述滤波序列中的脉冲和对应的脉冲幅值，以及所述粉尘中不同颗粒物的直径对应的脉冲幅值范围统计不同颗粒物的个数的步骤，具体包括：若任一脉冲对应的脉冲幅值大于所述数字信号中的随机噪声的最大值，且小于任一颗粒物对应的脉冲幅值范围中的最大值，则将所述任一颗粒物的个数增加1，否则，所述任一颗粒物的个数不变。