[发明专利]一种颗粒物监测装置的电路处理子系统

说明书

本发明提供颗粒物监测装置的电路处理子系统，其包括：光电探测单元，用于将采集自其探测区域的光信号转换为电信号；高阻抗跨导放大单元，用于对所述电信号进行信号放大处理；交流耦合单元，用于对放大后的电信号进行背景光干扰抑制并对传感信号进行降噪处理；锁相放大单元，用于进一步对背景光干扰抑制后的电信号进行降噪处理；差分放大单元，用于对信号进行进一步的放大和降噪处理；模数转换单元，用于对信号进行模数转换；控制单元，用于对激光器调制信号进行控制、并根据接收到的数字信号进行相应的颗粒物监测。本发明的技术方案能够有效解决现有粉尘传感器受背景光干扰严重且噪声严重等问题，从而能够实现更加精准和高效的颗粒物监测。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及颗粒物监测装置的电路处理子系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对身体健康和环节安全的要求也逐步提高。如何有效监测并预警环境中的粉尘污染，如烟、霾、轻雾、微尘或烟雾等，已成为当下极为严峻的问题。因此，激光粉尘传感器已成为人们生活中必不可少的一类设备，其中尤以超低排放激光散射粉尘传感器为典型。

但是，现有的超低排放激光散射粉尘传感器有很多不足之处，例如：受背景光干扰严重，实验室环境、烟囱里的黑暗环境、或者阳光照射环境等都对测量数据有较大影响；噪声严重，影响周围环境；经常通过多量程切换来实现高信噪比，但这种操作方式容易造成环保数据造假的漏洞等等。上述这些问题都是本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种颗粒物监测装置的电路处理子系统，用于解决吸纳有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明的提供一种颗粒物监测装置的电路处理子系统，其包括：信号发生器，用于发射预设频率、波形、及输出电平的信号；激光驱动器，其接收所述信号发生器所产生的信号并发射对应的激光驱动信号；激光器，其接收所述激光驱动器所发射的激光驱动信号并发射对应的激光信号；光电探测单元，用于将采集自其探测区域的光信号转换为电信号；高阻抗跨导放大单元，其输入端耦接所述光电探测单元的输出端，用于对所述电信号进行信号放大处理；交流耦合单元，其输入端耦接所述高阻抗跨导放大单元的输出端，用于对放大后的电信号进行背景光干扰抑制并对传感信号进行降噪处理；锁相放大单元，其输入端耦接所述交流耦合单元的输出端，用于进一步对背景光干扰抑制后的电信号进行降噪处理；差分放大单元，其输入端耦接所述锁相放大单元的输出端，用于对电信号信号进行进一步的放大和降噪处理；模数转换单元，其输入端耦接所述差分放大单元的输出端，用于对信号进行模数转换；控制单元，其输入端耦接所述模数转换单元的输出端，用于对激光调制信号进行控制，并根据接收到的数字信号进行相应的颗粒物监测。

在本发明的一些实施方式中，所述高阻抗跨导放大单元包括：第一信号放大器，其第一输入引脚连接光电探测单元的输入信号，第二输入引脚接地，并在对输入信号进行放大后经输出引脚输出。

在本发明的一些实施方式中，所述交流耦合单元包括：多级放大单元；第一滤波电容；第二滤波电容；其中，所述高阻抗跨导放大单元的输出信号经所述第一滤波电容滤波后输入多级放大单元，在经多级放大处理后输出至第二滤波电容，并在经所述第二滤波电容滤波后输出。

在本发明的一些实施方式中，所述多级放大单元包括：第一级放大单元，其包括第二信号放大器；第二级放大单元，其包括第三信号放大器；第三级放大单元，其包括第四信号放大器；其中，所述第一滤波电容将信号滤波处理后输入所述第二信号放大器；所述第二信号放大器将信号放大后输出至第三信号放大器的输入端；所述第三信号放大器将信号放大后输出至第四信号放大器的输入端；所述第四信号放大器将信号放大后经第二滤波电容滤波后输出。

在本发明的一些实施方式中，所述差分放大单元包括高精度差分放大器。

在本发明的一些实施方式中，所述锁相放大单元包括锁相放大器。

在本发明的一些实施方式中，所述模数转换单元为模数转换器。