[发明专利]一种超低浓度颗粒物检测方法及其检测系统

说明书

本发明公开了一种超低浓度颗粒物检测方法及其检测系统，涉及颗粒物浓度的检测技术，包括下列步骤：S1，通过函数产生若干个频率值；S2，依次对各个频率值进行扫频，确定最低噪声频率f；S3，产生频率为f的正弦波调制激光；S4，采集传感器接收到的散射光信号，进行IQ解调计算，获取与颗粒物浓度相关的信号量。本发明可以计算颗粒物浓度值，有效减低温度漂移和环境因素变化导致的测量误差，而且本发明还可以灵活调整积分时间，进而降低噪声提高信噪比，大幅度提高微量散射光检测的稳定性和可靠性，从而保证了对超低颗粒物的检测精度。

技术领域

本发明涉及颗粒物浓度的检测技术，具体来说，涉及一种超低浓度颗粒物检测方法及其检测系统。

背景技术

随着社会经济的发展，国家对环境污染物排放的要求越来越高，其中，颗粒物超净排放的普及越来越广泛，这对超低颗粒物浓度的可靠和稳定检测技术提出了更高的要求。

激光前散射法是目前业界对超低颗粒物检测最主要的方法之一，就微量散射光检测技术而言，目前业界主流的做法是对激光的调制用简单的方波脉冲调制，且接收信号的解调只用到同相分量(I相)，这种检测方法存在两个明显的缺陷：

1.调制端，方波的傅里叶频谱中除了直流分量和同频分量外，还包含有丰富的奇次谐波分量，这些奇次谐波分量的存在使得光电信号采集和解调后的信噪比较低。

2.解调端，只用同相分量(I相)解调，缺少正交分量(Q量)，使得光电信号解调后的结果包含有一个与信号传递相关的初始相位θ，而初始相位θ是一个对温度敏感的变量，直接导致检测结果容易受环境变化影响从而产生更大的测量误差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种超低浓度颗粒物检测方法及其检测系统，能够解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种超低浓度颗粒物检测方法，其改进之处在于，包括下列步骤：

S1，通过函数产生若干个频率值；

S2，依次对各个频率值进行扫频，确定最低噪声频率f；

S3，产生频率为f的正弦波调制激光；

S4，采集传感器接收到的散射光信号，进行IQ解调计算，获取与颗粒物浓度相关的信号量。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤S2中，需要熄灭激光或者遮光的情况下进行扫频。

作为上述技术方案的进一步改进，熄灭激光或者遮光后，通过采集传感器信号进行IQ解调或进行I解调。

作为上述技术方案的进一步改进，进行IQ解调或I解调后，计算获取各个频率点的噪声信号值。

作为上述技术方案的进一步改进，获取噪声信号值的公式如下：

公式中，f为正弦波的频率，T为正弦波的周期，T＝1/f。

作为上述技术方案的进一步改进，获取噪声信号值后，对每个频率点进行一次计算，确定噪声幅度最小的频率值f。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤S3中，产生频率为f的正弦波调制激光之前需先打开激光器，便于正常测量信号。

作为上述技术方案的进一步改进，通过数字频率合成器或DAC产生频率为f的正弦波。

作为上述技术方案的进一步改进，使用ADC采集传感器信号。

作为上述技术方案的进一步改进，通过ADC采集传感器信号后，则可计算颗粒物的浓度值，颗粒物散射光信号量为：

Sig(t)＝Acos(2πft+θ)