一種使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法，該使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法包括以下步驟：放入整體的顆粒尺寸分布服從對數(shù)正態(tài)分布的顆粒；把顆粒的重量分布轉(zhuǎn)換為尺寸分布；通過激光顆粒計數(shù)器采集顆粒的電信號；篩選出電信號正態(tài)分布的均數(shù)μI；通過均數(shù)μI得到校準的電信號。本發(fā)明的有益效果是：提高了校準的準確度，排除了標準設備自身的誤差以及顆粒在空間分布不均勻?qū)π式Y(jié)果造成的干擾；其次實現(xiàn)了純自動化校準，提高校準結(jié)果的準確性和校準的效率；同時也降低了校準的成本，實現(xiàn)了提高效率和降低成本的雙重目的。
【專利說明】
一種使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及到激光顆粒計數(shù)器校準領域的技術領域，尤其涉及到一種使用普通顆 粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法。
【背景技術】
[0002] 激光顆粒計數(shù)器在應用中用于檢測環(huán)境中?10.3、?112.5、？1110等指標。激光顆粒計 數(shù)器基于光的散射原理，一束激光經(jīng)過被測顆粒的散射后改變方向，被激光接收器接收。激 光接收器把接受到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。激光顆粒計數(shù)器通過處理該電信號(整形和放 大），并建立電信號與光信號以及顆粒大小的對應關系，即可得到環(huán)境中各種大小微粒的數(shù) 量。
[0003] 現(xiàn)行的校準方法是參照某一標準設備進行對照校準。在校準時，把用于作為標準 的設備放入校準環(huán)境中并讀取其讀數(shù)。通過調(diào)整待校準計數(shù)器電路上的一個可調(diào)電阻（可 以是其他方法，本質(zhì)是調(diào)整電信號與顆粒大小的對應系數(shù)的大?。﹣硎勾视嫈?shù)器的讀 數(shù)與標準設備讀數(shù)一致。
[0004] 現(xiàn)有技術的缺點是：1、由于在環(huán)境中顆粒的分布本質(zhì)上并不均勻，所以不同位置 的顆粒濃度并不能保證一致，加之標準設備本身也會有測量誤差，所以標準設備的讀數(shù)對 待校準計數(shù)器只是相對準確而不是絕對準確;2、操作復雜，需要手動輸入各項參數(shù)，甚至手 動調(diào)節(jié)電信號幅度對應參數(shù)，難以自動化;本發(fā)明著力解決以上兩個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種使用普通顆粒對激光顆粒 計數(shù)器進行校準的方法。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)：
[0007] 本發(fā)明提供了一種使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法，該使用普通 顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法包括以下步驟：
[0008] 放入整體的顆粒尺寸分布服從對數(shù)正態(tài)分布的顆粒；
[0009] 把顆粒的重量分布轉(zhuǎn)換為尺寸分布；
[0010]通過激光顆粒計數(shù)器采集顆粒的電信號；
[0011]篩選出電信號正態(tài)分布的均數(shù)yi;
[0012] 通過均數(shù)的得到校準的電信號。
[0013] 優(yōu)選的，還包括:通過采購標簽上獲得對數(shù)正態(tài)分布顆粒的均數(shù)和標準差，或者對 標準顆粒首先進行測試，獲得其重量的正態(tài)分布規(guī)律。
[0014] 優(yōu)選的，轉(zhuǎn)換的顆粒的尺寸分布的正態(tài)分布方程為: 〇w)，其中yn為尺寸分布的均數(shù)，〇n為尺寸分布的方差;iv為重量分布的均數(shù)，~為重量分布的 方差。
[0015] 優(yōu)選的，其特征在于，電信號與顆粒尺寸的關系式為IP = aXr2;轉(zhuǎn)換的電信號的對 數(shù)與a的對數(shù)滿足以下關系log(IP) = log(a)+2ri〇g。
[0016] 優(yōu)選的，轉(zhuǎn)換后的電信號的均數(shù)三的表達式
[0017] 優(yōu)選的，所述篩選出電信號正態(tài)分布的均數(shù)W具體為:對電信號的采樣和處理;篩 選出電信號正態(tài)分布的均數(shù)yi。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是:提高了校準的準確度，排除了標準設備自身的誤差以及顆 粒在空間分布不均勻?qū)π式Y(jié)果造成的干擾;其次實現(xiàn)了純自動化校準，提高校準結(jié)果的 準確性和校準的效率;同時也降低了校準的成本，實現(xiàn)了提高效率和降低成本的雙重目的。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明實施例提供的使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法的流 程圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明提供的激光顆粒計數(shù)器工作原理示意圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明提供的校準原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0023] 請參閱圖1，圖1是本發(fā)明提供的使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法 的流程圖。
[0024] 本發(fā)明實施例提供了一種使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法，該使 用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法包括以下步驟：
[0025]放入整體的顆粒尺寸分布服從對數(shù)正態(tài)分布的顆粒；
[0026] 把顆粒的重量分布轉(zhuǎn)換為尺寸分布；
[0027] 通過激光顆粒計數(shù)器采集顆粒的電信號；
[0028]篩選出電信號正態(tài)分布的均數(shù)yi;
[0029]通過均數(shù)出得到校準的電信號。
[0030] 在上述實施例中，采用上述方法提高了校準的準確度，排除了標準設備自身的誤 差以及顆粒在空間分布不均勻?qū)π式Y(jié)果造成的干擾;其次實現(xiàn)了純自動化校準，提高校 準結(jié)果的準確性和校準的效率；同時也降低了校準的成本，實現(xiàn)了提高效率和降低成本的 雙重目的。
[0031] 為了方便理解本實施例提供的方法，下面結(jié)合具體的實施例進行詳細的說明。
[0032] 該方法的整體思路是1、不再使用標準設備進行參考;2、優(yōu)化校準的流程，減去人 工操作的步驟，實現(xiàn)校準自動化;3、降低校準的成本。該方案把校準過程中的標準由標準設 備改為顆粒。從而不再以校準設備的讀數(shù)為參考，而是以整個光散射理論為依據(jù)進行校準。 在光的散射理論中，激光接收器接收到的散射光強度與顆粒直徑的平方成正比例關系，設 為kl;激光接收器轉(zhuǎn)換的電信號強度與接收的散射光強度也成正比例關系，設為k2。從而電 信號與顆粒直徑的平方的對應系數(shù)為kl*k2。而影響kl和k2的因素只與整個激光顆粒計數(shù) 器的元器件性能和安裝位置有關，因此校準的關鍵在于得到kl*k2的數(shù)值。
[0033] 如圖2所示，激光顆粒計數(shù)器在應用中用于檢測環(huán)境中?1?).3、?112.5、?1110等指標。 激光顆粒計數(shù)器基于光的散射原理，一束激光經(jīng)過被測顆粒的散射后改變方向，被激光接 收器接收。激光接收器把接受到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。激光顆粒計數(shù)器通過處理該電信 號(整形和放大），并建立電信號與光信號以及顆粒大小的對應關系，即可得到環(huán)境中各種 大小微粒的數(shù)量。
[0034]請參閱圖3,所以在校準環(huán)境中放入已知直徑大小的單一顆粒，同時計數(shù)器對接 收到的電信號進行測量。通過上述過程，激光顆粒計數(shù)器會獲得kl*k2的具體數(shù)值并存入存 儲器，從而完成了整個校準過程。
[0035]但是目前單一尺寸的顆粒價格高昂，所以進一步考慮使用便宜易得的普通顆粒代 替單一標準顆粒。某普通顆粒，比如滑石粉，雖然不知道每個顆粒的粒徑，但是根據(jù) Kolmogorov定理，其整體的顆粒尺寸分布服從對數(shù)正態(tài)分布。
[0036]并且通過采購標簽的信息即可獲得對數(shù)正態(tài)分布顆粒的均數(shù)和標準差。
[0037]為了得到計數(shù)器輸出值與滑石粉尺寸的對應關系，我們需要考慮求解滑石粉尺寸 與測得電信號的轉(zhuǎn)換關系。假設電信號與顆粒尺寸的關系式為IP = aXr2,即為要求的系數(shù)。 因為rlcig=l〇g(r)，所以匕& 1。5；)=以^，~)?，F(xiàn)在我們需要把滑石粉的重量分布轉(zhuǎn)換為尺寸 分布?；鄣某叽绶植嫉恼龖B(tài)分布方程可以經(jīng)推導得出： 〇w)，其中yn為尺寸分布的均數(shù)，為尺寸分布的方差;W為重量分布的均數(shù)，為重量分布的 方差。
[0038]由Ip = a Xr2可知電信號的對數(shù)與a的對數(shù)滿足以下關系l〇g(Ip) = l〇g(a)+2ri〇g。 通過1'1。8與1<^(11))的線性關系，可以得到;^1(^(11)))=1'1(111 = 1(^(1+21111，〇1 = 2〇11)。通過上式 可知：（1)把顆粒尺寸轉(zhuǎn)換為電信號以后仍然滿足對數(shù)正態(tài)分布；（2)標準差 〇I = 2〇n = 2〇w， 因此在校準過程沒有必要獲取電信號正態(tài)分布的標準差；（3)均數(shù)，由此可以得到a的表達
。因此，只要在校準過程中通過軟件對電信號的采樣和處理，篩選出 電信號正態(tài)分布的均數(shù)W，就可以得到a的數(shù)值，從而可以完成校準過程。
[0039] 通過上述描述可以看出，采用上述方法提高了校準的準確度，排除了標準設備自 身的誤差以及顆粒在空間分布不均勻?qū)π式Y(jié)果造成的干擾;其次實現(xiàn)了純自動化校準， 提高校準結(jié)果的準確性和校準的效率；同時也降低了校準的成本，實現(xiàn)了提高效率和降低 成本的雙重目的。
[0040] 以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟： 放入整體的顆粒尺寸分布服從對數(shù)正態(tài)分布的顆粒； 把顆粒的重量分布轉(zhuǎn)換為尺寸分布； 通過激光顆粒計數(shù)器采集顆粒的電信號； 篩選出電信號正態(tài)分布的均數(shù)w; 通過均數(shù)w得到校準的電信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法，其特征在 于，還包括:通過采購標簽上獲得對數(shù)正態(tài)分布顆粒的均數(shù)和標準差，或者對標準顆粒首先 進行測試，獲得其重量的正態(tài)分布規(guī)律。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法，其特征在 于，轉(zhuǎn)換的顆粒的尺寸分布的正態(tài)分布方程為:匕(1'1。 8)=~〇11=^-3〇?2,〇11 = 〇?)，其中仏為 尺寸分布的均數(shù)，On為尺寸分布的方差;yw為重量分布的均數(shù)，為重量分布的方差。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法，其特征在 于，電信號與顆粒尺寸的關系式為IP = aXr2;轉(zhuǎn)換的電信號的對數(shù)與a的對數(shù)滿足以下關系 l〇g(Ip) = l〇g(a)+2ri〇g〇5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法，其特征在 于，轉(zhuǎn)換后的電信號的均數(shù)三的表達式6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項所述的使用普通顆粒對激光顆粒計數(shù)器進行校準的方法， 其特征在于，所述篩選出電信號正態(tài)分布的均數(shù)^具體為：對電信號的采樣和處理;篩選 出電信號正態(tài)分布的均數(shù)yi。
【文檔編號】G01N15/10GK106053320SQ201610332778
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】胥海洲, 孫波, 黃曉興
【申請人】深圳市青核桃科技有限公司