数字调制解调的激光粉尘监测仪及监测方法技术

本发明专利技术提供数字调制解调的激光粉尘监测仪及监测方法。所述监测仪包括：数字处理单元，生成数字调制信号送到数模转换驱动电路；数模转换驱动电路，将数字调制信号转换为模拟信号以驱动激光二极管；激光二极管，在数模转换驱动电路的驱动下产生调制激光；光源准直镜，过滤调制激光，过滤后的激光照射在粉尘颗粒物后打在探测器上；探测器，产生光电信号送到放大电路；放大电路，放大光电信号后送到模数转换电路；模数转换电路，转换放大后的光电信号为数字量后送到数字处理单元；数字处理单元对光电信号数字量进行解调、滤波得出光电信号强度，计算光电信号强度与粉尘颗粒物的散射系数的乘积得到粉尘浓度值。

【技术实现步骤摘要】
数字调制解调的激光粉尘监测仪及监测方法
本专利技术涉及激光粉尘监测
，具体涉及数字调制解调的激光粉尘监测仪及监测方法。
技术介绍
粉尘监测仪是基于激光前散射法原理。粉尘颗粒物在测量调制光的照射下与散射光强度成正比，因此粉尘越多，散射光越强。由于激光粉尘仪中粉尘的散射光非常微弱，为了高精度的放大微弱信号，为抑制环境光干扰，抑制光电传感器漂移，需要将光电信号进行调制，抑制环境光干扰、光电传感器漂移、激光光源的漂移和系统自身的漂移。激光粉尘仪一般采用模拟电路实现信号的调制解调。模拟电路中的电噪声和漂移是电子线路中普遍存在的物理现象。电噪声起源于电子线路内部组件的内在的固有扰动。模拟电子元器件的参数随着温度、压力、湿度、振动、时间、电磁环境等环境因素发生变化,模拟电路输出发生变化。而且专利技术人发现，该模拟电路结构复杂，对电子元器件精度要求很高，多容易引入噪声、漂移环节多，电路调试和维修难度大。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例拟提供数字调制解调的激光粉尘监测仪及监测方法。本专利技术实施例提供了一种数字调制解调的激光粉尘监测仪，包括：数字处理单元，生成数字调制信号送到数模转换驱动电路；所述数模转换驱动电路，将所述数字调制信号转换为模拟信号以驱动激光二极管；所述激光二极管，在所述数模转换驱动电路的驱动下产生调制激光；光源准直镜，过滤所述调制激光，过滤后的激光照射在粉尘颗粒物后打在探测器上；所述探测器，产生光电信号送到放大电路；所述放大电路，放大所述光电信号，并将放大后的光电信号送到模数转换电路；所述模数转换电路，将所述放大后的光电信号转换为光电信号数字量，并将所述光电信号数字量送到所述数字处理单元；所述数字处理单元还对所述光电信号数字量进行解调、滤波得出光电信号强度，计算所述光电信号强度与粉尘颗粒物的散射系数的乘积得到粉尘浓度值。作为本专利技术可选的方案，所述数字调制解调的激光粉尘监测仪还包括：分光系统，设置在所述光源准直镜和所述探测器之间，将所述调制激光分成两路，一路是工作光路，另一路是参考光路；切光片，切换所述工作光路和所述参考光路使其交替照射在粉尘颗粒物上。进一步地，所述数模转换驱动电路包括：数模转换电路，将所述数字调制信号转换为模拟信号送到驱动电路；驱动电路，将所述模拟信号转换成驱动信号以驱动所述激光二极管。进一步地，所述数字处理单元包括：调制解调电路，生成所述数字调制信号送到所述数模转换驱动电路；并对所述光电信号数字量进行解调；滤波电路，对解调后的所述光电信号数字量进行滤波得出光电信号强度；信号处理电路，计算所述光电信号强度与粉尘颗粒物的散射系数的乘积得到所述粉尘浓度值。进一步地，所述数字处理单元还包括：切光控制电路，控制所述切光片切换所述工作光路和所述参考光路使其交替照射在粉尘颗粒物上。进一步地，所述数字处理单元还包括：通信接口，与外部设备通信，传输所述粉尘浓度值到所述外部设备。本专利技术实施例还提供一种数字调制解调的激光粉尘监测仪进行粉尘监测的方法，包括：数字处理单元生成数字调制信号送到数模转换驱动电路；数模转换驱动电路将所述数字调制信号转换为模拟信号以驱动激光二极管；所述激光二极管在所述数模转换驱动电路的驱动下产生调制激光；光源准直镜过滤所述调制激光，过滤后的激光照射在粉尘颗粒物后打在探测器上；所述探测器产生光电信号送到放大电路；所述放大电路放大所述光电信号，并将放大后的光电信号送到模数转换电路；所述模数转换电路将所述放大后的光电信号转换为光电信号数字量，并将所述光电信号数字量送到所述数字处理单元；所述数字处理单元对所述光电信号数字量进行解调、滤波得出光电信号强度；所述数字处理单元计算所述光电信号强度与粉尘颗粒物的散射系数的乘积得到粉尘浓度值。作为本专利技术可选的方案，所述方法还包括：所述数字处理单元与外部设备通信，传输所述粉尘浓度值到所述外部设备。进一步地，所述数模转换驱动电路将所述数字调制信号转换为模拟信号以驱动激光二极管，包括：数模转换电路将所述数字调制信号转换为模拟信号送到驱动电路；所述驱动电路将所述模拟信号转换成驱动信号以驱动所述激光二极管。进一步地，所述光源准直镜过滤所述调制激光，过滤后的激光照射在粉尘颗粒物后打在探测器上，包括：所述光源准直镜过滤所述调制激光；分光系统将所述调制激光分成两路，一路是工作光路，另一路是参考光路；所述数字处理单元控制所述切光片切换所述工作光路和所述参考光路使其交替照射在粉尘颗粒物上。本专利技术的实施例提供的数字调制解调的激光粉尘监测仪及监测方法，使用数字信号处理实现调制解调，模拟电路部分精简，产生电噪声和漂移环节少，调试简单容易，稳定性好，从而提高了信号的稳定性，成品率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例提供的一种数字调制解调的激光粉尘监测仪组成示意图；图2是本专利技术另一实施例提供的一种数字调制解调的激光粉尘监测仪组成示意图；图3是本专利技术一实施例提供的一种数字调制解调的激光粉尘监测仪监测方法流程示意图；图4是本专利技术另一实施例提供的一种数字调制解调的激光粉尘监测仪监测方法流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本专利技术技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本专利技术的限制。其只是包含了本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本专利技术的各种变化获得的其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在此对上文中出现的术语进行解释。调制是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，即令载波随信号而改变的技术。解调是从已调信号中恢复出原调制信号的过程。模拟信号是一般用电压或电流表示信号的大小，时间上是连续变化的。数字信号是用二进制码表标信号的大小，时间和幅度上都是离散(量化)的信号。模数转换又称为AD转换，是将模拟信号抽样用数字进行量化表示的数字信号。数模转换又称为DA转换，是将数字信号数字量转化为模拟信号。电路噪声是对于电子线路中所标称的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。模拟电路漂移是由于元器件的参数随着温度、湿度、电源电压、时间等表现出的信号变化。图1是本专利技术一实施例提供的一种数字调制解调的激光粉尘监测仪组成示意图，如图1所示，数字调制解调的激光粉尘监测仪包括数字处理单元11、数模转换驱动电路12、激光二极管13、光源准直镜14、探测器15、放大电路16、模数转换电路17。数字处理单元11生成数字调制信号送到数模转换驱动电路12。数模转换驱动电路12将数字调制信号转换为模拟信号以驱动激光二极管13。激光二极管13在数模转换驱动电路12的驱动下产生调制激光。光源准直镜14过滤调制激光，过滤后的激光照射在粉尘颗粒物后打在探测器上15。探测器15产生光电信号送到放大电路16。放大电路16放大光电信号，并将放大后的光电信号送到模数转换电路17。模数转换电路17将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字调制解调的激光粉尘监测仪，包括：数字处理单元，生成数字调制信号送到数模转换驱动电路；所述数模转换驱动电路，将所述数字调制信号转换为模拟信号以驱动激光二极管；所述激光二极管，在所述数模转换驱动电路的驱动下产生调制激光；光源准直镜，过滤所述调制激光，过滤后的激光照射在粉尘颗粒物后打在探测器上；所述探测器，产生光电信号送到放大电路；所述放大电路，放大所述光电信号，并将放大后的光电信号送到模数转换电路；所述模数转换电路，将所述放大后的光电信号转换为光电信号数字量，并将所述光电信号数字量送到所述数字处理单元；所述数字处理单元还对所述光电信号数字量进行解调、滤波得出光电信号强度，计算所述光电信号强度与粉尘颗粒物的散射系数的乘积得到粉尘浓度值。

【技术特征摘要】
1.一种数字调制解调的激光粉尘监测仪，包括：数字处理单元，生成数字调制信号送到数模转换驱动电路；所述数模转换驱动电路，将所述数字调制信号转换为模拟信号以驱动激光二极管；所述激光二极管，在所述数模转换驱动电路的驱动下产生调制激光；光源准直镜，过滤所述调制激光，过滤后的激光照射在粉尘颗粒物后打在探测器上；所述探测器，产生光电信号送到放大电路；所述放大电路，放大所述光电信号，并将放大后的光电信号送到模数转换电路；所述模数转换电路，将所述放大后的光电信号转换为光电信号数字量，并将所述光电信号数字量送到所述数字处理单元；所述数字处理单元还对所述光电信号数字量进行解调、滤波得出光电信号强度，计算所述光电信号强度与粉尘颗粒物的散射系数的乘积得到粉尘浓度值。2.根据权利要求1所述的数字调制解调的激光粉尘监测仪，其特征在于，还包括：分光系统，设置在所述光源准直镜和所述探测器之间，将所述调制激光分成两路，一路是工作光路，另一路是参考光路；切光片，切换所述工作光路和所述参考光路使其交替照射在粉尘颗粒物上。3.根据权利要求1所述的数字调制解调的激光粉尘监测仪，其特征在于，所述数模转换驱动电路包括：数模转换电路，将所述数字调制信号转换为模拟信号送到驱动电路；驱动电路，将所述模拟信号转换成驱动信号以驱动所述激光二极管。4.根据权利要求1所述的数字调制解调的激光粉尘监测仪，其特征在于，所述数字处理单元包括：调制解调电路，生成所述数字调制信号送到所述数模转换驱动电路；并对所述光电信号数字量进行解调；滤波电路，对解调后的所述光电信号数字量进行滤波得出光电信号强度；信号处理电路，计算所述光电信号强度与粉尘颗粒物的散射系数的乘积得到所述粉尘浓度值。5.根据权利要求4所述的数字调制解调的激光粉尘监测仪，其特征在于，所述数字处理单元还包括：切光控制电路，控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖小强，陈景卫，李永帅，刘建坡，
申请(专利权)人：北京雪迪龙科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11