[发明专利]脉冲信号识别装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种粒子测量系统，尤其涉及一种用于粒子测量系统中、根据脉冲信号的峰值大小来识别粒子的脉冲信号识别装置及方法。

【背景技术】

在粒子测量系统中，当被测量的粒子通过时，传感器会产生一个相应的模拟的脉冲信号，该信号经过放大滤波后，再转换为数字脉冲信号，称为脉冲数据。然后应用对脉冲数据进行分析，首先对脉冲数据设置一个门限，低于门限的信号被丢弃，高于门限的脉冲数据被存储起来，然后再从头提取脉冲数据，按照预定的判定准则进行分析识别，识别出脉冲数据里所有的脉冲峰值。然后根据脉冲峰值与粒子的体积成正比的关系，得到粒子的体积信息。现有的识别方法是一种基于微处理器架构的串行处理，概括地说：先存储后识别，识别时对脉冲信号的上升斜率、宽度、形状、峰值等各种特征一个接一个地进行。这种方案存在两个主要缺陷。①不能适应基线波动的信号。现有技术必须基于脉冲信号的基线是稳定的前提。如果基线波动，就有可能把上浮的基线作为脉冲对待，引发错误；另一方面，脉冲是叠加在基线上的，如果脉冲高度实际的值没有变，而基线波动，那么脉冲高度的绝对量也发生变化。而现有技术不能适应这种情况，它不能提取相对的脉冲高度。弥补现有技术这个缺陷的办法通常是，降低门限，把基线也存储起来参与分析识别，但是基线的数据量远远超过脉冲，这样使得存储空间急剧增大，分析识别的时间开销也相当大，代价变得很高以致无法实现。②不能适应高速脉冲信号，当采样率提高以后时，数据量大大增加，存储空间的要求变得很大，同时处理耗时也很大，实时性变得很差。

【发明内容】

本发明的主要目的就是为了解决上述问题，提供一种脉冲信号识别装置及方法，消除基线波动对脉冲信号造成的影响，以便从脉冲数据中提取真实的峰值，从而提高了粒子测量的准确性。并且基于数字逻辑电路的并行处理，不需要存储数据，可直接识别，提高了数据处理的实时性。

本发明的次一目的就是提供一种脉冲信号识别装置及方法，进一步消除干扰对脉冲信号造成的影响，进一步减少处理的数据量，提高处理的速度和实时性。

为实现上述目的，本发明提出一种脉冲信号识别装置，包括基线估算模块、减法器和用于识别出峰值的峰值识别模块，所述基线估算模块接收脉冲非持续期间的数据，组成数据阵列，根据该数据阵列计算出基线值；所述减法器接收脉冲数据和基线值，将脉冲数据减去基线值后得到相对脉冲数据并输出至峰值识别模块。

所述基线估算模块优选包括用于按照采样时间顺序存储数据阵列的数据阵列存储器、按照权重系数大小顺序存储权重数列的权重数列存储器和加权求和单元，所述权重数列为收敛的无穷数列，且该权重数列之和等于1；所述加权求和单元读取数据阵列和权重数列，将数据阵列中的数据按照采样时间先后顺序和权重数列中从小到大的权重系数一一对应、且最新得到的脉冲数据和最大的权重系数对应进行加权求和，得到基线值并输出。

还包括脉冲识别模块，所述脉冲识别模块接收减法器输出的相对脉冲数据，用于根据相对脉冲数据的大小是否超过或低于预定的第一阈值，判定一个脉冲的开始或结束，并输出脉冲持续标记、脉冲开始标记和脉冲结束标记；所述基线估算模块响应脉冲识别模块的输出，在脉冲非持续期间工作。

本发明的进一步改进是：所述峰值识别模块包括斜率识别模块和波峰检测模块，所述斜率识别模块接收相对脉冲数据，将前后两个数据相减计算其斜率，用于在该斜率的绝对值在预定的第二阈值范围内时输出波动标记，且在该斜率由正变负时输出下降标记；所述波峰检测模块接收相对脉冲数据，并监测斜率识别模块输出的波动标记和下降标记，用于在波动标记出现且下降标记有效时，输出此时的第一相对脉冲数据。

本发明的更进一步改进是：所述峰值识别模块还包括波谷检测模块、有效性判定模块和存储器；所述斜率识别模块还用于在斜率由负变正时输出上升标记；所述波谷检测模块接收相对脉冲数据，并监测斜率识别模块输出的波动标记和上升标记，用于在波动标记出现且上升标记有效时，输出此时的第二相对脉冲数据；所述有效性判定模块接收第一相对脉冲数据和第二相对脉冲数据，并计算第一相对脉冲数据和同一脉冲内相邻的第二相对脉冲数据相除所得的落差比，用于在所述落差比大于第三阈值时，输出一个使能信号至存储器；且所述有效性判定模块响应脉冲识别模块的输出，用于在接收到脉冲结束标记时，输出一个使能信号至存储器；所述存储器接收波峰检测模块输出的第一相对脉冲数据，用于在接收到使能信号时存储此时的第一相对脉冲数据。