[发明专利]固体颗粒物浓度分析装置的信号处理方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及固体颗粒物浓度分析装置，更确切的说，涉及一种固体颗粒物浓度分析装置的信号处理方法。

【背景技术】

与本发明相关的现有技术，请参阅图1及图2所示，目前现有的固体颗粒物浓度分析装置主要包括发射单元1、反射单元2、连接所述发射单元1与反射单元2的连接单元3以及吹扫单元4。发射单元1由人机界面、中央处理模块、半导体激光器10、传感器11、12和精密光学元件等器件组成，主要实现半导体激光发射、传感信号处理和人机交互等功能，发射单元1通过连接锁箍与连接单元连接3，连接单元仪表由吹扫接口、光路调整机构和安装法兰等组成；反射单元2由反射部件、密封镜及固定装置，反射单元的主要功能是准确地将发射单元发出的激光束反射至发射单元的传感器；另外，在恶劣的现场测量环境下，为了保证固体颗粒物浓度分析装置能够长期连续运行，固体颗粒物浓度分析装置需用干净的吹扫气体对发射和反射单元上的光学视窗进行吹扫，避免测量环境中粉尘或其它污染物对视窗造成污染影响测量。固体颗粒物浓度分析装置的工作过程为：发射单元1驱动半导体激光器发射出探测激光，穿过被测环境后，由反射单元2的反射部件20将激光束反射至发射单元1的传感模块11，进行光电转换后经中央处理模块分析，计算得到测量结果。但是，由于发射装置中只有反射部件、密封镜及固定装置，正常工作时，反射部件是固定的，只是将进入到反射端的入射光按照要求反射回去，不作任何处理。同时，反射面的各点的反射效率相差较大，测量光束打到反射面不同的点反射回的光强就会有较大的区别；另外，反射部件固定，入射光入射角不一样时，反射光的角度也会发生变化；这两方面的因素对于位置相对固定的传感器来说，接收的光强都会发生变化。这样一来当该装置的反射部分受到震动影响时，一方面反射光的角度将随着震动而发生变化；另一方面，光束的反射点位置也会随着震动而发生变化，从而导致位置相对固定的测量传感器的信号发生变化，进而影响透过率的测量结果。因此该种测量方法抗外界扰动能力比较差，会导致测量结果产生较大的波动。特别是在用于各类火电、化工等行业的颗粒物检测时，环境是比较恶劣的，各种震动相关的因素常有的情况下，该种方法不利于准确测量，会存在较大的测量误差。

请参阅图3所示，为了解决上述问题，目前市场上出现了另一种固体颗粒物浓度分析装置，其与上述固体颗粒物浓度分析装置的主要区别在于，在反射单元中，不仅含有反射部件、密封镜，还包含旋转马达及马达驱动器，反射部件固定在旋转马达的轴上，可以同旋转马达一起旋转。正常工作时，反射部件不再是固定的，而是以一定速度匀速转动。在该方法中，反射端主要通过旋转马达带动发射单元匀速转动，对于反射光起到了均化的作用。对于发射端来说，仍然由发射端的中央处理模块控制测量光束的发射并对参考光及测量的光束进行采样分析计算，最终获取透过率、消光度、粉尘浓度。且该方法中，数据采集部分独立控制并且独立处理，同反射单元的没有直接的关系。

为了说明上述固体颗粒物采样装置采样方法的缺陷，请一并参阅图4所示，我们进行进一步说明。反射部件的平面区间等分成A、B、C、D4个区，由于该反射部件的转动周期约为T mS，这样每个区间在反射部件匀速转动时对应的时间T/4mS。如果数据采样的周期为T/4，每次的有效采样数据只占了整个反射平面的1/4，加上每次采样的起点是不太容易确定的，每次采样落的区间可能落在任何一个区间，不妨设为首次采样的有效数据落在A区，余下部分采样分别落在B、C、D区。对于反射平面上不同区域而言，反射的效率差别较大。这样一来由于采样的有效数据落在不同的区间，从而导致了测量结果同样会出现较大波动，进而影响了测量结果的准确性。

【发明内容】

本发明解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种测量值波动较小、测量结果更为准确的固体颗粒物浓度分析装置的信号处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种固体颗粒物浓度分析装置的信号处理方法，其中，所述固体颗粒物浓度分析装置具有发射单元和反射单元，所述发射单元包括中央处理模块、半导体发光器件及传感模块，所述反射单元包括被驱动模块驱动而转动的反射部件，所述反射部件转动周期为T0，所述传感模块每次采样的周期T2，所述处理方法包括如下步骤：所述发射单元驱动半导体发光器件发射出测量光束，该测量光束穿过被测环境后，由所述反射部件将测量光束反射至所述发射单元的传感模块，进行光电转换后送中央处理模块进行数据处理；在数据采样中，T2与T0满足下面关系：T2＝N1*T0+N2*ΔT，其中，N1、N2为正整数，ΔT为平台信号建立时间。