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    专利名称:一种基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法

    文章来源: 发布时间: 2021-06-04

    专利名称:一种基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法

    申 请 号 

    CN2018113199717

    申 请 日 

    2018-11-07

    公开(公告)号

    CN109323975A

    公开(公告)日 

    2021-03-22

    申请(专利权)人 

    中国科学院合肥物质科学研究院

    发 明 人 

    赵欣,王文誉,桂华侨,石磊

    专利类型 

    发明专利

    摘 要 

    一种基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法,可解决传统校准Coincidence 现象的方法,复杂实时性差且成本较高的技术问题。基于OPC,还包括阈值电路,所述阈值电路包括放大电路、阈值比较电路、FPGA 计数电路和单片机控制模块;放大电路与 OPC 的光电探测器电连接;阈值比较电路和 FPGA 计数电路----分别与单片机控制模块连接;FPGA 计数电路----内设置粒子浓度计数值算法;通过单片机控制模块控制,由阈值比较电路鉴别单粒子还是多粒子,通过 FPGA 计数电路内的粒子浓度计数值算法进行测量计算得到粒子数浓度。本发明在测量硬件上增加了阈值电路,由小到大设定多个阈值,阈值的多少依据测量环境选择,可实时校正 OPC 计数的数浓度值,校准精度高,在 FPGA 计数电路内可简单实现,具有较高的商业应用价值。

    主权项 

    1.一种基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法,其特征在于:基于 OPC,所述 OPC 包括光电探测器;还包括阈值电路,所述阈值电路包括放大电路、阈值比较电路、FPGA计数电路和单片机控制模块;所述放大电路与光电探测器电连接;所述放大电路、阈值比较电路及 FPGA 计数电路依次电连接;所述阈值比较电路和 FPGA 计数电路分别与单片机控制模块连接;所述 FPGA 计数电路内设置粒子浓度计数值算法;通过单片机控制模块控制,由阈值比较电路作为粒子通道产生脉冲个数和脉宽,所述脉冲数和脉宽进入 FPGA 计数电路进行计算输出,实时校正 OPC 计数的粒子浓度值。

    2.根据权利要求 1 所述的基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法,其特征在于:所述阈值比较电路包括相互并联连接的阈值比较电路一(1)、阈值比较电路二(2)及阈值比较电路三(3);所述粒子浓度计数值算法如下:假设流量为 Q,测量时间间隔为Δt,1 个标准冷凝粒子产生的脉冲宽度为 Cnt_width,则经阈值比较电路一(1)产生的浓度计数值为:经阈值比较电路二(2)产生的浓度计数值为:经阈值比较电路三(3)产生的浓度计数值为:则粒子总浓度值为:其中,针对阈值比较电路一(1)、阈值比较电路二(2)及阈值比较电路三(3)的阈值通道,进入 FPGA 后分别产生计数值 Cnt1、Cnt2、Cnt3 及脉冲宽度值 Cnt1_width1、Cnt2_width2、Cnt3_width3。

    3.根据权利要求 2 所述的基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法,其特征在于:所述计数值 Cnt1、Cnt2、Cnt3 采用累加器计算。

    4.根据权利要求2所述的基于回波阈值比较的OPC计数校正方法,其特征在于:所述脉冲宽度值 Cnt1_width1、Cnt2_width2、Cnt3_width3采用高速时钟来计算。

    5.根据权利要求2所述的基于回波阈值比较的OPC计数校正方法,其特征在于:所述测量时间间隔为Δt≤0.5 秒。

    6.根据权利要求 2 所述的基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法,其特征在于:所述阈值比较电路一(1)的阈值为放大器输出最大值的 1/4。

    7.根据权利要求 2 所述的基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法,其特征在于:所述阈值比较电路二(2)的阈值为放大器输出最大值的 2/4。

    8.根据权利要求 2 所述的基于回波阈值比较的 OPC 计数校正方法,其特征在于:所述阈值比较电路三(3)的阈值为放大器输出最大值的 3/4。

    IPC信息 

    IPC主分类号 

    G01N15/10

    IPC分类号 

    G01N15/10|G05B19/042

      G 物理

       G01 测量;测试

        G01N 借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料(除免疫测定法以外包括酶或微生物的测量或试验入 C12M,C12Q)

          G01N15/00 测试颗粒的特性;测试多孔材料的渗透性,孔隙体积或者孔隙表面积(微生物的识别入 C12Q)〔1,4,2006.01〕

            G01N15/10 ·测试单个颗粒〔4〕

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