一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法，該方法包括以下步驟：吹動(dòng)被檢測(cè)的顆粒進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)；監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度；通過監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度及由脈沖峰值IP計(jì)算得到的顆粒半徑r，計(jì)算該顆粒的密度和質(zhì)量。本發(fā)明的有益效果是：通過單獨(dú)計(jì)算每個(gè)顆粒的密度和質(zhì)量，提高了激光顆粒計(jì)數(shù)器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【專利說明】
一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及到激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法。【背景技術(shù)】
[0002]激光顆粒計(jì)數(shù)器利用激光的特性，基于光的散射理論，激光發(fā)射器射出的光被顆粒折射后由光電接收器接收，將顆粒的尺寸轉(zhuǎn)化為電學(xué)的脈沖信號(hào)。
[0003]通過對(duì)脈沖信號(hào)的處理和分析，得出環(huán)境中？110、?112.5、？110.3的質(zhì)量濃度和尺寸分布。
[0004]將基礎(chǔ)理論簡化，可以得到脈沖峰值IP = k X r2，其中^為已知的轉(zhuǎn)換系數(shù)j為微粒的半徑。為求環(huán)境中顆粒的質(zhì)量濃度，還缺少顆粒的密度P這一參量。目前通過查€空氣中微粒種類和比重，可以求得空氣中微粒的平均密度P，該P(yáng)值為經(jīng)驗(yàn)值。從而質(zhì)量密度Vm = P x (Vl+V2+H_Vn)，其中1為顆粒的體積。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是由于使用密度經(jīng)驗(yàn)值P對(duì)空氣中顆粒質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。由于經(jīng)驗(yàn)值與實(shí)際真實(shí)密度之間的差別，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]本發(fā)明提供了一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法，該方法包括以下步驟:
[0009]吹動(dòng)被檢測(cè)的顆粒進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)；
[0010]監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度；[〇〇11]通過監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度及由脈沖峰值Ip計(jì)算得到的顆粒半徑r，計(jì)算該顆粒的密度和質(zhì)量。[〇〇12]優(yōu)選的，所述吹動(dòng)被檢測(cè)的顆粒進(jìn)行運(yùn)動(dòng)具體為:[〇〇13]通過風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)空氣中的顆粒進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)。
[0014]優(yōu)選的，所述監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度具體為:
[0015]通過風(fēng)扇將顆粒吹入到傳感器內(nèi)監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度。
[0016]優(yōu)選的，還包括通過計(jì)算該顆粒的密度和質(zhì)量計(jì)算空氣中顆粒的質(zhì)量密度:Vm=P，其中Pn為微粒密度，Vn為顆粒體積。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:通過單獨(dú)計(jì)算每個(gè)顆粒的密度和質(zhì)量，提高了激光顆粒計(jì)數(shù)器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法的流程圖；
[0019]圖2是本發(fā)明【背景技術(shù)】提供的激光顆粒計(jì)數(shù)器工作原理的示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明【背景技術(shù)】提供的對(duì)脈沖信號(hào)的處理和分析得出環(huán)境中PM10、PM2.5、 PM0.3的質(zhì)量濃度和尺寸分布使用的原理示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明提供的使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法，該使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法包括:本發(fā)明提供了一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法，該方法包括以下步驟:
[0024]吹動(dòng)被檢測(cè)的顆粒進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)；
[0025]監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度；
[0026]通過監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度及由脈沖峰值IP計(jì)算得到的顆粒半徑r，計(jì)算該顆粒的密度和質(zhì)量。
[0027]在上述實(shí)施例中，通過單獨(dú)計(jì)算每個(gè)顆粒的密度和質(zhì)量，提高了激光顆粒計(jì)數(shù)器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0028]為了方便理解本實(shí)施例提供的方法，下面結(jié)合具體的附圖以及實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的說明。[〇〇29]如圖2所示，激光顆粒計(jì)數(shù)器利用激光的特性，基于光的散射理論，激光發(fā)射器射出的光被顆粒折射后由光電接收器接收，將顆粒的尺寸轉(zhuǎn)化為電學(xué)的脈沖信號(hào)。
[0030]如圖3所示，通過對(duì)脈沖信號(hào)的處理和分析，得出環(huán)境中PM10、PM2.5、PM0.3的質(zhì)量濃度和尺寸分布。
[0031]將基礎(chǔ)理論簡化，可以得到脈沖峰值Ip = k X r2，其中^為已知的轉(zhuǎn)換系數(shù)J為微粒的半徑。
[0032]在本實(shí)施例中，在激光顆粒計(jì)數(shù)器傳感內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，會(huì)有風(fēng)扇用于驅(qū)動(dòng)空氣中的顆粒進(jìn)入傳感器內(nèi)部進(jìn)行采樣計(jì)算，即通過風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)空氣中的顆粒進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)， 并且通過風(fēng)扇將顆粒吹入到傳感器內(nèi)監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度。根據(jù)牛頓力學(xué)原理，風(fēng)扇對(duì)不同質(zhì)量、不同尺寸、不同密度的微粒加速的過程不盡相同?？梢酝ㄟ^檢測(cè)顆粒的運(yùn)動(dòng)過程來區(qū)分和計(jì)算不同類型的顆粒及其參數(shù)。當(dāng)風(fēng)扇改變運(yùn)行狀態(tài)時(shí)， 顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)因?yàn)轱L(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)而發(fā)生改變。由于不同顆粒的密度和受力面積的不同， 其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不相同。[〇〇33]在理論上通過監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度，結(jié)合由脈沖峰值Ip 計(jì)算得到的顆粒半徑r，可以來計(jì)算該顆粒的密度和質(zhì)量。
[0034]此外，該方法還包括通過計(jì)算該顆粒的密度和質(zhì)量計(jì)算空氣中顆粒的質(zhì)量密度: VfPiVi+P^+H.PnVn，其中Pn為微粒密度，Vn為顆粒體積。通過單獨(dú)計(jì)算每個(gè)顆粒的密度和質(zhì)量來測(cè)量空氣中微粒的質(zhì)量濃度，從而提高了計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0035]通過上述描述可以看出，上述方法中通過單獨(dú)計(jì)算每個(gè)顆粒的密度和質(zhì)量，提高了激光顆粒計(jì)數(shù)器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0036]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法，其特征在于，包括以下步驟:吹動(dòng)被檢測(cè)的顆粒進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)；監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度；通過監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度及由脈沖峰值IP計(jì)算得到的顆粒 半徑r，計(jì)算該顆粒的密度和質(zhì)量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法，其特征在于，所述 吹動(dòng)被檢測(cè)的顆粒進(jìn)行運(yùn)動(dòng)具體為:通過風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)空氣中的顆粒進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法，其特征在于，所述 監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度具體為:通過風(fēng)扇將顆粒吹入到傳感器內(nèi)，監(jiān)測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)改變過程中某一時(shí)間點(diǎn)的速度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用激光顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)算顆粒質(zhì)量的方法，其特征在于，還包 括通過計(jì)算該顆粒的密度和質(zhì)量計(jì)算空氣中顆粒的質(zhì)量密度:VmiPiVi+pWd…pnVn，其中pn 為微粒密度，Vn為顆粒體積。
【文檔編號(hào)】G01N15/00GK106018194SQ201610338576
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】胥海洲, 孫波, 黃曉興
【申請(qǐng)人】深圳市青核桃科技有限公司