專利名稱：一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，具體地說，涉及一種在復雜的背景噪聲中提取有用信號的檢測電路。
背景技術：
液體顆粒計數器用于檢測液體中的微小不溶性顆粒污染物，它在注射液檢測、水質檢測、油液檢測、半導體工藝控制等領域有著極為廣泛的應用。光阻法激光液體顆粒計數器根據光散射理論，利用微小粒子對光的散射和阻擋實現對粒子計數和測量。目前通用的液體顆粒計數器信號處理電路中，激光器發(fā)出光束，經過光學組件處理后進入樣品池，當顆粒經過樣品池時，由于顆粒對光產生光阻作用，此時光經過光電轉換組件后將產生脈沖信號，該信號的脈沖幅度取決于顆粒粒徑的大小，該信號包含有顆粒脈沖信號、激光器噪聲信號及雜散光產生的噪聲信號。為減小噪聲，在傳統(tǒng)的液體顆粒計數器信號處理電路中均采用正常模式的放大、濾波處理，以提取與顆粒粒徑成正比脈沖信號。參見附圖1所示，傳統(tǒng)的信號處理電路包括減法電路104，其一個輸入端與激光驅動101相連接，另一個輸入端與前置放大電路103相連接。傳感器102的信號經過前置放大電路103放大后輸入減法電路104中，將激光驅動101的監(jiān)控引腳MD信號與含有顆粒信息的信號經過減法電路104，以達到消除噪聲的目的，再經過低通濾波電路105及二次放大電路106以提高信號的信噪比及信號處理電路的后續(xù)驅動能力。上述信號處理模式中，通過取用激光器MD信號，確實對噪聲抑制起到一定的作用，但是在此處沒有考慮噪聲相位的問題，因此信號經過減法器后可能會引入新的噪聲，增大信號的處理難度。此外為提高信噪比，對激光器驅動部分、激光器雜散光處理提出了很高的要求。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種提取信號能力較高，抗干擾性較好的液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:—種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，與液體顆粒計數器的傳感器相連接并對所述的傳感器所輸出的信號進行處理以提取出有用信號，其包括與所述的傳感器相連接并輸出驅動信號以驅動所述的傳感器中的激光器的驅動電路、與所述的傳感器相連接并對所述的傳感器的輸出信號進行放大的前置放大電路，其還包括對放大后的輸出信號進行相干解調的解調電路，所述的解調電路的輸入端分別與所述的驅動電路和所述的前置放大電路相連接，所述的解調電路輸出待測顆粒粒徑信號。優(yōu)選的，所述的解調電路包括移相電路，所述的移相電路的輸入端與所述的驅動電路的輸出端相連接；乘法器，所述的乘法器的一個輸入端與所述的前置放大電路的輸出端相連接，另一個輸入端與所述的移相電路的輸出端相連接；濾波電路，所述的濾波電路的輸入端與所述的乘法器的輸出端相連接，所述的濾波電路的輸出端輸出經解調的所述的待測顆粒粒徑信號。優(yōu)選的，所述的濾波電路為帶通濾波電路。優(yōu)選的，所述的驅動電路為激光驅動電路。優(yōu)選的，所述的激光驅動電路為輸出矩形波或正弦波的高頻振蕩信號的高頻振蕩電路。本實用新型工作原理是:傳感器在驅動電路的驅動下工作并輸出信號，該輸出信號經過前置放大電路放大后輸入解調電路中，而驅動電路的信號作為參考信號也同時輸入到解調電路中，解調電路根據相干解調的原理，由傳感器輸出并放大的信號中提取出有用信號。由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優(yōu)點:采用相干解調的原理，將有關顆粒信息的有用信號從較強的背景噪聲中提取出來，提高了信號提取的能力，更好的提高了信噪比，增強了信號檢測的穩(wěn)定性及分辨率。

附圖1為現有的液體顆粒計數器的信號檢測電路的原理框圖。附圖2為本實用新型的一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路的原理框圖。附圖3為本實用新型的一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路的信號轉變圖。以上附圖中:101、激光驅動；102、傳感器；103、前置放大電路；104、減法電路；105、低通濾波電路；106、二次放大電路；201、驅動電路；202、傳感器；203、前置放大電路；204、移相電路；205、乘法器；206、濾波電路；207、二次放大電路。
具體實施方式
以下結合附圖所示的實施例對本實用新型作進一步描述。實施例一:參見附圖2和附圖3所示。一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，與液體顆粒計數器的傳感器202相連接并對傳感器202所輸出的信號進行處理以提取出有用信號。該微弱光信號檢測電路包括與傳感器202相連接并輸出驅動信號以驅動傳感器202的驅動電路201、與傳感器202相連接并對傳感器202的輸出信號進行放大的前置放大電路203、對放大后的輸出信號進行相干解調得到待測顆粒粒徑信號的解調電路、與解調電路的輸出端相連接并對待測顆粒粒徑信號進行放大的二次放大電路207。驅動電路201為激光驅動電路，且為高頻振蕩電路，其輸出矩形波或正弦波的高頻振蕩信號，以驅動傳感器202中的激光器。傳感器202工作并輸出信號b (以矩形波為例)，該信號b中包含了高頻脈沖振蕩信號和含有顆粒信息的顆粒脈沖信號。前置放大電路203主要由JFET放大器組成,用以將傳感器202輸出的微弱的光電流信號進行IV轉換。[0027]解調電路的輸入端分別與驅動電路201和前置放大電路203相連接，其包括移相電路204、乘法器205、濾波電路206。移相電路204的輸入端與驅動電路201的輸出端相連接。乘法器205的一個輸入端與前置放大電路203的輸出端相連接，另一個輸入端與移相電路204的輸出端相連接。濾波電路206的輸入端與乘法器205的輸出端相連接，濾波電路206的輸出端輸出待測顆粒粒徑信號。該濾波電路206為帶通濾波電路。傳感器202的輸出信號經過前置放大電路203放大后作為一路信號輸入解調電路的乘法器205中，而驅動電路201所輸出的高頻振蕩信號a進過移相電路204后成為與信號b相位一致的信號并作為另一路信號輸入乘法器205中。上述兩路信號經乘法器205及帶通濾波電路206后得到僅包含顆粒信息的信號C。此時，再經過由一般放大器組成的二次放大電路207即可得到大小適應后續(xù)電路需要的信號。本微弱光信號檢測電路采用相干解調的原理進行顆粒計數器微弱信號的檢測，對激光高頻噪聲、電路低頻噪聲及外界干擾噪聲具有極強的抑制作用，不僅提高了從強背景噪聲中提取微弱信號的能力，而且在抗干擾方面也得到增強，同時還降低了對激光器及相關光路的要求。本電路不僅適用于液體顆粒計數器，對其他微弱光學信號檢測亦有同樣參考作用。上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，與液體顆粒計數器的傳感器相連接并對所述的傳感器所輸出的信號進行處理以提取出有用信號，其包括與所述的傳感器相連接并輸出驅動信號以驅動所述的傳感器中的激光器的驅動電路、與所述的傳感器相連接并對所述的傳感器的輸出信號進行放大的前置放大電路，其特征在于:其還包括對放大后的輸出信號進行相干解調的解調電路，所述的解調電路的輸入端分別與所述的驅動電路和所述的前置放大電路相連接，所述的解調電路輸出待測顆粒粒徑信號。
2.根據權利要求1所述的一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，其特征在于:所述的解調電路包括 移相電路，所述的移相電路的輸入端與所述的驅動電路的輸出端相連接； 乘法器，所述的乘法器的一個輸入端與所述的前置放大電路的輸出端相連接，另一個輸入端與所述的移相電路的輸出端相連接； 濾波電路，所述的濾波電路的輸入端與所述的乘法器的輸出端相連接，所述的濾波電路的輸出端輸出經解調的所述的待測顆粒粒徑信號。
3.根據權利要求2所述的一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，其特征在于:所述的濾波電路為帶通濾波電路。
4.根據權利要求1所述的一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，其特征在于:所述的驅動電路為激光驅動電路。
5.根據權利要求4所述的一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，其特征在于:所述的激光驅動電路為輸出矩形波或正弦波的聞頻振蕩/[目號的聞頻振蕩電路。
專利摘要本實用新型涉及一種液體顆粒計數器的微弱光信號檢測電路，與液體顆粒計數器的傳感器相連接并對傳感器所輸出的信號進行處理以提取出有用信號，其包括與傳感器相連接并輸出驅動信號以驅動傳感器的驅動電路、與傳感器相連接并對傳感器的輸出信號進行放大的前置放大電路，其還包括對放大后的輸出信號進行相干解調的解調電路，解調電路的輸入端分別與驅動電路和前置放大電路相連接，解調電路的輸出端輸出經解調的信號。本實用新型采用相干解調的原理，將有關顆粒信息的有用信號從較強的背景噪聲中提取出來，提高了信號提取的能力，更好的提高了信噪比，增強了信號檢測的穩(wěn)定性及分辨率。
文檔編號G01N15/14GK202994625SQ20122066443
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權日2012年12月6日
發(fā)明者梁鳳飛, 孫吉勇, 沈瑋棟, 唐紅陽, 周大農 申請人:江蘇蘇凈集團有限公司