一种激光粒度仪的微弱光电信号测量系统设计

王天骄　姜洋

摘要：目前微弱信号检测方案很多，大都采用差分对消、多级放大等方案[1]，甚至采用集成内部保护环的高精度运放芯片来实现fA级别微弱信号的测量；由于运放跨阻电路跨阻的限制，这些方案必须要采用每个通道集成一个运放跨阻放大的方案，使得只能测量动态范围较小的电信号，无法实现大动态范围光电信号的测量[2-3]；在油田回注水悬浮颗粒物检测课题中要求检测系统实时检测，由于油田管道限制要求设备直径在38mm内，因此无法采用多通道信号并行测量方案，在这个背景下，该文设计了一个多通道串行测量方案，不但节省了采集系统的硬件空间，同时实现了大动态范围的光电信号测量，不但能测量0.1uA级的小信号，同时能测量中心探测器的1000uA级的大信号。

关键词： 微弱信号； 动态范围； 串行

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）36-0247-02

1 概述

激光粒度仪是一种先进的精密测量仪器，它具有速度快，精度高等特点，它的测量原理是基于米式散热理论。在激光粒度仪中，光学系统的末端是一个由一系列同心环带组成的光电探测器，每一个环带都是一个独立的探测器，能够将前端光学系统的散射光线线性的转换成32路电流（31路环带和1路中心心探测器产生的），然后通过IV转换电路转换成电压，再通过A/D采样送入计算机，通过计算机上的采用米氏散射理论的应用程序进行处理，把散射普的空间分布反推出颗粒大小的分布，从而达到测量目的[4]。……