Во что впихнуть 50 24-bit счетчиков? (измерение размеров пылинок) Опции

[globalist]

Здравствуйте.
У нас шефу понадобился калибровочный стенд для оптических модулей счетчиков пыли. Чтобы снимать распределение частиц по размерам.
Для этого надо поставить порядка 50-ти компараторов и на каждый прикрутить по 24-битному счетчику. Ну , допустим, можно взять горстку счетверенных компараторов. Но счетчиков, боюсь будет уже не горстка, а большая куча. Значит надо их запихивать в ПЛИС.
ВОПРОС:
Куда посоветуете запихнуть такое количество счетчиков. Какую серию/сколько корпусов будет оптимально по цене, причем хотелось бы обойтись без BGA.

[DS]

Так изделия-то у Вас по тому же принципу. Так что по части размеров частиц это изделие является в чистом виде фуфлоскопом. И ведь небось метрологический сертификат имеет ?
Ну сами, подумайте, какой будет отклик, если вместо латексных шариков сажа того же размера ?

[Oldring]

Ну сами, подумайте, какой будет отклик, если вместо латексных шариков сажа того же размера ?

Это? http://www.eco-intech.com/aircon.html

Да, действительно, странно. Прибор, работающий на измерении рассейнного света, выдает показания в массовой плотности. Это-ж на каждый тип пыли должна быть своя калибровка...

[globalist]

Это? http://www.eco-intech.com/aircon.html

Да, действительно, странно. Прибор, работающий на измерении рассейнного света, выдает показания в массовой плотности. Это-ж на каждый тип пыли должна быть своя калибровка...

Нет это не он. Приборы измерения массовой концентрации на рассеянии - это действительно фуфлометры.
Счетчик частиц тут - http://www.eco-intech.com/a3_10.html . Счетчик - ИМХО физически более "правильный" прибор. Кстати, проводил эксперимент. Если пересчитывать показания счетчика в массовую концентрацию, то получается более точное совпадение с весовым методом, чем на рассеянии света. Правда только на маленьких концентрациях пыли. Счетчики частиц в обычной квартире в центре Москвы уже зашкаливают (несколько частиц сливаются в один импульс) и начинают показывать ахинею.
Собственно не я это придумал. MetOne, LightHouse, Rfnomax, Fluke и многие другие делают приборы по этому принципу.

В приборах на свето рассеянии действительно на каждый тип пыли - своя калибровка.

PS. Давайте действительно пусть админы перенесут остаток темы не имеющий отношение к FPGA в метрологию

[Oldring]

Счетчики частиц в обычной квартире в центре Москвы уже зашкаливают (несколько частиц сливаются в один импульс) и начинают показывать ахинею.

Кювета слишком большая для этой концентрации?

Собственно не я это придумал. MetOne, LightHouse, Rfnomax, Fluke и многие другие делают приборы по этому принципу.

В приборах на свето рассеянии действительно на каждый тип пыли - своя калибровка.

Вот тут опытные люди обычно задают вопрос: какими испытаниями подтверждена точность прибора?

Другой вопрос, который у меня возник - что такое "размер пыли" для несферических частиц? Потому что 20% точности - это вдоль, поперек или в толщину? Для чешуек кожи, например? Поэтому очень любопытна применяемая в этой области терминологния, хоть мой интерес и праздный. "Общее количество частиц" в диапазоне чувствительности прибора плюс-минус лапоть - это еще куда ни шло, но можно ли говорить про какую-то точность по размерам? Каким образом обеспечивается одинаковость показаний всех этих приборов от разных производителей без перекалибровки каждого на каждый новый тип "образцовой пыли"? С учетом того, что длины волн применяемых лазеров могут быть немного разными?

PS. Давайте действительно пусть админы перенесут остаток темы не имеющий отношение к FPGA в метрологию

P.S. Тема уже давно здесь

[globalist]

Кювета слишком большая для этой концентрации?

Дело в том, что на больших концентрациях пылинки начинают "сливаться". Скажем летят паралельно. Тогда система воспринимает две маленькие как одну большую или одну маленькую. Кстати этим очень грешат американские счетчики.

Вот тут опытные люди обычно задают вопрос: какими испытаниями подтверждена точность прибора?

Вообще существуют стандарты. Для счетчиков частиц наиболее авторитетным является японский JIS B9921. Есть стандарты ANSI и ISO. На практике мы берем счетчик имеющий эти сертификаты, как бы эталонный, и сравниваем свой с ним. Подбираем пороги компараторов так чтобы наш показывал то же самое.

Другой вопрос, который у меня возник - что такое "размер пыли" для несферических частиц? Потому что 20% точности - это вдоль, поперек или в толщину? Для чешуек кожи, например? Поэтому очень любопытна применяемая в этой области терминологния, хоть мой интерес и праздный. "Общее количество частиц" в диапазоне чувствительности прибора плюс-минус лапоть - это еще куда ни шло, но можно ли говорить про какую-то точность по размерам? Каким образом обеспечивается одинаковость показаний всех этих приборов от разных производителей без перекалибровки каждого на каждый новый тип "образцовой пыли"? С учетом того, что длины волн применяемых лазеров могут быть немного разными?

Размер пыли - эффективный диаметр. В оптических методах обычно диаметр шара, чья площадь поверхности равна площади поверхности частицы.

P.S. Тема уже давно здесь

Слава админам. Только согласился, что нужно перенести, через пару минут она уже была здесь.


По поводу использования АЦП.
Сегодня сидели - думали. Скорее всего не пойдет. Смотрели осциллограммы пролета пылинок на нашем Tektronix 60MHz - длина импульсов - 1...5 сэмплов. Максимум не выловим.

А вот тут подумал. Может есть такая штука в природе. Ведь массив компараторов это по сути параллельный АЦП, только без выборки-хранения и регистра, где хрангится результат.
Может быть есть такое АЦП, где можно использовать только его компараторы?

[Oldring]

Вообще существуют стандарты. Для счетчиков частиц наиболее авторитетным является японский JIS B9921. Есть стандарты ANSI и ISO. На практике мы берем счетчик имеющий эти сертификаты, как бы эталонный, и сравниваем свой с ним. Подбираем пороги компараторов так чтобы наш показывал то же самое.

В стандарте, наверное, изложены методы прямой калибровки?
Впрочем, не видя стандарта, конечно, обсуждать его бессмыссленно. Он где-нибудь есть в относительно свободном доступе? Любопытно...

Размер пыли - эффективный диаметр. В оптических методах обычно диаметр шара, чья площадь поверхности равна площади поверхности частицы.

Я вот сейчас задумался: а как определяли размеры ледянух кристаллов? Если это дендриты - то об их площади поверхности говорить сложно. Было бы сейчас у кого - спросил бы.

Да и пыль бывает с такой страшной поверхностью... Вулканическая, например.

Слава админам. Только согласился, что нужно перенести, через пару минут она уже была здесь.

Насколько я смог заметить, тему перенесли еще до Вашей просьбы

По поводу использования АЦП.
Сегодня сидели - думали. Скорее всего не пойдет. Смотрели осциллограммы пролета пылинок на нашем Tektronix 60MHz - длина импульсов - 1...5 сэмплов. Максимум не выловим.

Ну а полоса пропускания аналогового тракта какая? Думаете, Ваши компараторы всегда успевают?

И скорость воздушного потока Вы, надеюсь, знаете хотя-бы примерно? Поток пересекает луч поперек? Значит, можно оценить время пролета луча и понять, успевает ли Ваша схема.

Насколько я понимаю, если кювета хорошо спроектирована - импульс от частицы должен быть достаточно длинным и с гладкой вершиной. Иначе частицы, пересекающие поле по краю будут занижаться.

А вот тут подумал. Может есть такая штука в природе. Ведь массив компараторов это по сути параллельный АЦП, только без выборки-хранения и регистра, где хрангится результат.
Может быть есть такое АЦП, где можно использовать только его компараторы?

Вряд-ли. В АЦП даже если стоит линейка компараторов - затем стоит шифратор, выбирающий максимальный компаратор. Иначе будет слишком много проводов. И этот шифратор должен тактироваться.

P.S. Быстрая численная оценка. Номинальный поток - 1.8 литра в минуту. То есть 30 кубиков в секунду. Считая сечение поперечное сечение потока в кювете 0.3 квадратного сантиметра (что вероятно занижено) получаем скорость потока - метр в секунду. Все в принципе нормально. Но это значит, что частица микронного жиаметр перемещается на величину своего диаметра за микросекунду. Ширина импульса вряд-ли может быть уже импульса от перемещения частицы на величину своего диаметра. В общем, что-то не сходится.

Кроме того, диапазон прибора - миллион частиц одного размера на литр. Мы знаем, что задолго до достиженимя диапазона наступает насыщение за счет слияния импульсов от отдельных частиц. Скорость потока - 1.8 литра в минуту. Пусть примерно половина потока пересекает луч, то есть диапазон - миллион частиц в минуту. Порядка 17 тысяч частиц в секунду. Если длина импульса будет меньше микросекунды - то вряд-ли импульсы будут сливаться достаточно часто чтобы полностью испортить измерения. Опять неувязка...