一种光学溶解氧传感器新型标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于溶解氧含量检测技术领域，公开了一种光学溶解氧传感器新型标定装置，装置包括水浴锅、置于水浴锅中的标定罐、置于标定罐中的盐度计和温度计、测量标定罐气压的气压表、置于标定罐中的参比光学溶解氧传感器和待测光学溶解氧传感器和带搅拌器的水体导流装置、置于参比光学溶解氧传感器和待测光学溶解氧传感器之间的双层遮光隔板、气体流量调节阀和水体交换流通阀。本技术方案节省成本、提高效率及精确度、效果稳定，解决取样缺陷的问题，具有优异的温度适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种光学溶解氧传感器新型标定装置
本技术属于溶解氧含量检测
，具体涉及一种光学溶解氧传感器温新型标定装置。
技术介绍
溶解氧(dissolvedoxygen，DO)质量浓度是衡量水体水质的一个重要标准，也是研究水体自净能力的一个依据，准确、快速、实时和在线地检测水体中的溶解氧浓度对于海洋环境监测和保护、水产养殖的良性发展有重要作用。随着陆地能源开采、海洋监测装备
的进步，国家发展蓝色经济成为必然，近年来随着国家推进海底长期观测网建设，新型海洋化学传感器尤其是溶解氧原位传感器获得长足进步。基于荧光猝灭原理的光学原位光学溶解氧传感器，相比于传统测量方法，具有灵敏度高，稳定性好，能够适应长时间连续监测的特点，已经在海洋研究、水产养殖、水处理等许多领域得到了广泛应用。光学光学溶解氧传感器虽然相比传统传感器具有诸多优势，但是在长期连续测量过程中，依然存在数据漂移的问题，需要进行数据修正和定期标定。而现有的传统的两点标定法存在对温度不敏感、数据点少、精确度不高等明显缺陷。因此，提出一种能够适用于新型光学光学溶解氧传感器的标定算法及高精度标定设备就变得尤为重要。该算法及装置能够满足新型光学光学溶解氧传感器高精度多点标定的需求，提高传感器测量数据的准确度，对于提升我国深远海探测技术水平，和渔业资源勘探开发、海洋权益维护、水体环境质量监控等具有重大经济和社会意义。
技术实现思路
本技术为克服现有技术的不足，采用下述技术方案予以实现：一种新型标定装置，包括水浴锅、置于水浴锅中的标定罐、置于标定罐中的盐度计和温度计、测量标定罐气压的气压表、置于标定罐中的参比光学溶解氧传感器和待测光学溶解氧传感器和带搅拌器的水体导流装置、置于参比光学溶解氧传感器和待测光学溶解氧传感器之间的双层遮光隔板、气体流量调节阀和水体交换流通阀，标定罐为密闭耐压容器，内部注有标定用水样，带搅拌器的水体导流装置置于标定罐中央位置，与待测传感器探头处于同一水层处设有取样装置。标定罐置于恒温水浴锅中，水体交换流通阀控制标定罐中水样与恒温水浴水体的交换流通；双层遮光隔板竖直固定在标定罐中，遮光透水；标定罐底部搅拌器下方设有通气口，并与曝气盘相连；标定罐为圆柱筒形结构，由耐腐蚀的316L不锈钢材料制成；压力表位于标定罐上部，标定罐上部还设有压力补偿装置。本技术方案通过一个简单的空气泵和与之相连的气体流量调节阀来调节通入标定罐的气体流量，进而改变密闭标定罐中水体的溶解氧浓度。相比于使用氧气瓶、氧气发生器等装置的现有方法，显著降低了整套标定设备制造成本和长期实验室标定实验的使用成本；密闭标定罐装置，通过可开闭水体交换阀，使得标定罐在恒温水浴变温过程中的温度交换速度获得明显加快，相比于现有装置，能明显加快标定实验的进程，降低整套装置的能耗，提高标定效率；通过特别设计的放置于密闭标定罐中的带搅拌器的水体导流装置，在气体通入，改变溶解氧浓度的过程中，能够有效加快标定罐水体的水体交换速度，进而确保标定罐中整个水体的溶解氧含量均匀一致；并通过与待测传感器固定于同一水层的取样管进行多次水体取样滴定，并以多次碘量法结果的平均值作为溶解氧含量标准值，相比于现有方法，排除了水体水层溶解氧分布不均匀和取样滴定过程造成的标准值误差，在基准值的精确度上，又有了明显提升；该技术密闭标定罐中设置的双层遮光透水隔板，能有效解决待测传感器之间、待测传感器与参比传感器之间的相互干扰；密闭标定罐内壁，喷涂黑色吸光材料，有效降低标定环境对光学传感器的干扰；提供的恒温水浴装置可以在-5℃至40℃很宽的温度范围进行精确温度控制，能够满足全域水体的温度使用范围，相比于现有装置，能够提供更好的温度适用性，如果传感器使用环境温度确定且波动不大，可以专门针对某个特定温度区间进行标定实验，配合该技术提出的温盐修正算法，更加灵活的设置温度点间隔，进一步提升传感器标定精度；相比于现有方法，该技术及其提供的装置包含了盐度信息的采集，可以进行光学光学溶解氧传感器的盐度修正，明显提升了传感器标定精度；密闭标定罐，能够提供超过一个大气压的压力，相比于现有装置，不仅可以在实验室条件下提供稳定过饱和溶解氧含量的水体，而且通过配置的压力表和压力补偿装置，能够确保在取样过程中标定罐内的水体溶解氧含量不因取样带来的压力下降而降低，解决现有技术及装置在取样过程的缺陷。该装置通过一套Y型管道和两个可调阀门，将由空气压缩机产生的空气或氮气罐贮存的氮气导入密闭的标定罐中，进而在标定罐中获得多种溶解氧浓度梯度的实验水样；通过取样管取出标定罐中与待测传感器探头位于同一水层的水样，测量水样的盐度值并通过碘量法滴定测量水样溶解氧标准值，记录恒温水浴的温度值以及待测传感器的示值；运用该技术提出的温盐修正算法计算待测传感器的修正系数。修正算法及标定设备仅使用相对简单可靠的装置，可在标定罐中获得任意溶解氧浓度梯度的水体，能够为温盐修正算法提供更多的标定数据点，为提高标定精度提供了可能。针对设置的每一个温度点的每一组溶解氧浓度梯度，均采用碘量法测量取样管取出水样的溶解氧浓度值及盐度值，并以此实测值作为修正标定算法的浓度基准值，该方案以现行国标为依据，能有效提高基准值的可靠性和标定的精度度。可根据传感器使用环境的具体状况，灵活设置温度点数量和间隔，可以涵盖传感器实际使用环境的整个温度范围，能够提供更多的温盐修正算法的数据点，并确保修正系数能使传感器获得最优的温度适用性。附图说明图1：本技术标定装置的结构示意图；图2：密闭标定罐俯视图；图3：双侧遮光透水挡板结构图；图4：安德拉公司制造的4831F系列光学光学溶解氧传感器两种标定结果对比图。其中：1.标定罐；2.水浴锅；3.氮气瓶；4.空气泵；5.气体流量调节阀；6.取样装置；7.水体导流装置；8.盐度计；9.温度计；10.参比光学溶解氧传感器；11.待标定光学溶解氧传感器；12.密闭标定罐补压装置；13.气压表；14.双层隔板；15.水体交换流通阀；16.曝气盘。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术的技术方案作进一步详细的说明。如图1-4所示，一种新型标定装置，包括水浴锅2、置于水浴锅2中的标定罐1、置于标定罐1中的盐度计8和温度计9、测量标定罐1气压的气压表13、置于标定罐1中的参比光学溶解氧传感器10和待测光学溶解氧传感器11和带搅拌器的水体导流装置7、置于参比光学溶解氧传感器10和待测光学溶解氧传感器11之间的双层遮光隔板14、气体流量调节阀5和水体交换流通阀15，标定罐1为密闭耐压容器，内部注有标定用水样，带搅拌器的水体导流装置7置于标定罐1中央位置，与待测传感器探头处于同一水层处设有取样装置6。标定罐置于恒温水浴锅中，水体交换流通阀控制标定罐中水样与恒温水浴水体的交换流通；双层遮光隔板竖直固定在标定罐中，遮光透水；标定罐底部搅拌器下方设有通气口，并与曝气盘相连；标定罐为圆柱筒形结构，由耐腐蚀的316L不锈钢材料制成；压力表位于标定罐上部，标定罐上部还设有压力补偿装置。核心装置为经过特殊设计的密闭标定罐1，该密闭标定罐1为圆柱筒形设计，采用耐压防腐蚀的316L不锈钢材料制造，内壁喷涂黑色吸光材料；在顶盖预留位置设计了用于穿舱引线的水密接插件；依本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学溶解氧传感器新型标定装置，其特征在于：包括水浴锅、置于水浴锅中的标定罐、置于标定罐中的盐度计和温度计、气压表、压力补偿装置、置于标定罐中的参比光学溶解氧传感器和待测光学溶解氧传感器和水体导流装置、置于参比光学溶解氧传感器和待测光学溶解氧传感器之间的双层遮光隔板、气体流量调节阀和水体交换流通阀。

【技术特征摘要】
1.一种光学溶解氧传感器新型标定装置，其特征在于：包括水浴锅、置于水浴锅中的标定罐、置于标定罐中的盐度计和温度计、气压表、压力补偿装置、置于标定罐中的参比光学溶解氧传感器和待测光学溶解氧传感器和水体导流装置、置于参比光学溶解氧传感器和待测光学溶解氧传感器之间的双层遮光隔板、气体流量调节阀和水体交换流通阀。2.根据权利要求1所述的一种光学溶解氧传感器新型标定装置，其特征在于：标定罐为密闭耐压容器，内部注有标定用水样，带搅拌器的水体导流装置置于标定罐中央位置。3.根据权利要求1所述的一种光学溶解氧传感器新型标定装置，其特征在于：标定罐置于恒温水浴锅中，水体交换流通阀控制标定罐中水样与恒温水浴水体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高皜，李正宝，吴承璇，张晓楠，蔡玉龙，曲君乐，陈杰，刘杰，吕斌，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：新型
国别省市：山东,37