一种电化学传感器测试系统和测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电化学传感器测试系统，所述电化学传感器包括恒压控制电路和电流电压转换电路，该测试系统包括零点电压模块和干扰电压模块；其中，所述零点电压模块分别与所述电化学传感器的恒压控制电路和电流电压转换电路对应连接，用于提供电化学传感器工作所需的零点电压；所述干扰电压模块与所述电化学传感器的恒压控制电路对应连接，用于提供激励所述电化学传感器的干扰电压。本发明专利技术的电化学传感器可准确测试电化学传感器的运行状态，方便用户及时了解电化学传感器整机的工作情况，避免因电化学传感器故障而无法及时检测到空气中的有毒有害气体而引发危险情况；用于偏压电化学传感器和非偏压电化学传感器的故障测试，应用范围广。

A Testing System and Method for Electrochemical Sensors

The invention discloses an electrochemical sensor test system, which comprises a constant voltage control circuit and a current-voltage conversion circuit. The test system includes a zero-point voltage module and an interference voltage module, wherein the zero-point voltage module is respectively connected with the constant-voltage control circuit and the current-voltage conversion circuit of the electrochemical sensor to provide electrochemistry. The interference voltage module is correspondingly connected with the constant voltage control circuit of the electrochemical sensor to provide the interference voltage to excite the electrochemical sensor. The electrochemical sensor of the invention can accurately test the operation state of the electrochemical sensor, facilitate users to timely understand the working condition of the electrochemical sensor, avoid the dangerous situation caused by the failure of the electrochemical sensor and the failure detection of toxic and harmful gases in the air; and is used for the fault testing of biased and non-biased chemical sensors, and its application scope. Wide.

【技术实现步骤摘要】
一种电化学传感器测试系统和测试方法
本专利技术涉及电化学传感器
，尤其是一种电化学传感器测试系统和测试方法。
技术介绍
电化学传感器属于传感器应用领域的一部分，主要用于检测有毒、有害气体，大量用于石油化工等易产生有毒有害气体的危险场合。电化学传感器的信号处理系统包括恒压控制电路和电流电压转换电路。根据电化学传感器的信号处理原理可知：在实际的应用过程中，电化学传感器中没有电流流过，电化学传感器信号处理输出电压为固定电压。然而，造成电化学传感器中没有电流的情况有很多种，比如：1)电化学传感器完好，但是没有目标气体作用于电化学传感器；2)有目标气体作用于电化学传感器，但是电化学传感器损坏或者脱落。所以，无法判断电化学传感器是否处于正常工作状态，从而不能保证电化学传感器能及时检测出空气中的有毒有害气体。故亟需一种在线测试电化学传感器是否能正常工作的设备，以保障易产生有毒有害气体的危险场合现场工作人员的人身安全。
技术实现思路
为解决现有技术不能判断电化学传感器是否能正常工作，不能保证电化学传感器能及时检测出空气中的有毒有害气体的缺陷，本专利技术提供了一种电化学传感器测试系统和测试方法。本专利技术的技术方案如下：一种电化学传感器测试系统，所述电化学传感器包括恒压控制电路和电流电压转换电路，该测试系统包括零点电压模块和干扰电压模块；其中，所述零点电压模块分别与所述电化学传感器的恒压控制电路和电流电压转换电路对应连接，用于提供电化学传感器工作所需的零点电压；所述干扰电压模块与所述电化学传感器的恒压控制电路对应连接，用于提供激励所述电化学传感器的干扰电压。上述技术方案中，所述零点电压模块会根据电化学传感器类型提供电化学传感器工作所需的零点电压，该零点电压模块同时为电化学传感器的恒压控制电路和电流电压转换电路提供零点电压；所述干扰电压模块可提供偏压电化学传感器所需的偏置电压，以及没有目标气体时激励电化学传感器所需的干扰电压，干扰电压用于电化学传感器的故障测试。所述故障包括但不限于：电化学传感器脱落、短路、断路、电解质干涸等。上述电化学传感器可准确测试电化学传感器的运行状态，方便用户及时了解电化学传感器整机的工作情况，避免因电化学传感器故障而无法及时检测到空气中的有毒有害气体而引发危险情况；同时，上述电化学传感器测试系统适用于偏压电化学传感器和非偏压电化学传感器的故障测试，应用范围广。进一步地，所述零点电压模块包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电化学传感器的电流电压转换电路对应连接，第二端与所述电化学传感器的恒压控制电路对应连接；和电源，所述电源分别与所述电化学传感器的电流电压转换电路和所述第一电阻的第一端对应连接。进一步地，所述零点电压模块还包括微控制单元，用于控制所述电源产生零点电压。由于微控制单元(单片机)的存在，可实现电化学传感器工作所需零点电压的自动配置，有利于提高生产、工作的效率，减少生产工序，在实际生产过程中，只需在焊接完成的电路板上配制微控制单元(MCU)即可。进一步地，所述干扰电压模块包括：第二电阻、第三电阻、第一控制器、第二控制器、第一信号控制单元和第二信号控制单元；其中，所述第二电阻的一端分别与所述电化学传感器的恒压控制电路、第一电阻的第二端、第三电阻的一端对应连接；所述第一控制器的第一极与所述第二电阻的另一端对应连接，第二极接地，第三极与所述第一信号控制单元对应连接；所述第二控制器的第一极与所述第三电阻的另一端对应连接，第二极接地，第三极与所述第二信号控制单元对应连接。所述干扰电压模块包括两条信号控制路线，第一条控制路线为：第二电阻、第一控制器和第一信号控制单元串联形成，第二条控制路线为：第三电阻、第二控制器和第二信号控制单元串联形成，两条控制线路并联后与零点电压模块的第一电阻串联，其中，一条信号控制路线提供偏压电化学传感器所需的偏置电压，另一条信号控制路线提供测试所需的干扰电压。优选地，所述第一控制器和第二控制器均为半导体器件，用于控制所述第二电阻和第三电阻的接地状态。示例性地，所述半导体器件为晶体管。进一步地，所述干扰电压模块还包括微控制单元，所述微控制单元分别与所述第一信号控制单元和第二信号控制单元对应连接。微控制单元的存在，可实现偏置电压和干扰电压的自动配置。优选地，所述电化学传感器包括非偏压电流电化学传感器、非偏压反电流电化学传感器、偏压正电流电化学传感器、偏压反电流电化学传感器。本专利技术还提供了一种利用上述电化学传感器测试系统测试电化学传感器的方法，包括如下步骤：1)零点电压配制：由零点电压模块提供电化学传感器运行所需的零点电压；2)干扰电压提供：由干扰电压模块提供激励电化学传感器的干扰电压；3)运行状态分析：采集电化学传感器的输出信号，并根据输出信号判断电化学传感器的运行状态。在无目标气体或者没有扰动信号的情况下，电化学传感器的输出信号为固定的电压，当微控制单元启动相应的扰动信号之后，电化学传感器的输出信号会有相应的变化，因此可根据采集到的电化学传感器的输出信号来判断电化学传感器是否发生故障。若微控制单元启动扰动信号之后，电化学传感器的输出信号发生变化，说明电化学传感器正常运行；若微控制单元启动扰动信号之后，电化学传感器的输出信号仍为固定电压，说明电化学传感器发生故障。进一步地，干扰电压模块提供干扰电压的方法如下：第一信号控制单元、第二电阻和第一电阻联合提供偏压电化学传感器所需的偏置电压；第二信号控制单元、第三电阻和第一电阻联合提供激励所需电化学传感器所需的干扰电压。当系统配置为偏压电化学传感器时：通过第二控制器控制第三电阻接地，使第一信号控制单元输出高电平，此时第二电阻和第一电阻串联分压产生偏压电化学传感器所需的偏置电压；若需要提供干扰电压(扰动信号)，则通过第二控制器控制第三电阻连通，此时第二电阻和第三电阻并联后，再与第一电阻串联分压产生干扰电压(扰动信号)。当系统配置为非偏压电化学传感器时：通过第一控制器控制第二电阻接地，使第二信号控制单元输出低电平，此时第三电阻与第一电阻串联分压产生干扰电压(扰动信号)。优选地，所述偏置电压值为250mV～350mV；所述干扰电压值为1mV～10mV。本专利技术技术方案具有如下有益效果：1、本专利技术的电化学传感器可准确测试电化学传感器的运行状态，方便用户及时了解电化学传感器整机的工作情况，避免因电化学传感器故障而无法及时检测到空气中的有毒有害气体而引发危险情况。2、本专利技术的电化学传感器测试系统适用于偏压电化学传感器和非偏压电化学传感器的故障测试，应用范围广。本专利技术的其他方面和优点根据下面结合附图的详细的描述而变得明显，所述附图通过示例说明本专利技术的原理。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为本专利技术实施例中电化学传感器测试系统原理示意图。附图标记说明：R10、第一电阻；R6、第二电阻；R7、第三电阻；Q1、第一控制器；Q2、第二控制器；VS、恒压控制电路；VR、电流电压转换电路。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学传感器测试系统，所述电化学传感器包括恒压控制电路和电流电压转换电路，其特征在于，所述测试系统包括零点电压模块和干扰电压模块；其中，所述零点电压模块分别与所述电化学传感器的恒压控制电路和电流电压转换电路对应连接，用于提供电化学传感器工作所需的零点电压；所述干扰电压模块与所述电化学传感器的恒压控制电路对应连接，用于提供激励所述电化学传感器的干扰电压。

【技术特征摘要】
1.一种电化学传感器测试系统，所述电化学传感器包括恒压控制电路和电流电压转换电路，其特征在于，所述测试系统包括零点电压模块和干扰电压模块；其中，所述零点电压模块分别与所述电化学传感器的恒压控制电路和电流电压转换电路对应连接，用于提供电化学传感器工作所需的零点电压；所述干扰电压模块与所述电化学传感器的恒压控制电路对应连接，用于提供激励所述电化学传感器的干扰电压。2.根据权利要求1所述的电化学传感器测试系统，其特征在于，所述零点电压模块包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述电化学传感器的电流电压转换电路对应连接，第二端与所述电化学传感器的恒压控制电路对应连接；和电源，所述电源分别与所述电化学传感器的电流电压转换电路和所述第一电阻的第一端对应连接。3.根据权利要求2所述的电化学传感器测试系统，其特征在于，所述零点电压模块还包括微控制单元，用于控制所述电源产生零点电压。4.根据权利要求1所述的电化学传感器测试系统，其特征在于，所述干扰电压模块包括：第二电阻、第三电阻、第一控制器、第二控制器、第一信号控制单元和第二信号控制单元；其中，所述第二电阻的一端分别与所述电化学传感器的恒压控制电路、第一电阻的第二端、第三电阻的一端对应连接；所述第一控制器的第一极与所述第二电阻的另一端对应连接，第二极接地，第三极与所述第一信号控制单元对应连接；所述第二控制器的第一极与所述第三电阻的另一端对应连接，第二极接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：李运科，
申请(专利权)人：成都安可信电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51