一种气体传感器标定装置及标定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种气体传感器标定装置及标定方法。本发明专利技术的标定装置利用气泵作为动力元件，将待标定的气体传感器安装在密闭容器内，而标准气体传感器安装在与密闭容器连通的管路中。通过循环泵、恒温箱和减压阀等调节密封容器内气体的压强、浓度、温度以及气体的流速，比较不同条件下的待标定气体传感器与标准气体传感器的测定结果，确定待标定的气体传感器在不同条件下的性能指标和检测准确度，实现对待标定的气体传感器测量精度的准确标定。本发明专利技术可以找出影响气体传感器精度的主要因素，修正在不同环境下的实验数据，提高气体传感器的测量准确度。

A Gas Sensor Calibration Device and Method

【技术实现步骤摘要】
一种气体传感器标定装置及标定方法
本专利技术涉及一种气体传感器标定装置及标定方法。
技术介绍
气体传感器的标定，通常使用浓度已知的标准气体作为输入值，将传感器放入充有标准气体的密封容器中，调节气体的压强、浓度、温度以及气体的流速，进而分析不同条件下气体传感器的检测容差，实现对气体传感器测量精度的准确标定。本专利技术的目的是提供一种气体传感器标定装置及标定方法，可以在较大范围内调节气体的压强、浓度、温度以及气体的流速，分析影响气体传感器精度的主要因素，修正在不同环境下的测量数据，提高气体传感器的测量准确度。
技术实现思路
本专利技术标定装置的方案是：一种气体传感器标定装置，所述标定装置包括供气设备、真空抽取设备、抽气循环设备、传感检测设备、密闭容器、恒温箱等，所述密闭容器设置于恒温箱内，所述密闭容器内设置待标定的气体传感器；所述的供气设备包括集气瓶和定值减压阀，所述集气瓶的出气口通过供气管路与密闭容器连通，定值减压阀设置于密闭容器与集气瓶之间的供气管路上，所述集气瓶内装有标准浓度的气体，用于在定值减压阀设定的气体压力下，向密闭容器内充入标准浓度的气体；所述真空抽取设备包括真空泵、开关阀和真空压力表，所述真空泵通过抽气管路与密闭容器连通，所述真空泵用于对密闭容器抽真空，以排除密闭容器内的多余气体，保证标准浓度的气体的纯度；所述抽气循环设备包括用于实现密闭容器内的气体循环流动的循环泵，所述循环泵的进气口和排气口分别通过对应的管路与密闭容器连通；所述检测设备包括温度传感器、气压传感器、数据采集卡和PC机，所述温度传感器和气压传感器设置于密闭容器内，用于检测密闭容器内的气体温度和压力，所述数据采集卡的信号输入端连接温度传感器和气压传感器，所述数据采集卡的信号输出端连接PC机；所述密闭容器与循环泵的排气口之间的管路上设置用于对比分析的标准气体传感器，所述标准气体传感器的前后均设置有流量计。进一步地，所述标定装置包括真空压力表，所述真空压力表通过管路与密闭容器连通，用于检测抽真空后密闭容器内的气体压力。进一步地，所述微型真空泵的进气口的管路上设置过滤器，用于滤除气体杂质。进一步地，所述微型真空泵的进气口的管路上设置安全阀，用于设定所述标定装置压力的安全界限值。进一步地，所述密闭容器与各管路均通过螺纹连接，且连接处用厌氧胶密封。本专利技术还提供了一种标定方法，所述标定方法如下：(1)对密闭容器进行气密性检测，保证密闭容器密封良好、无漏气；(2)通过对密闭容器抽真空，排除密闭容器内的残余气体，保证密闭容器内气体的纯度；(3)设定系统压力，开启供气设备，将集气瓶内标准浓度的气体缓慢输送到密闭容器内，打开排气阀，对密闭容器进行吹除5min，然后关闭排气阀，当密闭容器内的压力达到设定压力值后，供气设备停止工作；(4)设定系统温度，并实时监测密闭容器内气体温度值，当监测到密闭容器内的温度达到设定温度值时，进入步骤(5)；(5)通过抽气循环设备，使密闭容器内的气体缓慢流动起来，待气流稳定后，通过标准气体传感器前后的两个流量计，计算出流经标准气体传感器的气体流量损失，确定气体流速，并读取待标定的气体传感器和标准气体传感器的浓度检测值；(6)调整气体流速，重复步骤(5)，得到待标定的气体传感器和标准气体传感器在不同气体流速下的多组浓度检测值；(7)设定多组不同的系统温度值，重复以上步骤(4)～(5)，得到待标定的气体传感器和标准气体传感器在不同系统温度下的多组浓度检测值(8)设定多组不同的系统压力值，重复以上步骤(3)～(5)，得到待标定的气体传感器和标准红外气体传感器在不同系统压力下的多组浓度检测值；(9)将步骤(6)～(8)中待标定的气体传感器的浓度检测值和标准气体传感器的浓度检测值进行比较，确定不同流速、温度和压强下，待标定的气体传感器的检测准确度以及检测误差，实现对待标定的气体传感器测量精度的准确标定。本专利技术达到的有益效果：本专利技术可以找出影响气体传感器精度的主要因素，修正在不同环境下的测量数据，确保气体传感器能够准确可靠地使用。附图说明图1是本专利技术标定装置原理图。图2是密闭容器结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。为了提高气体传感器的检测精度，必须对气体传感器在不同气压、浓度、温度以及空气流速情况下的精度进行标定。本专利技术的标定装置包括：密闭容器，如图2所示，密闭容器内设置待标定的气体传感器。密闭容器设置有上密封盖和下密封盖，密闭容器的上端口和下端口均加工成管螺纹，上密封盖和下密封盖均通过对应的管螺纹与密闭容器密封连接，上密封盖、下密封盖与密封容器之间均设置密封圈，螺纹处涂有可拆卸厌氧胶，从而达到密封的效果，并且可以重复使用，简易方便。恒温箱，密闭容器设置于恒温箱内，所述恒温箱用于设定密闭容器内的气体温度。供气设备，供气设备通过供气管路与密闭容器的上端口连通，且供气设备与密闭容器相连通的供气管路上设置供气开关阀。所述的供气设备包括集气瓶，集气瓶的出气口通过供气管路与密闭容器连通，集气瓶与密闭容器之间的供气管路上设置有定值减压阀、压力表1、压力表2和集气瓶开关阀，且集气瓶开关阀设置于集气瓶的出气口，定值减压阀设置于压力表1与压力表2之间，所述集气瓶内装有标准浓度的气体，定值减压阀用于设定气体试验压力，保证集气瓶内的标准浓度气体在设定的系统压力下，平稳地充入密闭容器内。真空抽取设备，真空抽取设备通过抽气管路与密闭容器的上端口连通。真空抽取设备包括真空泵和抽气开关阀，所述真空泵的进气口通过抽气管路与密闭容器连通，抽气开关阀设置于抽气管路上，真空泵用于对密闭容器抽真空，以排除密闭容器内的杂质气体，保证密闭容器内气体的纯度。真空压力表，所述真空压力表通过检测管路与密闭容器连通，且检测管路上设置减压开关阀。真空压力表用于检测密闭容器抽真空后的气体压力，当真空压力表检测到密闭容器内的气体压力达到设定值后，供气设备工作，将集气瓶内标准浓度的气体充入密闭容器内。传感检测设备，所述传感检测设备包括传感器检测模块、数据采集卡和PC机，其中，传感器检测模块设置于密闭容器内，包括温度传感器和气压传感器，用于标定过程中检测密闭容器内的气体温度和压力，所述数据采集卡的信号输入端连接温度传感器和气压传感器，所述数据采集卡的信号输出端连接PC机。标定过程中，PC机通过数据采集卡采集密闭容器内的气体温度和压力、气体传感器的检测数据，并根据监测结果控制供气设备、真空抽取设备以及微型真空泵的工作。循环泵，气体传感器需要气体缓慢稳定的流过，因此，本标定装置设置循环泵来保证密闭容器内的标准浓度的气体持续地循环流动。本专利技术的循环泵为微型真空泵，所述循环泵的进气口和排气口分别通过对应的管路与密闭容器连通，微型真空泵一方面产生一定程度的真空，一方面产生相对压差，从而保证密闭容器内的气体可以循环流动。为了保证气体的纯度，本专利技术在标准浓度的气体进入循环泵前设置了过滤器来去除杂质，同时保护循环泵和标准气体传感器，过滤器设置于循环泵的进气口的管路上。且循环泵的排气口设置安全阀，用以保证密比容器的压力不能超过设定的安全值，安全阀起到了保护整个系统的作用。循环泵的排气口与密闭容器之间的管路上设置用于对比分析的标准气体传感器，在标准浓度的气体流经标准红外气体传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体传感器标定装置，其特征在于：所述标定装置包括供气设备、真空抽取设备、抽气循环设备和传感检测设备以及密闭容器和恒温箱等，所述密闭容器设置于恒温箱内，所述恒温箱用于设定密闭容器的不同温度，所述密闭容器内安装待标定的气体传感器，所述密闭容器选用圆筒有机玻璃管，两端加工成管螺纹并与端盖以螺纹连接，同时使用密封圈，从而达到密封的效果；所述的供气设备包括集气瓶、定值减压阀和压力表等，所述集气瓶的出气口通过供气管路与密闭容器连通，定值减压阀设置于密闭容器与集气瓶之间的供气管路上，用于设置密封容器内的系列气体压力，所述集气瓶内装有标准浓度的气体，用于在定值减压阀设定的气体压力下，向密闭容器内充入标准浓度的气体；所述真空抽取设备包括真空泵、开关阀、真空压力表等，所述真空泵通过抽气管路与密闭容器连通，所述真空泵用于对密闭容器抽真空，以排除密闭容器内的杂质气体，保证标准浓度的气体纯度；所述抽气循环设备包括循环泵、安全阀、过滤器等，所述循环泵用于实现密闭容器内的气体循环流动，所述循环泵的进气口和排气口分别通过对应的管路与密闭容器连通；所述传感检测设备包括温度传感器、气压传感器、数据采集卡和PC机，所述温度传感器和气压传感器设置于密闭容器内，用于检测密闭容器内的气体温度和压力，所述数据采集卡的信号输入端连接温度传感器和气压传感器，所述数据采集卡的信号输出端连接PC机；所述PC机通过数据采集卡采集密闭容器内的气体温度和压力、气体传感器的检测数据，并根据监测结果控制供气设备、真空抽取设备以及微型真空泵的工作；所述密闭容器与循环泵的排气口之间的管路上设置标准气体传感器，所述标准气体传感器的前后均设置有流量计。...

【技术特征摘要】
1.一种气体传感器标定装置，其特征在于：所述标定装置包括供气设备、真空抽取设备、抽气循环设备和传感检测设备以及密闭容器和恒温箱等，所述密闭容器设置于恒温箱内，所述恒温箱用于设定密闭容器的不同温度，所述密闭容器内安装待标定的气体传感器，所述密闭容器选用圆筒有机玻璃管，两端加工成管螺纹并与端盖以螺纹连接，同时使用密封圈，从而达到密封的效果；所述的供气设备包括集气瓶、定值减压阀和压力表等，所述集气瓶的出气口通过供气管路与密闭容器连通，定值减压阀设置于密闭容器与集气瓶之间的供气管路上，用于设置密封容器内的系列气体压力，所述集气瓶内装有标准浓度的气体，用于在定值减压阀设定的气体压力下，向密闭容器内充入标准浓度的气体；所述真空抽取设备包括真空泵、开关阀、真空压力表等，所述真空泵通过抽气管路与密闭容器连通，所述真空泵用于对密闭容器抽真空，以排除密闭容器内的杂质气体，保证标准浓度的气体纯度；所述抽气循环设备包括循环泵、安全阀、过滤器等，所述循环泵用于实现密闭容器内的气体循环流动，所述循环泵的进气口和排气口分别通过对应的管路与密闭容器连通；所述传感检测设备包括温度传感器、气压传感器、数据采集卡和PC机，所述温度传感器和气压传感器设置于密闭容器内，用于检测密闭容器内的气体温度和压力，所述数据采集卡的信号输入端连接温度传感器和气压传感器，所述数据采集卡的信号输出端连接PC机；所述PC机通过数据采集卡采集密闭容器内的气体温度和压力、气体传感器的检测数据，并根据监测结果控制供气设备、真空抽取设备以及微型真空泵的工作；所述密闭容器与循环泵的排气口之间的管路上设置标准气体传感器，所述标准气体传感器的前后均设置有流量计。2.根据权利要求1所述的一种气体传感器标定装置，其特征在于，所述标定装置包括真空压力表，所述真空压力表通过管路与密闭容器连通，用于检测抽真空后密闭容器内的气体压力。3.根据权利要求1所述的一种气体传感器标定装置，其特征在于，所述循环泵为微型真空泵。4.根据权利要求3所述的一种气体传感器标定装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟国栋，朱仰招，李雪健，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11