一种氧气检测仪、检测方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种氧气检测仪、检测方法及应用，氧气检测仪包括设置有透氧膜的进气口，临近所述进气口安装有加热器，所述加热器连接有控制单元，所述控制单元连接有温度传感器；所述温度传感器包括安装在所述透氧膜上的第一温度传感器，以及安装在氧气检测仪内部用以检测环境温度的第二温度传感器；所述控制单元用以接收所述第一温度传感器及所述第二传感器的温度信号，以控制所述加热器进行加热，保证所述透氧膜的温度高于环境温度。本发明专利技术通过增加温度传感器，能够检测氧气检测仪所处环境的温度以及透氧膜的温度，进而控制加热器对透氧膜进行加热，使透氧膜温度高于环境温度，从而避免了水汽在透氧膜上凝结。

【技术实现步骤摘要】
一种氧气检测仪、检测方法及应用
本专利技术涉及气体检测领域，具体而言，涉及一种氧气检测仪、检测方法及应用。
技术介绍
氧气检测仪广泛分布于石油、化工、燃气、煤炭、冶金、电力、市政、农业、食品、生物、医药、高校、科研等各行各业，用于作业环境及样品中氧气浓度的测量。例如在某些特殊的环境，如矿井中或地下作业时，经常会有大量的气体产生，如果对氧含量监测不及时，会引起混合气体爆炸，或者由于氧含量不足，极易引起施工人员窒息等问题。因此在工业生产中氧气的监控为重要的安全保证手段。目前用于检测环境中氧气的浓度的氧气检测仪，一般由电化学或氧化物及半导体的氧气检测元件、电子部件和显示部分等组成，由氧气检测元件将环境空气中氧气浓度值转换成电信号，然后通过电路处理，并以浓度值显示出来。电化学式氧气传感器因其结构小巧、性能稳定、灵敏度高、选择性好，故被广泛应用于工业环境监测中。现有技术中的氧气检测仪内部温度温差大，从室外进入检测仪内部的气体容易在进口处发生凝结，产生水汽，进而影响到设备的工作，降低产品的使用寿命。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种氧气检测仪，该氧气检测仪通过在氧气检测仪内部设置温度传感器，能够检测氧气检测仪所处环境的温度以及透氧膜的温度，并通过将温度信号传递给控制单元，进而控制加热器对透氧膜进行加热，使透氧膜温度高于环境温度，从而避免了水汽在透氧膜上凝结，提高了产品寿命；同时通过补偿算法将测得的氧气浓度值转换为正常温度下的值，从而解决了不同温度下所测得的氧气浓度不准确的问题，提高了测量精确度。本专利技术的第二目的在于提供一种基于上述氧气检测仪的氧气检测方法，这种检测方法操作简便，检测精度高，且适用范围广。本专利技术的第三目的在于提供上述检测仪以及检测方法的具体应用，该氧气检测仪及检测方法能够应用于环境检测、食品检测、气体成分检测；还可以应用于堆肥氧气浓度检测、矿山尾矿氧气浓度检测、粮食或土壤中的氧气浓度检测。且应用可靠性高，在这些环境下也能够保障测量的准确度。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供了一种氧气检测仪，包括设置有透氧膜的进气口，临近所述进气口安装有加热器，所述加热器连接有控制单元，所述控制单元连接有温度传感器；所述温度传感器包括安装在所述透氧膜上的第一温度传感器，以及安装在氧气检测仪内部用以检测环境温度的第二温度传感器；所述控制单元用以接收所述第一温度传感器及所述第二传感器的温度信号，以控制所述加热器进行加热，保证所述透氧膜的温度高于环境温度。这样可以保证即使在高温高湿的环境下，水汽也不会大量凝结在透氧膜上。优选的，所述透氧膜选用特氟龙膜。特氟龙膜不仅能够满足气体渗透性，还具有优良的抗湿性、抗腐蚀性和耐高温性能，能够应用于各种恶劣环境，有利于提高氧气检测仪的使用寿命。优选的，所述氧气检测仪还包括密封壳体，所述密封壳体上设置有所述进气口，所述加热器、所述控制单元、所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器置于所述密封壳体内。采用密封壳体可以屏蔽外界环境的干扰，提高氧气检测仪的测量精度。优选的，所述密封壳体内部还设置有氧气感应元件以及气压传感器，所述氧气感应元件用以将捕捉到的氧气通过电化学反应形成电压，所述气压传感器用以测量环境气压。通过测量环境电压与环境温度，以便能够根据当前的气压与温度对测得的氧气浓度值进行修正，进一步提高测量精度。现有技术中，检测环境中氧气的浓度的氧气检测仪，一般由电化学或氧化物及半导体的氧气检测元件、电子部件和显示部分等组成，由氧气检测元件将环境空气中氧气浓度值转换成电信号，然后通过电路处理，并以浓度值显示出来。但由于测量环境有时比较恶劣，且测量环境的温度、大气压力均不同，而现有的氧气传感器无法排除温度和大气压力的影响，其测量值与实际值存在偏差，从而导致测量不准确。本专利技术通过在氧气检测仪内部增设温度传感器和气压传感器，在测量氧气浓度的同时将检测仪所处环境的温度和大气压力一并测出，便于通过补偿算法将测得的氧气浓度值转换为正常温度与气压条件下的值，从而解决了不同温度与气压下所测得的氧气浓度不准确的问题。优选的，所述氧气感应元件为电化学装置，所述电化学装置主要由正极、负极和电解质组成。电化学装置灵敏度高，性能稳定，能够提高装置可靠性。所述电解质的成分优选包括柠檬酸和酒石酸，所述柠檬酸的浓度为0.2-1mol/L；所述酒石酸的浓度为0.1-0.5mol/L。柠檬酸与酒石酸的溶解度较高，能够提高电解液的摩尔浓度；选用弱酸性电解质，有利于提高电化学氧传感器电压输出的稳定性，能够增强氧气检测仪整体设备的可靠性。优选的，所述气压传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、加热器和控制单元与氧气感应元件性连接，这样设置能够使设备自供电，提高设备使用效率。优选的，所述氧气检测仪还包括用于处理数据以得到氧气浓度的信息处理单元；所述信息处理单元与所述氧气感应元件、所述气压传感器、以及所述第二温度传感器电性连接。增加信息处理单元是为了处理测得的氧气浓度、温度和气压，并将他们输出到显示屏上。所述信息处理单元为信号处理器；所述信号处理器包括信号调理电路、A/D转换电路、微处理器电路和显示电路。氧气检测仪输出的电信号经信号调理电路进行放大后送至A/D转换电路，经微处理器电路处理后送显示电路，显示被测氧气的含量，从而防止了因产生电信号弱造成的测量不准确的问题。本专利技术的有益效果在于，通过使用电化学装置，提高了设备的检测精度和稳定性；通过增加温度传感器和气压传感器，排除了环境因素的干扰，能够得到更为准确的氧气浓度值；通过在透氧膜旁边设置加热器，保证所述透氧膜的温度高于环境温度。这样可以保证即使在高温高湿的环境下，水汽也不会大量凝结在透氧膜上，进而提高了设备的使用寿命。本专利技术还提供了一种基于上述氧气检测仪的氧气检测方法，包括：氧气通过透氧膜时进行加热，以使所述透氧膜的温度高于所述氧气检测仪内部的环境温度，优选地所述透氧膜的温度比环境温度高1-2℃。氧气通过所述透氧膜进行加热后，扩散到所述氧气感应元件上以将氧气反应形成电压，对形成的电压信号进行处理校正，以得到氧气浓度；所述处理校正的方法包括：将所述电压信号与温度、湿度、海拔高度的关系做成图表，以对所述电压信号精确校准。这种检测方法操作简便，检测精度高，且适用范围广。优选的，所述氧气检测仪及检测方法能够应用于环境检测、食品检测、气体成分检测；更优选地应用于堆肥氧气浓度检测、矿山尾矿氧气浓度检测、粮食或土壤中的氧气浓度检测。本设备可靠性高，在这些环境下也能够保障测量的准确度。优选地，检测时间为14s-60s。本专利技术的氧气检测仪检测效率高，在很短的时间内就能完成完整的检测，准确率也很高。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧气检测仪，其特征在于，包括设置有透氧膜的进气口，临近所述进气口安装有加热器，所述加热器连接有控制单元，所述控制单元连接有温度传感器；/n所述温度传感器包括安装在所述透氧膜上的第一温度传感器，以及安装在氧气检测仪内部用以检测环境温度的第二温度传感器；/n所述控制单元用以接收所述第一温度传感器及所述第二传感器的温度信号，以控制所述加热器进行加热，保证所述透氧膜的温度高于环境温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧气检测仪，其特征在于，包括设置有透氧膜的进气口，临近所述进气口安装有加热器，所述加热器连接有控制单元，所述控制单元连接有温度传感器；
所述温度传感器包括安装在所述透氧膜上的第一温度传感器，以及安装在氧气检测仪内部用以检测环境温度的第二温度传感器；
所述控制单元用以接收所述第一温度传感器及所述第二传感器的温度信号，以控制所述加热器进行加热，保证所述透氧膜的温度高于环境温度。


2.根据权利要求1所述的氧气检测仪，其特征在于，还包括密封壳体，所述密封壳体上设置有所述进气口，所述加热器、所述控制单元、所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器置于所述密封壳体内。


3.根据权利要求2所述的氧气检测仪，其特征在于，所述密封壳体内部还设置有氧气感应元件以及气压传感器，所述氧气感应元件用以将捕捉到的氧气通过电化学反应形成电压，所述气压传感器用以测量环境气压。


4.根据权利要求3所述的氧气检测仪，其特征在于，所述氧气感应元件为电化学装置，所述电化学装置主要由正极、负极和电解质组成。


5.根据权利要求4所述的氧气检测仪，其特征在于，所述电解质的成分包括柠檬酸和酒石酸，所述柠檬酸的浓度为0.2-1mol/L；所述酒石酸的浓度为0.1-0.5mol/L。


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【专利技术属性】
技术研发人员：雷鸣，
申请(专利权)人：江苏集萃深度感知技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32