提供一种真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置，包括浓度温湿度采集模块、放大电路模块和微处理模块，浓度温湿度采集模块固定在高低温箱内部且通过热导传感器采集环氧乙烷浓度差分信号、通过温度补偿电阻和湿度传感器采集其内部的温度信号和湿度信号，浓度温湿度采集模块输出的环氧乙烷浓度差分信号和温度信号通过放大电路模块处理后输送到微处理模块，浓度温湿度采集模块输出湿度信号直接输送到微处理模块，微处理模块对接收到的信号处理后输出与环氧乙烷浓度对应的电压值。本发明专利技术通过物理方法检测真空环境下环氧乙烷的浓度，实现实时气体浓度检测，实现真空环境下对环氧乙烷气体浓度的定性和定量分析，检测范围可达到0～100％VOL，满足检测要求。满足检测要求。满足检测要求。
【技术实现步骤摘要】
真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置
[0001]本专利技术属于环氧乙烷浓度检测
，具体涉及一种真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置。
技术介绍
[0002]随着社会经济的发展，人们越来越注重健康，同时随着科学技术的发展，环氧乙烷灭菌柜已经诞生，主要应用到医疗消毒领域。
[0003]环氧乙烷在低温下为无色透明液体，在常温下为无色带有醚刺激性气味的气体，气体的蒸汽压高，30℃时可达141kPa，这种高蒸汽压决定了环氧乙烷熏蒸消毒时穿透力较强，再加上一系列工艺改进，使环氧乙烷灭菌得到很大的推广。而环氧乙烷灭菌时浓度的管控非常严格，目前生产厂家基本都是按照理论值计算，进行环氧乙烷的注入，同时加上试纸或试剂来判断灭菌是否合适，对于环氧乙烷灭菌柜腔体浓度检还没有相应的设备或者装置。目前市场现存的浓度检测以电化学原理检测的居多，而电化学原理的只能检测大气压环境下环氧乙烷浓度，真空环境中，电解液会进行分解，导致电化学原理失效，无法进行测量，其他化学反应的检测完全不能满足要求。其次初选光学检测基本检测的范围在3％VOL以下，检测范围也不能满足要求。因此有必要提出改进，解决真空环境下高浓度环氧乙烷浓度检测。
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的技术问题：提供一种真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置，本专利技术通过物理方法检测真空环境下环氧乙烷的浓度，通过环氧乙烷气体自身热导率在不同浓度下会有变化，随着浓度的变化对热导率进行测量，结合放大电路，实现实时气体浓度检测，同时通过微处理器处理减小了温度、湿度对浓度检测的影响，实现对环氧乙烷进行定性和定量分析，能够使检测范围可达到0～100％VOL，满足检测要求。
[0005]本专利技术采用的技术方案：真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置，包括浓度温湿度采集模块、放大电路模块和微处理模块，所述浓度温湿度采集模块固定在高低温箱内部且通过热导传感器采集环氧乙烷浓度差分信号、通过温度补偿电阻和湿度传感器采集其内部的温度信号和湿度信号，所述浓度温湿度采集模块与放大电路模块连接，所述放大电路模块与微处理模块连接，所述浓度温湿度采集模块输出的环氧乙烷浓度差分信号和温度信号通过放大电路模块处理后输送到微处理模块，所述浓度温湿度采集模块输出湿度信号直接输送到微处理模块，所述微处理模块对接收到的信号进行处理后输出与环氧乙烷浓度对应的电压值。
[0006]其中，所述浓度温湿度采集模块包括热导传感器、温度补偿电阻Rt1、温度补偿电阻Rt2、湿度传感器、电阻R8、电阻R9和电阻R10；所述电阻R8和热导传感器串联连接，所述电阻R9和电阻R10串联连接，所述温度补偿电阻Rt1、温度补偿电阻Rt2串联连接，所述电阻R8、电阻R9和温度补偿电阻Rt1一端共同连接后接供电I+端，所述热导传感器、电阻R10和温度
补偿电阻Rt2一端共同连接后接供电I
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端，所述电阻R8和热导传感器的共同连接端为差分信号S+端，所述电阻R9和电阻R10的共同连接端为差分信号S
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端，所述差分信号S+端和差分信号S
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端连接放大电路模块；所述湿度传感器直接与微处理模块连接。
[0007]所述放大电路模块包括运算放大器1、运算放大器2、运算放大器3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7；所述运算放大器1的同相输入端连接差分信号S+端，所述运算放大器1的反相输入端连接电阻R1一端和电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接运算放大器1的输出端和电阻R4一端；所述运算放大器2的同相输入端连接差分信号S
‑
端，所述运算放大器2的反相输入端连接电阻R1另一端和电阻R3一端，所述电阻R3另一端连接运算放大器2的输出端和电阻R5一端；所述电阻R4另一端和电阻R6一端连接运算放大器3的反相输入端，所述电阻R6另一端连接运算放大器3的输出端并连接微处理模块的输入端，所述电阻R5另一端和电阻R7一端连接运算放大器3的同相输入端，所述电阻R7另一端连接基准电压REF。
[0008]所述微处理模块中对接收的信号进行处理的算法如下：
[0009]采用多点曲线拟合的方法，对温度和湿度进行补偿，减小环境温度和湿度的变化；其中，湿度传感器为一个标准的数字湿度传感器，补偿好温度后再将湿度加入补偿算法；
[0010]对高低温箱中设定5个温度部分：0℃，20℃，40℃，60℃，80℃；
[0011]设定5个浓度值：0,25,50,75,100；
[0012]通过浓度温湿度采集模块在不同的设定温度下采集温度值和浓度值，其中，浓度值为差分信号S+端和差分信号S
‑
端的差值；
[0013]0℃采集5个温度值，5个浓度值；
[0014]20℃采集5个温度值，5个浓度值；
[0015]40℃采集5个温度值，5个浓度值；
[0016]60℃采集5个温度值，5个浓度值；
[0017]80℃采集5个温度值，5个浓度值；
[0018]上述采集数值共形成25组数据；
[0019]然后，采用以下多点曲线拟合方程式：
[0020]C(Y,T)＝A(T)+B(T)*Y+C(T)*Y*Y+D(T)*Y*Y*Y+E(T)*Y*Y*Y*Y
[0021]其中：A(T)＝A0+A1*T+A2*T*T+A3*T*T*T+A4*T*T*T*T
[0022]B(T)＝B0+B1*T+B2*T*T+B3*T*T*T+B4*T*T*T*T
[0023]C(T)＝C0+C1*T+C2*T*T+C3*T*T*T+C4*T*T*T*T
[0024]D(T)＝D0+D1*T+D2*T*T+D3*T*T*T+D4*T*T*T*T
[0025]E(T)＝E0+E1*T+E2*T*T+E3*T*T*T+E4*T*T*T*T
[0026]根据25组数据，进行拟合，计算出A0，A1,,,,,E3,E4 25个系数；通过上述方程即可计算出浓度值C，此过程在恒湿环境下进行；
[0027]其中，Y
‑‑
表示采集的测定浓度值
[0028]U
‑‑
表示采集的测定温度值
[0029]C(Y,T)
‑‑
表示在测定浓度值Y和测定温度值T时计算出的精确浓度值；
[0030]使高低温箱内置于设定的湿度环境下，对于计算好的C，设定4个湿度值为10、35、55、80，在微处理器内部，经环氧乙烷浓度再次进行四点标定(10，C0)、(35，C1)、(55，C2)、
(80，C3)，其中，C0、C1、C2、C3为通过计算的浓度值，
[0031]根据上述4个点可以计算3个线性函数，其中，
[0032]根据(10，C0)和(35，C1)两点计算出第一个线性函数：H＝a1X+b1；
[0033]根据(35，C1)和(55，C2)两点计算出第二个线性函数：H＝a2X+b2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置，其特征在于：包括浓度温湿度采集模块(2)、放大电路模块(3)和微处理模块(4)，所述浓度温湿度采集模块(2)固定在高低温箱(1)内部且通过热导传感器采集环氧乙烷浓度差分信号、通过温度补偿电阻和湿度传感器采集其内部的温度信号和湿度信号，所述浓度温湿度采集模块(2)与放大电路模块(3)连接，所述放大电路模块(3)与微处理模块(4)连接，所述浓度温湿度采集模块(2)输出的环氧乙烷浓度差分信号和温度信号通过放大电路模块(3)处理后输送到微处理模块(4)，所述浓度温湿度采集模块(2)输出湿度信号直接输送到微处理模块(4)，所述微处理模块(4)对接收到的信号进行处理后输出与环氧乙烷浓度对应的电压值。2.根据权利要求1所述的真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置，其特征在于：所述浓度温湿度采集模块(2)包括热导传感器、温度补偿电阻Rt1、温度补偿电阻Rt2、湿度传感器、电阻R8、电阻R9和电阻R10；所述电阻R8和热导传感器串联连接，所述电阻R9和电阻R10串联连接，所述温度补偿电阻Rt1和温度补偿电阻Rt2串联连接，所述电阻R8、电阻R9和温度补偿电阻Rt1一端共同连接后接供电I+端，所述热导传感器、电阻R10和温度补偿电阻Rt2一端共同连接后接供电I
‑
端，所述电阻R8和热导传感器的共同连接端为差分信号S+端，所述电阻R9和电阻R10的共同连接端为差分信号S
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端，所述差分信号S+端和差分信号S
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端连接放大电路模块(3)；所述湿度传感器直接与微处理模块(4)连接。3.根据权利要求2所述的真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置，其特征在于：所述放大电路模块(3)包括运算放大器1、运算放大器2、运算放大器3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7；所述运算放大器1的同相输入端连接差分信号S+端，所述运算放大器1的反相输入端连接电阻R1一端和电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接运算放大器1的输出端和电阻R4一端；所述运算放大器2的同相输入端连接差分信号S
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端，所述运算放大器2的反相输入端连接电阻R1另一端和电阻R3一端，所述电阻R3另一端连接运算放大器2的输出端和电阻R5一端；所述电阻R4另一端和电阻R6一端连接运算放大器3的反相输入端，所述电阻R6另一端连接运算放大器3的输出端并连接微处理模块(4)的输入端，所述电阻R5另一端和电阻R7一端连接运算放大器3的同相输入端，所述电阻R7另一端连接基准电压REF。4.根据权利要求3所述的真空环境下高浓度环氧乙烷气体浓度检测装置，其特征在于：所述微处理模块(4)中对接收的信号进行处理的算法如下：采用多点曲线...
【专利技术属性】
技术研发人员：周华，刘维成，张亚会，张鹏刚，
申请(专利权)人：宝鸡市宝峰传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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