[發(fā)明專利]一種氣體傳感器自標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210445869.8
• 申請(qǐng)日: 2012-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102928484B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝雷;韓杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫市尚沃醫(yī)療電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/26
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/26
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• 代理人: 暫無(wú)信息

一種氣體傳感器自標(biāo)定方法用于標(biāo)定響應(yīng)值受氣體流動(dòng)影響的傳感器靈敏度，其特征在于：控制氣體以兩種不同的流速流經(jīng)傳感器，通過(guò)固定的傳感器參數(shù)及不同流速下傳感器的響應(yīng)值計(jì)算待測(cè)氣體濃度及對(duì)傳感器的靈敏度進(jìn)行標(biāo)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于標(biāo)定響應(yīng)值受氣體流速影響的傳感器靈敏度。

背景技術(shù)

最常用的電化學(xué)、半導(dǎo)體及催化型傳感器的電流信號(hào)S通常滿足如下測(cè)量方程：

S=kC0+k0

其中，參數(shù)k0與k分別為一個(gè)傳感器的零點(diǎn)與靈敏度參數(shù)，可通過(guò)用至少兩個(gè)已知濃度的氣體對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定獲得。

傳感器在使用過(guò)程中其響應(yīng)信號(hào)會(huì)受到包括氣流速率、壓力、溫度、濕度以及其它氣體組分的影響，且傳感器靈敏度也會(huì)由于老化、失活、活化或中毒等影響而發(fā)生變化，因而傳感器的使用一般都要求在與使用條件接近的氣流速率、壓力、溫度、濕度以及氣體組分、條件下進(jìn)行標(biāo)定，而且標(biāo)定時(shí)間與測(cè)量時(shí)間盡可能接近以避免上述干擾。

用戶可以根據(jù)廠商建議的方法與程序自己標(biāo)定，也可以將儀器返回廠商或指定的維修代理商進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定的頻繁與專業(yè)要求為廠商和用戶帶來(lái)了諸多不便并且增加了運(yùn)營(yíng)與使用成本。提高傳感器的穩(wěn)定性、在降低傳感器標(biāo)定頻率的同時(shí)不犧牲準(zhǔn)確性也是傳感器及檢測(cè)儀器制造商面臨的巨大挑戰(zhàn)。

本發(fā)明將提供一種具較高穩(wěn)定性的氣體測(cè)量方法，該方法可用于對(duì)不同流速下傳感器靈敏度的自標(biāo)定，提高測(cè)量的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，降低用標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定傳感器靈敏度得頻率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明對(duì)目前技術(shù)的不足提出了一種氣體傳感器自標(biāo)定方法，該方法利用傳感器自身穩(wěn)定的參數(shù)對(duì)傳感器的靈敏度進(jìn)行自標(biāo)定，而不需要已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體。

本方法用于標(biāo)定響應(yīng)值受氣體流速影響的傳感器靈敏度，方法如下：控制氣體以兩種不同的流速流經(jīng)傳感器，通過(guò)固定的傳感器參數(shù)及各種流速下傳感器的響應(yīng)值計(jì)算待測(cè)氣體濃度及對(duì)傳感器的靈敏度進(jìn)行標(biāo)定。而所述傳感器參數(shù)只需用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)所述過(guò)程標(biāo)定一次。

所述氣體流速控制通過(guò)PWM方式控制泵的工作狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)在氣路中串聯(lián)比例閥、伺服閥或氣體阻力件等調(diào)整氣路阻力的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

控制氣體以至少兩種不同的流速流經(jīng)傳感器，也可通過(guò)各種流速下傳感器的響應(yīng)值差值與待測(cè)氣體濃度間的比例關(guān)系也可計(jì)算氣體濃度，該比例關(guān)系可通過(guò)已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體通過(guò)所述方法標(biāo)定來(lái)獲得。

由于傳感器參數(shù)由傳感器氣路機(jī)械結(jié)構(gòu)及氣體流速?zèng)Q定，而傳感器氣路機(jī)械結(jié)構(gòu)基本是穩(wěn)定的，利用本方法進(jìn)行氣體濃度測(cè)量時(shí)，如果能控制好氣體流速，則測(cè)量結(jié)果不受傳感器敏感元件性能衰減的影響，具有較好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

當(dāng)傳感器敏感元件性能衰減導(dǎo)致其靈敏度降低時(shí)，可用該方法對(duì)氣靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn)而無(wú)需已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，方法簡(jiǎn)單易行。

對(duì)于傳感器靈敏度較穩(wěn)定，而零點(diǎn)漂移較大的傳感器，通過(guò)不同流速下傳感器響應(yīng)值的差值計(jì)算可扣除大部分零點(diǎn)漂移的影響，獲得更高的測(cè)量準(zhǔn)確度，提高測(cè)量的便利性。

附圖說(shuō)明

圖1.自標(biāo)定傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2.NH3傳感器變流量測(cè)量響應(yīng)曲線

圖3. NH3傳感器在不同流速下的電流響應(yīng)差值與NH3濃度間的關(guān)系

圖4.CO傳感器變流量測(cè)量響應(yīng)曲線

具體實(shí)施例