[發(fā)明專利]高壓環(huán)境下恒電位電化學(xué)氣體傳感器的校準(zhǔn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410146034.1
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103884750A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆碩;陳杰;方以群;魯剛;李丹;黃新宇;姚健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍醫(yī)學(xué)研究所
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種高壓環(huán)境下恒電位電化學(xué)氣體傳感器的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：

在同一熱力學(xué)溫度下，獲取傳感器對特定氣體的一系列氣體成分濃度對應(yīng)輸出的電解電流，得到不同高壓環(huán)境壓強(qiáng)P1、P2……Pn下的響應(yīng)曲線I=f1（C）、I=f2（C）……I=fn（C），其中，P1、P2……Pn為固定值且依次遞增，C為氣體成分濃度，I為電解電流；

在高壓環(huán)境壓強(qiáng)固定時，I=f（C）=Ka·D·C，其中Ka為常數(shù)，D為擴(kuò)散系數(shù)且在高壓環(huán)境壓強(qiáng)為固定值時也為常數(shù)，對不同高壓環(huán)境壓強(qiáng)對應(yīng)的響應(yīng)曲線系數(shù)擬合Ka·D，得到響應(yīng)曲線系數(shù)中的擴(kuò)散系數(shù)在固定溫度下隨環(huán)境壓強(qiáng)變化的規(guī)律Ka·D=g（P），其中P為環(huán)境壓強(qiáng)，根據(jù)I=Ka·D·C=g（P）·C，即可得到該恒電位電化學(xué)傳感器在[P1，Pn]區(qū)間內(nèi)任一壓強(qiáng)下的響應(yīng)曲線，即達(dá)到了對該傳感器在高壓下進(jìn)行校準(zhǔn)的目的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述校準(zhǔn)方法采用耐壓腔體實現(xiàn)，所述耐壓腔體具有艙體、進(jìn)氣閥、排氣閥、氣體采樣口、電連接件和溫壓一體傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，獲取不同環(huán)境壓強(qiáng)P1、P2……Pn下的響應(yīng)曲線I=f1（C）、I=f2（C）……I=fn（C）的方法為：

向耐壓腔體內(nèi)充入氣體成分濃度已知為C1的標(biāo)準(zhǔn)氣體，使腔內(nèi)環(huán)境壓強(qiáng)為Px，x=1，2……n，測量耐壓腔體內(nèi)的熱力學(xué)溫度為固定值時所述恒電位電化學(xué)氣體傳感器所輸出的電解電流I1；

向耐壓腔體內(nèi)充入氣體成分濃度已知為C2、C3……Cm的標(biāo)準(zhǔn)氣體，使腔內(nèi)環(huán)境壓強(qiáng)仍為Px，x=1，2……n，測量耐壓腔體內(nèi)的溫度為固定值時所述恒電位電化學(xué)氣體傳感器輸出的電解電流I2、I3……Im，m≥3；

根據(jù)已知?dú)怏w成分的濃度C1、C2……Cm，以及上述各自濃度C1、C2……Cm下恒電位電化學(xué)氣體傳感器所輸出的電解電流I1、I2……Im，進(jìn)行線性擬合，獲得該熱力學(xué)溫度固定值對應(yīng)的I=fx（C）；

x遍歷1，2……n，即可獲得同一熱力學(xué)溫度，高壓環(huán)境壓強(qiáng)P1對應(yīng)的I=f1（C）、高壓環(huán)境壓強(qiáng)P2對應(yīng)的I=f2（C）……高壓環(huán)境壓強(qiáng)Pn對應(yīng)的I=fn（C）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，氣體成分濃度C1的供氣源為所述特定氣體的零點(diǎn)氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，獲取不同環(huán)境壓強(qiáng)P1、P2……Pn下的響應(yīng)曲線I=f1（C）、I=f2（C）……I=fn（C）的方法為：

向耐壓腔體內(nèi)充入氣體成分濃度已知為C1的標(biāo)準(zhǔn)氣體，使腔內(nèi)環(huán)境壓強(qiáng)為Px，x=1，2……n，測量耐壓腔體內(nèi)的熱力學(xué)溫度為固定值時所述恒電位電化學(xué)氣體傳感器所輸出的電解電流I1；

向所述氣體成分濃度為C1的耐壓腔體內(nèi)充入氣體成分濃度已知為C’的標(biāo)準(zhǔn)氣體，使耐壓腔體內(nèi)壓力達(dá)到Ps，在熱力學(xué)溫度不變的前提下，通過C2=C’+(C1-C’)·Px/Ps，計算獲得耐壓腔體內(nèi)的氣體成分濃度C2；對所述耐壓腔體排氣，使耐壓腔體內(nèi)壓力下降至Px，此時耐壓腔體內(nèi)氣體成分濃度仍為C2，測量耐壓腔體內(nèi)的溫度為固定值時所述恒電位電化學(xué)氣體傳感器所輸出的電解電流I2；

……

向所述氣體成分濃度為Ct的耐壓腔體內(nèi)充入氣體成分濃度已知為C’’的標(biāo)準(zhǔn)氣體，使耐壓腔體內(nèi)壓力達(dá)到Ps，在熱力學(xué)溫度不變的前提下，通過C（t+1）=C’’+(Ct-C’’)·Px/Ps，計算獲得耐壓腔體內(nèi)的氣體成分濃度C（t+1）；對所述耐壓腔體排氣，使耐壓腔體內(nèi)壓力下降至Px，此時耐壓腔體內(nèi)氣體成分濃度仍為C（t+1），測量耐壓腔體內(nèi)的溫度為固定值時所述恒電位電化學(xué)氣體傳感器所輸出的電解電流I（t+1），2≤t≤（m-1）；

……

根據(jù)氣體成分的濃度C1、C2……Cm，以及上述各自濃度C1、C2……Cm下恒電位電化學(xué)氣體傳感器所輸出的電解電流I1、I2……Im，m≥3，進(jìn)行線性擬合，獲得該熱力學(xué)溫度固定值對應(yīng)的I=fx（C）；

x遍歷1，2……n，即可獲得同一熱力學(xué)溫度，高壓環(huán)境壓強(qiáng)P1對應(yīng)的I=f1（C）、高壓環(huán)境壓強(qiáng)P2對應(yīng)的I=f2（C）……高壓環(huán)境壓強(qiáng)Pn對應(yīng)的I=fn（C）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述氣體成分濃度C’’的供氣源為所述特定氣體的零點(diǎn)氣。