[發明專利]一種非色散紅外氣體傳感器溫壓特性測試系統

無效

• 申請號: 201410485931.5
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104198425A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 吳永忠;程文娟;黃星星;湯世祥;陳浩;史志恒
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明是一種機械電子自動控制系統，主要應用于非色散紅外氣體傳感器系統中光譜吸收度與溫壓特性的測試，也可以應用于相關的其它領域。?

背景技術

應用非色散紅外氣體傳感器系統檢測氣體濃度常用的分析模型是光譜吸收定律，而光譜吸收定律僅在恒溫、恒壓的理想條件下適用，它不能描述光譜吸收度與溫度氣壓之間的關系，但在實際應用中常常會受到溫度氣壓變化的影響，導致檢測結果發生偏差。為了提高檢測精度，在相關傳感器系統的研制過程中，常常需要解決光譜吸收度與溫度氣壓之間關系的問題。因此，本發明提出了一種可以實時仿真環境溫度和氣壓條件的控制系統，主要用于非色散紅外氣體傳感器系統中光譜吸收度與溫度氣壓之間關系的探索。?

發明內容

為了提高檢測精度，在相關傳感器系統的研制過程中，常常需要解決光譜吸收度與溫度氣壓之間關系的問題。因此，本發明提出了一種可以實時仿真環境溫度和氣壓條件的控制系統。本系統主要由測試槽、溫度監控子系統、氣壓監控子系統、嵌入式系統和標準待測氣樣瓶、進氣管道、排氣管道和接線端子電路組成，測試槽是一個氣密性良好、隔熱且可承受300kPa箱體；溫度監控子系統主要由半導體制冷器及其控制電路、溫度檢測電路等組成，能夠實時監控測試槽的溫度；氣壓監控子系統主要由氣泵及驅動控制電路、測試槽、進氣管道、排氣管道、標準待測氣樣氣瓶、氣壓檢測電路等組成，可實現對測試槽的氣壓控制，標準待測氣樣氣瓶不僅起到對測試槽增壓的作用而且還可提供標準待測氣體；測試槽內溫度監控子系統、氣壓監控子系統和非色散紅外氣體傳感器的相關電路通過接線端子電路實現與外部的電氣連接；嵌入式系統包含溫度監控電路、氣壓檢測電路、半導體制冷器控制電路和驅動控制電路，嵌入式系統可以對系統進行總體控制。?

測試槽是一個氣密性良好且隔熱的箱體，可承受300kPa，測試槽有一個進氣管道和兩個排氣管道，一個排氣管道與氣泵相連，另一個排氣管道接開關閥，進氣管道通過減壓閥與標準氣樣氣瓶相連。?

溫度監控子系統主要由半導體制冷器及其控制電路、溫度檢測電路等組成，將溫度檢測電路中的溫度傳感器置于測試槽中，半導體制冷器A和B加裝在測試槽上，溫度檢測電路的電源線、地線和信號線以及半導體制冷器A和B的電源線、地線連接到測試槽內部的接線端?子電路的接線柱，溫度監控子系統用于自動檢測和控制測試槽內溫度。通過鍵盤以步進方式預設溫度值，通過顯示器實時顯示測試槽內溫度值，溫度監控子系統的預設值范圍為-15～55℃，精度：±0.1℃，溫度監控子系統的溫度監控范圍為-10～50℃，步進單位0.1℃。?

氣壓監控子系統主要由氣泵及其驅動控制電路、測試槽、進氣管道、排氣管道、標準待氣樣氣瓶、氣壓檢測電路等組成。氣泵的抽氣管道與測試槽的排氣管道連接便于抽出測試槽內氣體，氣泵與嵌入式系統的氣泵驅動控制電路連接，標準氣樣氣瓶通過調節閥、流量計和減壓閥與進氣管道連接，氣壓檢測電路的電源線、地線和信號線與測試槽內的接線端子電路的接線柱連接。測試槽的增壓操作是通過手動控制方式實現的，而減壓操作則是通過自動控制方式實現。通過鍵盤以步進方式預設氣壓值，通過顯示器實時顯示測試槽內氣壓值,氣壓控制范圍：80～116kPa，精度：±1％，氣壓預設值范圍70～126kPa，步進單位1kPa。?

顯示器主要用于顯示溫度檢測值、溫度預設值、氣壓檢測值、氣壓預設值。?

待測的非色散紅外氣體傳感器置于測試槽內，可通過測試槽內的接線端子電路中的b11—b16號接線柱與外部電路實現電氣連接。?

電源電路實現AC220V至系統電路所需電壓的轉換。?

測試槽內外電路可通過氣密性良好且隔熱的接線端子電路實現電氣連接，接線端子電路具有16x2個接線端子，測試槽內外各有16個，測試槽內外的接口端子的接線端子序號從左至右一次是b1、b2、b3……b15、b16和c1、c2、c3……c15、c16，它們之間一一對應連通，分別用于連接測試槽內外的各種電路。測試槽內外端子電路的接口線端子序號及名稱如表1和表2所示。?

本發明的有益效果是，能夠實時模擬溫度和氣壓環境，溫度監控范圍為-10—50℃，精度：±0.1℃，氣壓控制范圍：80～116kPa，精度：±1％，可滿足一般非色散紅外氣體傳感器的溫壓特性的測試。?

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。?