[發明專利]電化學傳感器的標定方法

有效

• 申請號: 201410699199.1
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN105628752B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 李后順;丁五行;李玉海;周尚虎;路自強;海景雯;康鈞;馬麗山;鄭勇
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司電力科學研究院;丁五行
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;黃健

本發明提供一種電化學傳感器的標定方法，包括以下步驟：在標準狀態下，通過動態配氣裝置向待標定電化學傳感器輸入不同濃度的氣體，測定所述電化學傳感器的輸出值，確定該傳感器的標定零點；于?20℃～40℃溫度范圍內，分別擬合所述待標定電化學傳感器的零點、量程的溫度曲線以及交叉干擾的溫度曲線。本發明采用動態配氣裝置進行多點濃度的測試可以準確反映傳感器的狀態；采用相對誤差值進行標定，標定結果更接近實際情況；采用最小二乘法二次多項式擬合傳感器輸入輸出的曲線關系，大大減少了標定過程中的誤差。本發明具有測試面廣、評估準確度高等優點，能夠滿足使用者對傳感器的測試甄選的現實需求。

技術領域

本發明涉及一種電化學傳感器的標定方法，具體涉及一種通過擬合電化學傳感器的零點及量程的溫度曲線以及交叉干擾的溫度曲線，對傳感器的輸出進行標定的方法。

背景技術

最早的電化學傳感器可以追溯到20世紀50年代，當時用于氧氣監測。到了20世紀80年代中期，小型電化學傳感器開始用于檢測PEL范圍內的多種不同有毒氣體，并顯示出了良好的敏感性與選擇性。

目前，六氟化硫(以下簡稱SF₆)電氣設備的應用日益廣泛，對這種電氣設備分解物檢測工作也更加被關注，國內有多家單位都有生產該類檢測設備。 SF₆氣體具有卓越的絕緣性能和滅弧性能，被廣泛應用于各種輸變電設備中。純凈的SF₆氣體在常溫常壓下無色、無味、無毒，不可燃，理化性質穩定，但若設備內部存在局部放電、重燃和嚴重過熱性故障時，SF₆氣體將發生分解，產生SO₂、H₂S、CO、HF、SOF₂、SO₂F₂、SF₄、CF₄等有害化合物，不僅會使SF₆電氣設備絕緣性能下降，而且會嚴重威脅人身安全。

由于SF₆電氣設備內部故障時所產生的分解產物的濃度小，因此要求檢測方法必須有較高的靈敏度和穩定性。電化學法比化學比色法、電離法、動態離子法靈敏度高、穩定性好、耗氣量少、響應速度快，能有效地檢出設備內部的潛伏性故障。因此，SF₆電氣設備分解產物中SO₂、H₂S、CO等有害氣體大多采用電化學法進行監測，基于該要求的電化學傳感器來自不同生產廠商，對這種電化學傳感器的性能指標提出準確的評價，是實際應用中不可或缺。

由于絕大多數電化學傳感器的輸入-輸出特性是準線性的，在電化學傳感器的制造、裝配、研制、使用、修理等不同過程中，都需要對傳感器進行標定。傳感器的標定，是指通過某種試驗建立傳感器輸出與輸入之間的關系進而確定該傳感器在不同使用條件下的誤差的過程。

現在壓力傳感器、振動傳感器和溫度傳感器都有自己的標定方法，氣體傳感器的標定還一直依賴于使用由標準計量部門提供的標準濃度物質進行標定的方法。

關于氣體傳感器的標定，有文獻記載，包括零點標定和量程的標定的操作。按照目前被認可和采用的標準操作，檢測過程中要求連續供氣，但對于低濃度、高揮發性、高反應活性及高危險性(有毒有害易燃易爆)等標定樣品不易配制、儲存、攜帶或使用，存在技術及安全風險。

文獻記載中標定過程大多直接以傳感器的測量值為標定對象。但電化學傳感器的零點極易漂移，量程也隨時間不斷衰減，造成測量值也相應變化，導致與溫度沒有固定函數相關性，這些因素會影響標定結果。