[發明專利]一種水下氣體傳感器校準設備及校準方法

有效

• 申請號: 201710758435.6
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107607672B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 梁前勇;董一飛
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 廣州君咨知識產權代理有限公司 44437
• 代理人: 江超

1.一種水下氣體傳感器校準方法，其特征在于，采用水下氣體傳感器校準設備，所述水下氣體傳感器校準設備包括校準桶、傳感器安裝架和溫控機，所述校準桶包括桶體和桶蓋，所述桶體的內部設有校準室，所述桶體的頂部為開口端，所述桶體的側壁在靠近所述開口端的部位設有第一循環口，所述桶體的側壁在靠近所述桶體的底部的部位設有第二循環口，所述桶蓋設置于所述桶體的開口端，所述桶蓋上設有進氣口和數據終端接口，所述進氣口用于與標準氣體瓶通過管道連通，所述數據終端接口用于與測試儀器連接，所述校準室的底部設有溢氣泡頭，所述溢氣泡頭與所述進氣口通過管道連通，所述傳感器安裝架設置于所述校準室內，所述第一循環口和所述第二循環口分別通過管道與所述溫控機連通；所述傳感器安裝架包括桁架、導軌件和懸掛件，所述導軌件的一端與所述桁架連接，另一端為自由端，所述懸掛件與所述導軌件可滑動連接，所述懸掛件的下端設有掛鉤；所述桶蓋上還設有安全閥；

所述桶蓋上設有用于對校準室內的溫度進行監測的溫度計；

所述桶蓋上還設有用于對校準室內的壓力進行監測的壓力表；

所述桶體的側壁靠近桶體的底部位置設有排水口，所述排水口處設有閥門；

所述水下氣體傳感器校準設備還包括支撐架，所述支撐架的底部設有滾輪，所述桶體設置于所述支撐架上；

所述桶體的外側壁設有至少兩個用于吊裝所述桶體的吊耳；

該方法包括以下步驟：

步驟一：準備五個裝有不同濃度的甲烷的鋼瓶，五個鋼瓶分別編號為S1、S2、S3、S4和S5，五個鋼瓶中的甲烷的濃度大小依次為：S1<S2<S3<S4<S5；

步驟二：將待校準的氣體傳感器固定于傳感器安裝架上，并將傳感器安裝架設置于校準室內，然后將待校準的氣體傳感器通過數據終端接口與測試儀器連接好，向校準室內注入一定量的水，保證校準室內的氣體傳感器被水完全淹沒；

步驟三：使用管道將編號為S1的鋼瓶與桶蓋上的進氣口連通，調節溫控機的設計溫度值為3.31℃，打開S1的鋼瓶上的閥門，使S1的鋼瓶中的甲烷流入校準室內，利用溫控機將校準室內的水從第二循環口抽出，然后從第一循環口回流至校準室內，以使氣體充分溶解于水中，并且使水的溫度達到3.31℃；

步驟四：當校準室內的水的溫度達到3.31℃后，測定校準室頂部的氣體濃度，當校準室的頂部的氣體濃度與S1的鋼瓶中的氣體濃度相同時，調小S1的鋼瓶上的減壓閥，使甲烷緩慢流入校準室內；

步驟五：通過測試儀器控制校準室內的氣體傳感器測量校準室內的水中的甲烷的值，當所述水中的甲烷的值穩定后，記錄氣體傳感器的測量值A1-1；

步驟六：利用氣密進樣針抽取一定量的校準室內與液體，利用吹掃捕集-氣相色譜儀測定液體中甲烷的含量，得到液體中甲烷在水中的標準濃度C1-1；

步驟七：依次調節溫控機的設計溫度值為10.2℃、15.13℃、23.01℃和29.93℃，重復步驟三至步驟六的操作，分別得到氣體傳感器的測量值A1-2、A1-3、A1-4和A1-5，及甲烷在水中的標準濃度C1-2、C1-3、C1-4和C1-5；

步驟八：依次更換編號為S2、S3、S4和S5的鋼瓶，更換鋼瓶前，將校準室內的液體排空，重新注入一定量的水，保證校準室內的氣體傳感器被水完全淹沒，重復步驟三至步驟七的操作，分別得到氣體傳感器的測量值A2-1、A2-2、A2-3、A2-4、A2-5，A3-1、A3-2、A3-3、A3-4、A3-5，A4-1、A4-2、A4-3、A4-4、A4-5，A5-1、A5-2、A5-3、A5-4和A5-5，及甲烷在水中的標準濃度C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5，C3-1、C3-2、C3-3、C3-4、C3-5，C4-1、C4-2、C4-3、C4-4、C4-5，C5-1、C5-2、C5-3、C5-4和C5-5；

步驟九：對氣體傳感器測得的各測量值對應的標準值做散點圖，得到測量值和標準值的線性方程Y＝1.002X+0.059，其中，X為甲烷傳感器所測的待測校準液體的甲烷濃度，Y為氣相色譜儀測定的對應的待測校準液體的甲烷濃度；求解得到相關系數R²，若相關系數R²大于0.95，則說明氣體傳感器完好，反之，說明氣體傳感器存在問題，需要檢修。

2.根據權利要求1所述的水下氣體傳感器校準方法，其特征在于，溫控機的設計溫度值為1-50℃。