[發(fā)明專利]環(huán)境氣體濃度測(cè)量裝置及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811209821.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN109187667A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋凱;陳寅生;徐世明;于澤程;徐鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/12
• 分類號(hào): G01N27/12;G01N27/407;G01N27/406
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 劉士寶

本發(fā)明的一種環(huán)境氣體濃度測(cè)量裝置及其使用方法涉及到監(jiān)測(cè)污染氣體濃度的裝置及其使用方法，目的是為了克服現(xiàn)有污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中固態(tài)傳感器容易受到環(huán)境影響導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果誤差、以及操作復(fù)雜的問題，其包括機(jī)箱、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和氣體濃度傳感器陣列，還包括氣路模塊。使用方法包括氣體濃度傳感器的測(cè)試方法和氣體濃度傳感器輸出的濃度值曲線的擬合方法，本裝置中降低了系統(tǒng)的成本。并且設(shè)計(jì)了氣路模塊，使得氣體污染傳感器能夠在最佳工作環(huán)境中工作，極大地減少了環(huán)境對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的影響，令相對(duì)誤差保持在±2％左右。同時(shí)相對(duì)于傅利葉光譜儀(FTIR)、氣相色譜儀和質(zhì)譜儀等設(shè)備，自動(dòng)化程度高，對(duì)專業(yè)人員的需求較少。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種監(jiān)測(cè)污染氣體濃度的裝置及其使用方法，尤其涉及到監(jiān)測(cè)多種污染氣體測(cè)量裝置和該裝置的使用方法。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)外環(huán)境污染氣體監(jiān)測(cè)儀器在不斷的升級(jí)改進(jìn)，對(duì)于檢測(cè)精度、靈敏度和準(zhǔn)確性等方面有了很大提高，并研制了可實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。但是國(guó)內(nèi)外污染氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前沒有傳感器能夠100％對(duì)于某種氣體產(chǎn)生響應(yīng)，廣泛應(yīng)用的大氣污染物監(jiān)測(cè)方法是利用光學(xué)儀器分析光譜，如傅利葉光譜儀(FTIR)、氣相色譜儀和質(zhì)譜儀等。這類儀器優(yōu)點(diǎn)在于其靈敏度高、選擇性好，但價(jià)格昂貴，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍基于光學(xué)儀器，儀器的制造和維護(hù)成本較高；體積大，目前使用的監(jiān)測(cè)儀器體積都較大，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置選擇和周圍條件要求嚴(yán)格，監(jiān)測(cè)地點(diǎn)相對(duì)固定；操作復(fù)雜，監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備組成比較復(fù)雜，通常需要專業(yè)人員操作。這些因素導(dǎo)致了監(jiān)測(cè)儀器的分布密度小，亟需成本低廉，可分布廣泛的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

但是固態(tài)傳感器雖然成本低廉，性能大幅提升，然而其選擇性較差，所以很少用于氣體量值分析中。另外，濕度、溫度和氣體流速對(duì)傳感器都有影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中固態(tài)傳感器容易受到環(huán)境影響導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果誤差、以及操作復(fù)雜的問題，提供了一種環(huán)境氣體濃度測(cè)量裝置及其使用方法。

本發(fā)明的環(huán)境氣體濃度測(cè)量裝置，包括機(jī)箱、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和氣體濃度傳感器陣列，還包括氣路模塊；

氣路模塊包括測(cè)量氣室和輔助氣室，輔助氣室的入口與機(jī)箱外部連通、出口和測(cè)量氣室的入口連通、測(cè)量氣室的出口與機(jī)箱外部連通，氣體由機(jī)箱外部依次通過輔助氣室和測(cè)量氣室后排出機(jī)箱；

輔助氣室內(nèi)設(shè)有輔助氣室加熱模塊和輔助氣室溫濕度傳感模塊；輔助氣室加熱模塊用于加熱輔助氣室內(nèi)的氣體、輔助氣室溫濕度傳感模塊用于采集輔助氣室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)采集模塊；

測(cè)量氣室內(nèi)設(shè)有測(cè)量氣室溫濕度傳感模塊和氣體濃度傳感器陣列；測(cè)量氣室溫濕度傳感模塊采集測(cè)量氣室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)采集模塊、氣體濃度傳感器陣列用于采集測(cè)量氣室內(nèi)氣體的濃度值輸出至數(shù)據(jù)采集模塊；

氣體濃度傳感器陣列包括至少一個(gè)氣體濃度傳感器組、不同的氣體濃度傳感器組用于采集不同氣體的濃度值，且每個(gè)氣體濃度傳感器組中包括有奇數(shù)個(gè)用于采集相同氣體的濃度值的氣體濃度傳感器；

測(cè)量氣室外側(cè)壁固定有恒溫控制模塊，恒溫控制模塊用于保持測(cè)量氣室內(nèi)部溫度；

數(shù)據(jù)采集模塊用于將采集到的輔助氣室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)、測(cè)量氣室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)和測(cè)量氣室內(nèi)氣體的濃度值輸出至數(shù)據(jù)處理模塊；

數(shù)據(jù)處理模塊用于接收輔助氣室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)、測(cè)量氣室內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)和測(cè)量氣室內(nèi)氣體的濃度值、并通過數(shù)據(jù)采集模塊分別輸出輔助氣室加熱控制信號(hào)和恒溫控制信號(hào)至輔助氣室加熱模塊和恒溫控制模塊。

本發(fā)明的環(huán)境氣體濃度測(cè)量裝置的使用方法，包括氣體濃度傳感器的測(cè)試方法，該氣體濃度傳感器的測(cè)試方法如下：

步驟七一、啟動(dòng)環(huán)境氣體濃度測(cè)量裝置，向氣路模塊內(nèi)通入標(biāo)準(zhǔn)空氣進(jìn)行預(yù)熱，待測(cè)量氣室內(nèi)溫濕度達(dá)到且保持在設(shè)定溫度、氣體濃度傳感器輸出的傳感器電壓響應(yīng)曲線穩(wěn)定；設(shè)定溫度為25℃～35℃；