CN105223324A - 气体浓度仪表校验装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种气体浓度仪表校验装置，包括：气体平衡设备，包括进气的进气口；采集器，安装于气体平衡设备内，采集气体平衡设备内气体的实际浓度；质量流量控制器，与气体平衡设备的进气口连接；仪表校验平台，接收预设浓度、气体平衡设备的容积和实际浓度，根据预设浓度、气体平衡设备的容积及实际浓度，发送进气指令，控制质量流量控制器向气体平衡设备的气源的输出；发送检测指令，接收气体浓度仪表根据检测指令采集的待校浓度；并根据待校浓度与实际浓度发送校准指令或气体浓度仪表工作状态正常指令。本发明还提供一种对应的气体浓度仪表校验方法，该装置及方法可以提高整个校验过程的工作效率，快速校验气体浓度仪表。

Description

气体浓度仪表校验装置及方法

技术领域

本发明涉及仪器仪表的校验领域，尤其涉及一种气体浓度仪表校验装置及方法。

背景技术

设备中有毒有害气体的泄漏会对工作人员及设备造成危害，例如室内变电站中六氟化硫(SF6)泄露、火电厂脱硝区氨气泄露等严重时可能会危及生命安全；发电机组氢气泄露严重时会造成重大事故，因此，需要在相关的场合安装气体泄漏报警设备，而为了保证气体泄漏报警设备的正常工作，对气体泄漏报警设备需要做定期的检测。气体泄露报警设备的检测通常是对气体泄露报警设备中的气体变送设备，即气体浓度仪表，进行校验。

目前，现有技术使用专用的检测装置对气体浓度仪表进行检测，该检测装置包括标准气体发生装置和检测主机。当检测装置对气体浓度仪表进行检测时，检测装置中的标准气体发生装置或使用标准气体通过气体管路直接覆盖到气体浓度仪表；气体浓度仪表对标准气体的气体浓度数据进行采集并传送至检测主机；由工作人员比较气体浓度仪表所采集到的气体浓度数据与检测装置中的标准气体发生装置所设置的气体浓度数据是否一致，若不一致，则确定该气体浓度仪表在采集和传送气体信号的过程出现异常需要校正。

现有技术的检测装置对相应气体浓度仪表进行检测时，检测装置中的标准气体发生装置将配置好的标准气体通过气体管路直接覆盖气体浓度仪表，由于覆盖在气体浓度仪表的标准气体会在空气中扩散稀释，使气体浓度仪表所采集到的气体浓度与检测装置中的标准气体发生装置所设定的气体浓度不一致，从而可能造成对气体检测报警设备中气体浓度仪表的误判及错误校正，使气体检测报警设备在工作状态下检测到的气体浓度小于实际的气体浓度而出现误报警的情况。

注意到目前有专利提出使用密闭容器或箱体作为检测装置的一部分，将气体浓度仪表放置到容器或箱体内，这解决了通入的标准气体向空气中扩散稀释的问题。但是在实际使用过程中，因通入特定浓度的标准气体时需将容器或箱体内的气体全部置换，才能使容器或箱体内气体浓度和通入的标准气体浓度一致，实际应用时需要较长的时间，容器或箱体体积越大需要的置换时间则相应越长，因而检验周期较长。

发明内容

基于此，有必要提供一种工作效率高、能够快速校验的气体浓度仪表校验装置及方法。

一种气体浓度仪表校验装置，包括：

气体平衡设备，为能够容纳气体的中空容器，包括用于进气的进气口；

采集器，安装于所述气体平衡设备内，用于采集所述气体平衡设备内气体的实际浓度；

质量流量控制器，与所述气体平衡设备的所述进气口连接；

仪表校验平台，用于接收预设浓度、所述气体平衡设备的容积和所述实际浓度，根据所述预设浓度、所述气体平衡设备的容积及所述实际浓度，发送进气指令至所述质量流量控制器，控制所述质量流量控制器向所述气体平衡设备的气源的输出；

所述仪表校验平台，还用于发送检测指令至气体浓度仪表，接收所述气体浓度仪表根据所述检测指令采集的待校浓度；并根据所述待校浓度与所述实际浓度发送校准指令或所述气体浓度仪表工作状态正常指令。

一种气体浓度仪表校验方法，包括步骤：

接收预设浓度及采集器采集的实际浓度，并根据所述预设浓度及所述实际浓度发送进气指令，直至所述实际浓度与所述预设浓度的偏差在预设范围内，发送检测指令；

接收气体浓度仪表根据所述检测指令采集的待校浓度；并根据所述待校浓度与所述实际浓度发送校准指令或所述气体浓度仪表工作状态正常指令；

根据所述工作状态正常指令，接收压力传感器采集的气体平衡设备及增压设备之间的缓冲罐的压力值，并根据所述压力值发送增压指令。

上述气体浓度仪表校验装置及方法，由于不需要对气体平衡设备110内的气体全部置换，可以使气体平衡设备内的气体快速达到预设浓度，所以可以提高整个校验过程的工作效率，快速校验气体浓度仪表。

附图说明

图1为一种实施方式的气体浓度仪表校验装置的结构示意图；

图2为一种实施方式的气体浓度仪表校验方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种实施方式的气体浓度仪表校验装置，包括：

气体平衡设备110，为能够容纳气体的中空容器，包括用于进气的进气口111。

采集器120，安装于所述气体平衡设备110内，用于采集所述气体平衡设备内气体的实际浓度。

其中，采集器120与仪表校验平台130通信连接。

在校验气体浓度仪表200之前，需要对气体平衡设备110内的气体进行标准化，使其达到预设浓度，以在预设浓度下进行校验。

质量流量控制器140，与所述气体平衡设备110的所述进气口111连接。

所述仪表校验平台130，用于接收预设浓度、所述气体平衡设备110的容积和所述实际浓度，根据所述预设浓度、所述气体平衡设备110的容积及所述实际浓度，发送进气指令至所述质量流量控制器140，控制所述质量流量控制器140向所述气体平衡设备110的气源的输出。

对气源输出的控制，具体可以包括气源的选择，或/及气源输出至气体平衡设备110的量。由于不需要对气体平衡设备110内的气体全部置换，可以使气体平衡设备110内的气体快速达到预设浓度。

当实际浓度与预设浓度的偏差不在预设范围内时，根据实际浓度、预设浓度以及气体平衡设备110的体积，发送进气指令，以使气体平衡设备110内的气体能够快速达到预设浓度。具体地，进气指令是仪表校验平台130根据实际浓度、预设浓度以及气体平衡设备110的体积，采用自适应模糊PID(Proportion-Integral-Derivative，比例-积分-微分)控制方法得到的。在一些实施例中，预设浓度为多个，并均匀分布于气体浓度仪表200的量程内，如此，可以使校验数据更全面，缩小校验结果的误差。

可以理解地，质量流量控制器140还可以用于发送气源浓度至仪表校验平台130；仪表校验平台130，具体根据实际浓度、预设浓度、气源浓度以及气体平衡设备110的容积，发送进气指令。

所述仪表校验平台130，还用于发送检测指令至气体浓度仪表，接收所述气体浓度仪表200根据所述检测指令采集的待校浓度；并根据所述待校浓度与所述实际浓度发送校准指令或所述气体浓度仪表200工作状态正常指令。

当实际浓度与预设浓度的偏差在预设范围内时，发送检测指令。此时，质量流量控制器140停止气源的输出；置于气体平衡设备110内的气体浓度仪表200根据所述检测指令，采集气体浓度记为待校浓度。其中，气体浓度仪表200与仪表校验平台130通信连接，具体可以通过通信总线与仪表校验平台130连接。

当待校浓度与实际浓度的偏差在预设范围内时，气体浓度仪表200正常，不需要进行校准，发送工作状态正常指令；当待校浓度与实际浓度的偏差不在预设范围内时，根据具体待校浓度与实际浓度发送校准指令，调整气体浓度仪表200，再重新接收待校浓度，直至待校浓度与实际浓度的偏差在预设范围内。

上述气体浓度仪表校验装置，采集器120安装于所述气体平衡设备110内，采集气体平衡设备110内气体的实际浓度；质量流量控制器140与气体平衡设备110的进气口111连接；所述仪表校验平台130接收预设浓度、所述气体平衡设备110的容积和所述实际浓度，根据所述预设浓度、所述气体平衡设备110的容积及所述实际浓度，发送进气指令至所述质量流量控制器140，控制所述质量流量控制器140向所述气体平衡设备110的气源的输出；由于不需要对气体平衡设备110内的气体全部置换，可以使气体平衡设备110内的气体快速达到预设浓度；所述仪表校验平台130，还发送检测指令至气体浓度仪表，接收气体浓度仪表200根据所述检测指令采集的待校浓度；并根据所述待校浓度与所述实际浓度发送校准指令或所述气体浓度仪表200工作状态正常指令。由于可以使气体平衡设备110内的气体快速达到预设浓度，所以可以提高整个校验过程的工作效率，快速校验气体浓度仪表200。

在其中一个实施例中，还包括与所述质量流量控制器140连接的气源存储设备150，所述气源存储设备150的数量至少为1个，用于存储浓度高于所述预设浓度的气源。具体可以为可以生成的最高浓度的气源。如此，当预设浓度固定时，质量流量控制器140需要控制输出的气源量少，可以快速使气体平衡设备110内的气体浓度达到预设浓度。

在另一个实施例中，还包括气源存储设备150。所述气源存储设备150的数量为多个，用于存储不同浓度的气源。如此，也可以根据预设浓度与实际浓度选择相应浓度的气源进行调节，相较于直接置换为预设浓度的气源，其工作效率高，可以快速使气体平衡设备110内的气体浓度达到预设浓度。

在其中一个实施例中，还包括：气体搅拌设备160，安装于所述气体平衡设备110内，用于使所述气体平衡设备110内的气体循环流动。

具体地，气体搅拌设备160为风扇。风扇设置为多个。如，可以在气体平衡设备110的对角位置设置两个风扇，使气体平衡设备110内气体循环流动。

在其中一个实施例中，所述气体平衡设备110还包括用于出气的出气口113。

所述气体浓度仪表校验装置还包括回收装置170，回收装置170连接所述出气口113，用于存储回收气体。避免气体直接流入大气，污染环境。具体地，回收装置170可以为回收钢瓶。

在其中一个实施例中，还包括：

进气电磁阀114，连接在所述质量流量控制器140与所述进气口111之间，用于控制气体平衡设备110中气体的输入。及

出气电磁阀119，连接所述气体平衡设备110及所述出气口113之间，用于控制气体平衡设备110中气体的输出。

具体地，进气电磁阀114，还用于接收进气指令或检测指令，并根据进气指令或检测指令控制气体平衡设备110中气体的输入或停止输入。当接收到进气指令时，进气电磁阀114开启，以使气体平衡设备110可以进行气体的输入；当接收到检测指令时，进气电磁阀114关闭，以使气体平衡设备110停止输入，同时，避免检测时气体通过进气口111及进气电磁阀114流出，影响实际浓度，进而影响检测结果。出气电磁阀119，还用于接收进气指令或检测指令，并根据进气指令或检测指令关闭出气电磁阀119。

更具体地，仪表校验平台130还用于根据是否完成所有预设浓度下对气体浓度仪表200的校验，发送出气指令。出气电磁阀119，接收出气指令，并根据出气指令，开启出气电磁阀119，以控制气体的输出。

进一步地，还包括增压设备180，连接所述回收装置170及所述出气口113，用于提供对所述气体平衡设备110内气体的抽吸力，将气体回收至所述回收装置170中。

具体地，增压设备180与仪表校验平台130通信连接，用于接收出气指令，并根据出气指令，提供对所述气体平衡设备110内气体的抽吸力，将气体回收至所述回收装置170中；完成之后，还可以向仪表校验平台130发送反馈信息。

进一步地，还包括缓冲罐190，连接所述气体平衡设备110的所述出气口113及所述增压设备180，用于延缓所述增压设备180对所述气体平衡设备110的抽吸力。如此，可以使气体平衡设备110内的压力大于缓冲罐190的压力，从而使气体平衡设备110内的压力不至于太低。

进一步地，还包括压力传感器1A0，连接所述缓冲罐190，采集所述缓冲罐190内的压力值，并发送至所述仪表校验平台130。所述仪表校验平台130，还用于根据所述压力值发送增压指令。所述增压设备180，还用于根据所述增压指令进行增压，提供对所述气体平衡设备110内气体的抽吸力。

在进行气体的输出过程中，当与缓冲罐190连接的压力传感器采集的压力值低于预设值时，仪表校验平台130可以通过增压指令控制增压设备180暂时停止工作，并通过进气指令来稀释气体平衡设备110内气体，直至缓冲罐190内压力值高于预设值时，再次启动增压设备180。

请参阅图1和图2，本发明还提供一种与上述气体浓度仪表校验装置对应的气体浓度仪表校验方法，所述气体浓度仪表200设置于一气体平衡设备110内包括步骤：

S110：接收预设浓度及采集器120采集的所述气体平衡设备110内的实际浓度，并根据所述预设浓度、所述气体平衡设备110的容积及所述实际浓度，发送控制向所述气体平衡设备内进气的进气指令，直至所述实际浓度与所述预设浓度的偏差在预设范围内，向所述气体浓度仪表发送检测指令。如此，可以使气体平衡设备110内的气体快速达到预设浓度。

首先，仪表校验平台130接收预设浓度r。设置于气体平衡设备110内的采集器120实时采集气体的实际浓度为c，并发送至仪表校验平台130。仪表校验平台130确定二者偏差e＝|r-c|，或/及确定偏差变化率ec，通过偏差e或/及偏差变化率ec作为自适应模糊PID控制的输入，得到进气参数，从而根据进气参数发送进气指令或检测指令，控制质量流量控制器140以控制气源的输出，得到预设浓度的气体。在运行过程中，不断监测偏差e或/及偏差变化率ec的变化，实时调整进气参数，最终使偏差e或/及偏差变化率ec在一个极小的预设范围内，此时认为气体平衡设备内的气体已经达到预设浓度。

具体地，输入预设浓度后，实际浓度和预设浓度的偏差e或/及偏差变化率ec较大时，结合气体平衡设备110的容积，通过计算调整进气参数，发送进气指令控制气源输出，此时可控制指令流量控制器140输出比预设浓度高出数倍的气源。

通过气体平衡设备110内的气体搅拌设备160将气体平衡设备110内的气体浓度搅拌均匀。搅拌均匀后再通过采集器120采集气体平衡设备110内气体的实际浓度，计算偏差e，若此时气体平衡设备110内实际浓度高于预设浓度，可输入相应的稀释气气源；相反，如果此时气体平衡设备110内实际浓度低于预设浓度，则根据偏差e重新计算，控制气源输出相应的高浓度气体气源；直至偏差e在一个极小的预设范围内，此时认为预设浓度点的调整完毕，气体平衡设备110内气体浓度达到了预设浓度。通过这种方法，可使气体平衡设备110内气体在几分钟内达到预设浓度。

S130：接收气体浓度仪表200根据所述检测指令采集的待校浓度；并根据所述待校浓度与所述实际浓度，发送校准指令或所述气体浓度仪表200工作状态正常指令。

气体平衡设备110内气体达到预设浓度后，可以进行校验，此时发送检测指令。校验过程中，接收气体浓度仪表200采集的待校浓度，当待校浓度与实际浓度的偏差在预设范围内时，气体浓度仪表200正常，不需要进行校准，发送工作状态正常指令；当待校浓度与实际浓度的偏差不在预设范围内时，根据具体待校浓度与实际浓度发送校准指令，调整气体浓度仪表200，再重新接收待校浓度，直至待校浓度与实际浓度的偏差在预设范围内，发送工作状态正常指令。具体的，可以同时校验多个气体浓度仪表200，此时，需要接收多个待校浓度。

上述气体浓度仪表校验方法，接收预设浓度及采集器120采集的气体平衡设备110内的实际浓度，并根据所述预设浓度、所述气体平衡设备110的容积及所述实际浓度，发送控制向所述气体平衡设备内进气的进气指令，直至所述实际浓度与所述预设浓度的偏差在预设范围内，向所述气体浓度仪表发送检测指令；接收气体浓度仪表200根据所述检测指令采集的待校浓度；并根据所述待校浓度与所述实际浓度发送校准指令或所述气体浓度仪表200工作状态正常指令。由于不需要对气体平衡设备110内的气体全部置换，可以使气体平衡设备110内的气体快速达到预设浓度，所以可以提高整个校验过程的工作效率，快速校验气体浓度仪表200。

在其中一个实施例中，所述气体平衡设备110还包括用于出气的出气口113；增压设备180连接回收装置170；缓冲罐190连接所述气体平衡设备110的所述出气口113及所述增压设备180；压力传感器1A0连接所述缓冲罐190；还包括步骤：

S150：根据所述工作状态正常指令，接收压力传感器1A0采集的气体平衡设备110及增压设备180之间的缓冲罐190的压力值，并根据所述压力值发送增压指令。

完成预设浓度的校验后，需要进行气体的输出。当与缓冲罐190连接的压力传感器1A0采集的压力值低于预设值时，仪表校验平台130可以通过增压指令控制增压设备180暂时停止工作，并通过进气指令来稀释气体平衡设备110内气体，直至缓冲罐190内压力值高于预设值时，再次启动增压设备180。如此，将气体回收至回收装置170。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出多个变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气体浓度仪表校验装置，其特征在于，包括：

气体平衡设备，为能够容纳气体的中空容器，包括用于进气的进气口；

采集器，安装于所述气体平衡设备内，用于采集所述气体平衡设备内气体的实际浓度；

质量流量控制器，与所述气体平衡设备的所述进气口连接；

仪表校验平台，用于接收预设浓度、所述气体平衡设备的容积和所述实际浓度，根据所述预设浓度、所述气体平衡设备的容积及所述实际浓度，发送进气指令至所述质量流量控制器，控制所述质量流量控制器向所述气体平衡设备的气源的输出；

所述仪表校验平台，还用于发送检测指令至气体浓度仪表，接收所述气体浓度仪表根据所述检测指令采集的待校浓度；并根据所述待校浓度与所述实际浓度发送校准指令或所述气体浓度仪表工作状态正常指令。

2.根据权利要求1所述的气体浓度仪表校验装置，其特征在于，还包括与所述质量流量控制器连接的气源存储设备；所述气源存储设备的数量至少为1个，用于存储浓度高于所述预设浓度的气源；或所述气源存储设备的数量为多个，用于存储不同浓度的气源。

3.根据权利要求1所述的气体浓度仪表校验装置，其特征在于，还包括：气体搅拌设备，安装于所述气体平衡设备内，用于使所述气体平衡设备内的气体循环流动。

4.根据权利要求1所述的气体浓度仪表校验装置，其特征在于，所述气体平衡设备还包括用于出气的出气口；

所述气体浓度仪表校验装置还包括回收装置，所述回收装置连接所述出气口，用于存储回收气体。

5.根据权利要求4所述的气体浓度仪表校验装置，其特征在于，还包括：

进气电磁阀，连接在所述质量流量控制器与所述进气口之间，用于控制所述气体平衡设备中气体的输入；及

出气电磁阀，连接所述气体平衡设备及所述出气口之间，用于控制所述气体平衡设备中气体的输出。

6.根据权利要求4所述的气体浓度仪表校验装置，其特征在于，还包括增压设备，连接所述回收装置及所述出气口，用于提供对所述气体平衡设备内气体的抽吸力，将气体回收至所述回收装置中。

7.根据权利要求6所述的气体浓度仪表校验装置，其特征在于，还包括缓冲罐，连接所述气体平衡设备的所述出气口及所述增压设备，用于延缓所述增压设备对所述气体平衡设备的抽吸力。

8.根据权利要求7所述的气体浓度仪表校验装置，其特征在于，还包括压力传感器，连接所述缓冲罐，采集所述缓冲罐内的压力值，并发送至所述仪表校验平台；所述仪表校验平台，还用于根据所述压力值发送增压指令；所述增压设备，还用于根据所述增压指令进行增压，提供对所述平衡设备内气体的抽吸力。

9.一种气体浓度仪表校验方法，所述气体浓度仪表设置于一气体平衡设备内，其特征在于，包括步骤：

接收预设浓度及采集器采集的所述气体平衡设备内的实际浓度，并根据所述预设浓度、所述气体平衡设备的容积及所述实际浓度，发送控制向所述气体平衡设备内进气的进气指令，直至所述实际浓度与所述预设浓度的偏差在预设范围内，向所述气体浓度仪表发送检测指令；

接收所述气体浓度仪表根据所述检测指令采集的待校浓度；并根据所述待校浓度与所述实际浓度，发送校准指令或所述气体浓度仪表工作状态正常指令。

10.根据权利要求9所述的气体浓度仪表校验方法，其特征在于，所述气体平衡设备还包括用于出气的出气口；增压设备连接回收装置；缓冲罐连接所述气体平衡设备的所述出气口及所述增压设备；压力传感器连接所述缓冲罐；所述方法还包括步骤：

根据所述工作状态正常指令，接收所述压力传感器采集的所述气体平衡设备及所述增压设备之间的所述缓冲罐的压力值，并根据所述压力值发送增压指令。