CN107490613B - 电化学气体传感器及其校准方法、空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电化学气体传感器校准方法，该电化学气体传感器校准方法包括以下步骤：S100、在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒；S200、获取所述测量盒内的气体浓度检测值；S300、根据所述气体浓度检测值，更新所述电化学气体传感器的气体浓度基准值。本发明还公开了一种电化学气体传感器、空调器。本发明能够提高电化学气体传感器的检测准确度。

Description

电化学气体传感器及其校准方法、空调器

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种电化学气体传感器及其校准方法、空调器。

背景技术

电化学气体传感器是一种根据被测气体的化学反应在电极处产生的氧化或还原电流变化情况推算被测气体浓度的传感器。在电化学气体传感器的运行过程中，其性能会随着时间和检测量的增长发生衰减，导致零点漂移现象的产生。也就是说，由于电化学气体传感器的性能发生变化，对应气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值，即气体浓度基准值产生了变化。如果没有根据电化学气体传感器的性能变化对气体浓度基准值进行更新，那么，根据气体浓度检测值和气体浓度基准值计算得出的气体浓度与气体浓度实际值之间将存在一偏差，使电化学气体传感器的检测准确度下降。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电化学气体传感器校准方法，旨在解决上述电化学气体传感器的零点漂移的技术问题，提高电化学气体传感器的检测准确度。

为实现上述目的，本发明提供一种电化学气体传感器校准方法，包括以下步骤：

S100、在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒；

S200、获取所述测量盒内的气体浓度检测值；

S300、根据所述气体浓度检测值，更新所述电化学气体传感器的气体浓度基准值。

在一种可能的设计中，所述步骤S300包括：

S310、在所述气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，累计预校准时间；

S320、在累计的所述预校准时间大于或等于阈值时间时，按照第一预设数目获取所述测量盒内的气体浓度检测值；

S330、计算所述第一预设数目的气体浓度检测值的第一平均值，将所述第一平均值作为更新后的所述气体浓度基准值。

在一种可能的设计中，所述步骤S300包括：

S340、在所述气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，确定当前获取的所述气体浓度检测值与上一次获取的所述气体浓度检测值之间的差值的绝对值是否小于或等于第一阈值浓度差；

S350、在当前获取的所述气体浓度检测值与上一次获取的所述气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第一阈值浓度差时，按照第二预设数目获取所述测量盒内的气体浓度检测值；

S360、计算所述第二预设数目的气体浓度检测值的第二平均值，将所述第二平均值作为更新后的所述气体浓度基准值。

在一种可能的设计中，所述步骤S300包括：

S370、在获取的所述测量盒内的气体浓度检测值的数目达到第三预设数目时，选取连续的第四预设数目的气体浓度检测值；

S380、在所述第四预设数目中任意两个气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第二阈值浓度差时，计算所述第四预设数目的气体浓度检测值的第三平均值，将所述第三平均值作为更新后的所述气体浓度基准值；

其中，所述第四预设数目小于所述第三预设数目。

在一种可能的设计中，在所述步骤S100之前，所述电化学气体传感器校准方法还包括以下步骤：

S410、获取所述电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于零时的基准采样电压值AD₀；

S420、获取所述电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPM_i时的校验采样电压值AD_i；

S430、根据所述基准采样电压值AD₀、所述校验浓度PPM_i、所述校验采样电压值AD_i以及所述气体浓度PPM与所述采样电压值AD之间的函数关系PPM＝K*(AD-AD₀)，计算系数K；

所述步骤S200包括：

S210、获取所述电化学气体传感器的采样电压值AD；

S220、根据PPM_t＝K*AD计算所述气体浓度检测值PPM_t。

在一种可能的设计中，在所述步骤S100之前，所述电化学气体传感器校准方法还包括以下步骤：

S500、在接收到控制电化学气体传感器停止检测的指令时，向所述电化学气体传感器发送所述校准电化学气体传感器的指令。

在一种可能的设计中，在执行所述步骤S100、所述步骤S200和所述步骤S300的过程中，所述电化学气体传感器校准方法还包括以下步骤：

S600、在接收到检测指令时，打开所述测量盒，获取所述测量盒内的气体浓度检测值。

本发明还提出一种电化学气体传感器，包括电化学气体检测探头，测量盒，微控制单元以及存储在所述微控制单元上并可在所述微控制单元上运行的电化学气体传感器校准程序，所述电化学气体检测探头用以根据气体浓度产生电流检测信号；所述电化学气体检测探头设于所述测量盒内，所述测量盒表面设有控制所述测量盒打开和关闭的测试口；所述微控制单元与所述电化学气体检测探头以及所述测量盒电连接，所述电化学气体传感器校准程序被所述微控制单元执行时实现所述电化学气体传感器校准方法的步骤，所述电化学气体传感器校准方法包括以下步骤：S100、在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒；S200、获取所述测量盒内的气体浓度检测值；S300、根据所述气体浓度检测值，更新所述电化学气体传感器的气体浓度基准值。

在一种可能的设计中，所述电化学气体传感器还包括转换电路，滤波电路，模数转换电路以及开关电路，所述转换电路与所述电化学气体检测探头电连接，用以转换所述电流检测信号为电压检测信号；所述滤波电路与所述转换电路电连接，用以将所述电压检测信号滤波；所述模数转换电路，连接于所述滤波电路和所述微控制单元之间，用以将滤波后的所述电压检测信号转换为数字电压信号，并将所述数字电压信号输入所述微控制单元，所述开关电路连接于所述测量盒和所述微控制单元之间，用以控制所述测量盒的打开和关闭。

本发明进一步提出一种空调器，所述空调器执行电化学气体传感器校准方法，所述电化学气体传感器校准方法包括以下步骤：S100、在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒；S200、获取所述测量盒内的气体浓度检测值；S300、根据所述气体浓度检测值，更新所述电化学气体传感器的气体浓度基准值；和/或，所述空调器包括电化学气体传感器，所述电化学气体传感器包括电化学气体检测探头，测量盒，微控制单元以及存储在所述微控制单元上并可在所述微控制单元上运行的电化学气体传感器校准程序，所述电化学气体检测探头用以根据气体浓度产生电流检测信号；所述电化学气体检测探头设于所述测量盒内，所述测量盒表面设有控制所述测量盒打开和关闭的测试口；所述微控制单元与所述电化学气体检测探头以及所述测量盒电连接，所述电化学气体传感器校准程序被所述微控制单元执行时实现所述电化学气体传感器校准方法的步骤，所述电化学气体传感器校准方法包括以下步骤：S100、在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒；S200、获取所述测量盒内的气体浓度检测值；S300、根据所述气体浓度检测值，更新所述电化学气体传感器的气体浓度基准值。

本发明的电化学气体传感器校准方法中，在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒，使电化学气体传感器的电化学气体检测探头与环境相隔离，在密闭的测量盒中，随着气体化学反应的进行，气体浓度逐渐降低至零，通过获取测量盒内的气体浓度检测值，并根据气体浓度检测值，包括充分反应后对应于气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值，或气体浓度检测值的变化趋势，对气体浓度基准值进行更新，以纠正电化学气体传感器的零点漂移。在本发明中，通过控制测量盒的打开和关闭，对电化学气体检测探头所检测的气体浓度实际值实现控制，以校准电化学气体传感器，无需将电化学气体传感器从相应的产品下特意拆卸下来以进行气体浓度基准值的标定操作，从而大大简化了电化学气体传感器的校准过程，减少了校准对其正常运行的影响，提高了电化学气体传感器的检测准确度。

附图说明

图1是本发明电化学气体传感器校准方法第一实施例的流程示意图；

图2是本发明电化学气体传感器校准方法第二实施例的流程示意图；

图3是本发明电化学气体传感器校准方法第三实施例的流程示意图；

图4是本发明电化学气体传感器校准方法第四实施例的流程示意图；

图5是本发明电化学气体传感器校准方法第五实施例的流程示意图；

图6是本发明电化学气体传感器校准方法第六实施例的流程示意图；

图7是本发明电化学气体传感器一实施例的结构示意图；

图8是本发明电化学气体传感器另一实施例的结构示意图，

图9是图8中电化学气体传感器的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：在校准电化学气体传感器时，通过关闭测量盒，使测量盒内浓度有限的气体在密闭环境内发生化学反应，直至气体浓度降低至接近零或为零，此时，已知测量盒内的气体浓度实际值，根据获取的测量盒内的气体浓度检测值，更新电化学气体传感器的气体浓度基准值，其中，气体浓度基准值是指对应于气体浓度为零时的气体浓度检测值，以解决电化学气体传感器的零点漂移导致的检测准确度下降的问题。

在本发明的第一实施例中，如图1所示，电化学气体传感器校准方法包括以下步骤：

S100、在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒；

电化学气体传感器能够实现多种气体浓度的检测，例如甲醛、一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼等，通过电化学气体传感器检测环境中相应气体的浓度，便于实现生产或生活中的安全检测、环保监测以及过程控制等。为了便于控制电化学气体传感器的运行，将电化学气体传感器的电化学气体检测探头设于其测量盒中。在测量过程中，打开测量盒，使测量盒的内部与环境相连通，环境中的气体扩散至测量盒中，以待电化学气体检测探头检测。在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭测量盒，使测量盒的内部密闭，与环境相隔离，避免环境中的气体再进入测量盒中，而测量盒内原本存在的气体将由于化学反应逐渐减少，直至气体浓度实际值降低至接近零或为零。需要注意的是，考虑到化学平衡的存在，在反应足够长时间后，气体浓度实际值有可能处于接近零而不是严格等于零的状态，在后文中，以气体浓度降低至等于零的情况为例，对本发明的技术方案详细阐述。当然，为了进一步提高校准的准确度，也可以根据具体的化学反应过程得出足够长反应时间后的更精确的气体浓度实际值，并据此对电化学气体传感器进行校准，在此不再赘述。

S200、获取测量盒内的气体浓度检测值；

被测量的气体的化学反应导致电化学气体传感器的电极之间氧化或还原电流的变化，故通常情况下，电化学气体传感器直接测得的为电流检测信号，通过将电流检测信号转换为电压检测信号，并对该电压检测信号进行放大、滤波、模数转换等处理，得到数字电压信号，进而得到与气体浓度相对应的数字形式的采样电压值AD，后文中还将详细阐述。通常，在电化学气体传感器的测量范围内，气体浓度与采样电压值之间存在线性关系，在后文中，将以气体浓度与采样电压值之间为线性关系为例进行详细阐述，即PPM＝K*(AD-AD₀)，其中，AD₀对应于气体浓度等于零时的采样电压值，K为系数，气体浓度检测值PPM_t＝K*AD，气体浓度基准值PPM₀＝K*AD₀，根据PPM＝K*(AD-AD₀)＝PPM_t-PPM₀可得到气体浓度。当然，在其它的电化学气体传感器中，气体浓度与采样电压值之间也可以具有其它形式的函数关系，在气体浓度的计算过程中，应根据实际情况进行相应的调整，在此不再赘述。

S300、根据气体浓度检测值，更新电化学气体传感器的气体浓度基准值。

随着密闭的测量盒内气体化学反应的进行，气体浓度逐渐降低至零，同时，随着气体浓度的降低，通常气体浓度的变化率也逐渐减慢，因此，根据化学反应充分进行后获取到的气体浓度检测值或气体浓度检测值的变化趋势，能够得到当前状态下的气体浓度基准值。例如，以充分反应后再获取的气体浓度检测值作为更新后的气体浓度基准值，或者，以变化率降低至零、即变化趋势稳定后的气体浓度检测值作为更新后的气体浓度基准值，从而使电化学气体传感器的气体浓度基准值与当前状态下它的性能相匹配，以提高电化学气体传感器的检测准确度。

本发明的电化学气体传感器校准方法中，在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒，使电化学气体传感器的电化学气体检测探头与环境相隔离，在密闭的测量盒中，随着气体化学反应的进行，气体浓度逐渐降低至零，通过获取测量盒内的气体浓度检测值，并根据气体浓度检测值，包括充分反应后对应于气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值，或气体浓度检测值的变化趋势，对气体浓度基准值进行更新，以纠正电化学气体传感器的零点漂移。在本发明中，通过控制测量盒的打开和关闭，对电化学气体检测探头所检测的气体浓度实际值实现控制，以校准电化学气体传感器，无需将电化学气体传感器从相应的产品下特意拆卸下来以进行气体浓度基准值的标定操作，从而大大简化了电化学气体传感器的校准过程，减少了校准对其正常运行的影响，提高了电化学气体传感器的检测准确度。

在本发明的第二实施例中，根据密闭的测量盒内的气体浓度检测值的变化，控制电化学气体传感器进入预校准状态，在预校准状态下，累计预校准时间，在累计到足够长的预校准时间后，即此时密闭的测量盒内的气体已充分反应，气体浓度实际值降低至零后，根据气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值，对气体浓度基准值进行更新。具体的，如图2所示，步骤S300包括：

S310、在气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，累计预校准时间；

在密闭的测量盒中，被检测的气体由于化学反应的进行，气体浓度实际值逐渐减小，相应的，气体浓度检测值也逐渐减小。当获取的气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，表明此时测量盒内的气体浓度已处于较低的浓度水平。在浓度水平较低的情况下，由于电化学气体传感器本身性能的限制，其检测结果可能存在较大的涨落而导致难以根据气体浓度检测值本身直接确定测量盒内的气体浓度实际值是否已达到零。因此，在本实施例中，在气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，累计预校准时间，即控制电化学气体传感器进入预校准状态，在预校准状态下，气体进一步充分反应，气体浓度实际值进一步趋近于零。阈值浓度可预先设置在电化学气体传感器中，也可以在校准过程中指定。

S320、在累计的预校准时间大于或等于阈值时间时，按照第一预设数目获取测量盒内的气体浓度检测值；

在累计的预校准时间大于或等于阈值时间时，气体充分反应，气体浓度实际值降低至零。此时，按照第一预设数目获取的测量盒内的气体浓度检测值即对应于气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值，也就是气体浓度基准值。第一预设数目越大，则气体浓度基准值的采样点越多，有利于减小电化学气体传感器的检测涨落导致的随机误差。其中，阈值时间可预先设置在电化学气体传感器中，也可以在校准过程中指定。阈值浓度和阈值时间之间存在一定的关联关系，在测量盒的容积确定的情况下，阈值浓度设置得越大，相应的阈值时间设置得越大，以使得测量盒内的气体在达到阈值浓度后，有足够的时间充分反应至气体浓度实际值减低为零，以提高校准的准确度。

S330、计算第一预设数目的气体浓度检测值的第一平均值，将第一平均值作为更新后的气体浓度基准值。

通过多次测量获取第一预设数目的气体浓度检测值后，计算气体浓度检测值相对第一预设数目的第一平均值，以减小检测过程中的涨落导致的随机误差，将第一平均值作为更新后的气体浓度基准值，实现对电化学气体传感器的校准，以解决零点漂移导致的检测准确度的下降。

在一具体示例中，阈值浓度设置为0.03ppm，阈值时间设置为1800s，第一预设数目为10，也就是在测量盒内的气体浓度检测值小于或等于0.03ppm时，开始累计预校准时间，在累计的预校准时间大于或等于1800s时，电化学气体传感器获取10次测量盒内的气体浓度检测值，并计算10个气体浓度检测值的平均值，作为新的气体浓度基准值，以更新电化学气体传感器的零点。

在本发明的第三实施例中，结合密闭的测量盒内的气体浓度检测值及其变化趋势，确定气体浓度实际值降低至零的状态，并根据气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值，对气体浓度基准值进行更新。具体的，如图3所示，步骤S300包括：

S340、在气体浓度检测值小于或等于阈值浓度后，确定当前获取的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值的绝对值是否小于或等于第一阈值浓度差；

在密闭的测量盒中，被检测的气体由于化学反应的进行，气体浓度实际值逐渐减小，相应的，气体浓度检测值也逐渐减小。当获取的气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，表明此时测量盒内的气体浓度已处于较低的浓度水平，气体浓度检测值的变化率也相应降低。在气体浓度实际值为零的情况下，当前的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值主要由于检测涨落而引起，该差值的绝对值很小，因此，通过确定当前获取的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值的绝对值是否小于或等于第一阈值浓度差，能够确定此时测量盒内的气体浓度实际值是否降低至零。

S350、在当前获取的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第一阈值浓度差时，按照第二预设数目获取测量盒内的气体浓度检测值；

在当前获取的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第一阈值浓度差时，表明此时气体浓度检测值减小至零，按照第二预设数目获取的测量盒内的气体浓度检测值即对应于气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值，也就是气体浓度基准值。第二预设数目越大，则气体浓度基准值的采样点越多，有利于减小电化学气体传感器的检测涨落导致的随机误差。其中，第一阈值浓度差可根据电化学气体传感器的检测涨落确定，对于检测涨落较小，检测性能相对稳定的传感器而言，相应设置较小的第一阈值浓度差，以提高校准的准确度；对于检测涨落较大的电化学气体传感器，可适当增大设置的第一阈值浓度差，以免电化学气体传感器因涨落难以满足校准条件而难以校准。第二预设数目的气体浓度检测值可以选自当前已测量的满足当前获取的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第一阈值浓度差的气体浓度检测值中，也可以是在保持测量盒密闭的状态下测量的新的气体浓度检测值。

S360、计算第二预设数目的气体浓度检测值的第二平均值，将第二平均值作为更新后的气体浓度基准值。

通过多次测量获取到第二预设数目的气体浓度检测值后，计算气体浓度检测值相对第二预设数目的第二平均值，以减小检测过程中的涨落导致的随机误差，将第二平均值作为更新后的气体浓度基准值，实现对电化学气体传感器的校准，以解决零点漂移导致的检测准确度的下降。

在一具体示例中，阈值浓度设置为0.03ppm，第一阈值浓度差设置为0.01ppm，第二预设数目设置为10，也就是在气体浓度检测值小于或等于0.03ppm后，确定当前获取的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值的绝对值是否小于或等于0.01ppm；若是，则获取10个气体浓度检测值，并计算10个气体浓度检测值的平均值，作为更新后的气体浓度基准值。在本实施例中，结合气体浓度检测值及其变化趋势，对电化学气体传感器进行校准，无需另行设置计时组件，有利于简化电化学气体传感器的校准。

在本发明的第四实施例中，直接根据密闭的测量盒内的气体浓度检测值的变化趋势，确定气体浓度实际值降低至零的状态，并根据气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值，对气体浓度基准值进行更新。具体的，如图4所示，步骤S300包括：

S370、在获取的测量盒内的气体浓度检测值的数目达到第三预设数目时，选取连续的第四预设数目的气体浓度检测值；

通常，对于检测涨落较低的电化学气体传感器，其获取的密闭的测量盒内气体浓度检测值是单调递减至趋近于气体浓度基准值的。因此，在本实施例中，获取第三预设数目的测量盒内的气体浓度检测值，以给予测量盒内的气体充分的反应时间，并获得充足的样本。在第三预设数目的气体浓度检测值中，选取连续的第四预设数目的气体浓度检测值，以待进一步校准。通常，第四预设数目的气体浓度检测值选取自第三预设数目的气体浓度检测值中最后测量的部分，且第四预设数目小于第三预设数目。

S380、在第四预设数目中任意两个气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第二阈值浓度差时，计算第四预设数目的气体浓度检测值的第三平均值，将第三平均值作为更新后的气体浓度基准值；

在第四预设数目中任意两个气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第二阈值浓度差时，表明第四预设数目的气体浓度检测值均对应于气体浓度实际值为零时的气体浓度基准值，通过计算第四预设数目的气体浓度检测值的第三平均值，将第三平均值作为更新后的气体浓度基准值，以实现气体浓度传感器的校准。

在一具体示例中，第三预设数目设为100，第四预设数目设为10，第二阈值浓度差设为0.02ppm，在获取到100个气体浓度检测值时，选取连续的10个气体浓度检测值，通常，在靠后测量的气体浓度检测值中，更容易选取到符合任意两个气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于0.02ppm条件的连续10个气体浓度检测值，也就是在本示例中，选取第91到第100个气体浓度检测值，若符合任意两个气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于0.02ppm，则计算10个气体浓度检测值的第三平均值，作为更新后的气体浓度基准值。在本实施例中，直接根据气体浓度检测值的变化趋势，对电化学气体传感器进行校准，无需另行设置计时组件，有利于简化电化学气体传感器的校准，并且，选取的第四预设数目的气体浓度检测值中，任意两个气体浓度检测值之间的差值均小于或等于第二阈值浓度差，随着设置的第四预设数目的增大和第二阈值浓度差的减小，校准的准确度相应提高。

在本发明的第五实施例中，如图5所示，在步骤S100之前，还包括以下步骤：

S410、获取电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于零时的基准采样电压值AD₀；

S420、获取电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPM_i时的校验采样电压值AD_i；

S430、根据基准采样电压值AD₀、校验浓度PPM_i、校验采样电压值AD_i以及气体浓度PPM与采样电压值AD之间的函数关系PPM＝K*(AD-AD₀)，计算系数K；

步骤S200包括：

S210、获取电化学气体传感器的采样电压值AD；

S220、根据PPM_t＝K*AD计算气体浓度检测值PPM_t。

其中，步骤S410、S420以及S430是对气体浓度PPM与采样电压值AD之间的函数关系PPM＝K*(AD-AD₀)中，系数K和基准采样电压值AD₀的标定过程，通常在电化学气体传感器正式投入使用之前进行。在气体浓度实际值等于零时，通过一次或多次测量取平均值的方式，得到此时的采样电压值AD或采样电压值AD的平均值即为基准采样电压值AD₀。在确定基准采样电压值AD₀之后，控制气体浓度实际值的变化，得到对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPM_i的校验采样电压值AD_i，其中，每一校验采样电压值AD_i均可通过多次测量取平均值的方式获取，再进行线性拟合，即可得到系数K。

例如，在一具体示例中，分光甲醛浓度与采样电压值之间的关系如下表所示,

i	PPM<sub>i</sub>(μg/m<sup>3</sup>)	AD<sub>i</sub>
			0	0	1289
1	83	6805
			2	946	80963
3	638	46263
			4	437	34293
5	80	9787
			6	72	6829

根据上表可得，AD₀＝1289，经线性拟合，可得，K＝0.0123，即PPM＝0.0123*(AD-1289)。

在步骤S200中，即电化学气体传感器的使用过程中，根据获取的采样电压值AD和PPM_t＝K*AD，即可计算出对应的气体浓度检测值PPM_t。

在本发明的第六实施例中，如图6所示，在步骤S100之前，还包括以下步骤：

S500、在接收到控制电化学气体传感器停止检测的指令时，向电化学气体传感器发送校准电化学气体传感器的指令。

其中，控制电化学气体传感器停止检测的指令可以由用户手动发出，也可以是每次检测完成后自动发出的，例如，在每次检测完成后，即自动关闭电化学气体传感器的测量盒，进行校准。在停止检测时对电化学气体传感器进行校准，能够避免校准对气体浓度检测的干扰。

在本发明的第七实施例中，在执行步骤S100、步骤S200和步骤S300的过程中，还包括以下步骤：

S600、在接收到检测指令时，打开测量盒，获取测量盒内的气体浓度检测值。

在本实施例中，电化学气体传感器的浓度检测的执行优先级更高，也就是说，在接收到检测指令时，不管是否在进行校准，都中止校准程序，打开测量盒，获取测量盒内的气体浓度检测值，以满足检测需求。

如图7所示，图7是本发明实施例方案涉及的电化学气体传感器的结构示意图，该电化学气体传感器包括电化学气体检测探头100、测量盒200、微控制单元300(MCU)以及存储在MCU300上运行的电化学气体传感器校准程序，其中，电化学气体检测探头100用以根据气体浓度产生电流检测信号；电化学气体检测探头100设于测量盒200内，测量盒200表面设有控制测量盒打开和关闭的测试口210；MCU300与电化学气体检测探头100以及测量盒200电连接，MCU300通过与测量盒200的电连接控制测试口210的打开和关闭；电化学气体传感器校准程序被MCU300执行时实现电化学气体传感器校准方法的步骤。

如图8所示，图8是本发明电化学气体传感器另一实施例的结构示意图，该电化学气体传感器还包括转换电路400，滤波电路500，模数转换电路600和开关电路700，其中，转换电路400与电化学气体检测探头100电连接，用以转换电流检测信号为电压检测信号；滤波电路500与转换电路400电连接，用以将电压检测信号滤波；模数转换电路600连接于滤波电路500和MCU300之间，用以将滤波后的电压检测信号转换为数字电压信号，并将数字电压信号输入MCU300，开关电路700连接于测量盒200和MCU300之间，用以控制测量盒200的打开和关闭。

如图9所示，为图8中电化学气体传感器的电路结构示意图，其中，转换电路400包括转换电阻R1，通过选择合适阻值的转换电阻R1，一方面能够将电流检测信号转换为电压检测信号，另一方面还能同时对信号进行初步的放大，以便后续的处理。滤波电路500包括电阻R1电阻R2和电容C1，以滤除电压检测信号中的干扰信号。模数转换电路600包括15位以上的高精度AD芯片，电压检测信号以差分方式输入高精度AD芯片中，以进一步减少干扰。开关电路700包括三极管开关电路，在MCU300的控制下，三极管开关电路控制测量盒的打开和关闭。

MCU300调用存储的电化学气体传感器校准程序，并执行以下操作：

S100、在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒；

S200、获取测量盒内的气体浓度检测值；

S300、根据气体浓度检测值，更新电化学气体传感器的气体浓度基准值。

MCU300调用存储的电化学气体传感器校准程序，其中，步骤S300还包括以下操作：

S310、在气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，累计预校准时间；

S320、在累计的预校准时间大于或等于阈值时间时，按照第一预设数目获取测量盒内的气体浓度检测值；

S330、计算第一预设数目的气体浓度检测值的第一平均值，将第一平均值作为更新后的气体浓度基准值。

MCU300调用存储的电化学气体传感器校准程序，其中，步骤S300还包括以下操作：

S340、在气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，确定当前获取的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值的绝对值是否小于或等于第一阈值浓度差；

S350、在当前获取的气体浓度检测值与上一次获取的气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第一阈值浓度差时，按照第二预设数目获取测量盒内的气体浓度检测值；

S360、计算第二预设数目的气体浓度检测值的第二平均值，将第二平均值作为更新后的气体浓度基准值。

MCU300调用存储的电化学气体传感器校准程序，其中，步骤S300还包括以下操作：

S370、在获取的测量盒内的气体浓度检测值的数目达到第三预设数目时，选取连续的第四预设数目的气体浓度检测值；

S380、在第四预设数目中任意两个气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第二阈值浓度差时，计算第四预设数目的气体浓度检测值的第三平均值，将第三平均值作为更新后的气体浓度基准值；

其中，第四预设数目小于第三预设数目。

MCU300调用存储的电化学气体传感器校准程序，在步骤S100之前，还执行以下操作：

S410、获取电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于零时的基准采样电压值AD₀；

S420、获取电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPM_i时的校验采样电压值AD_i；

S430、根据基准采样电压值AD₀、校验浓度PPM_i、校验采样电压值AD_i以及气体浓度PPM与采样电压值AD之间的函数关系PPM＝K*(AD-AD₀)，计算系数K；

步骤S200包括：

S210、获取电化学气体传感器的采样电压值AD；

S220、根据PPM_t＝K*AD计算气体浓度检测值PPM_t。

MCU300调用存储的电化学气体传感器校准程序，在步骤S100之前，还执行以下操作：

S500、在接收到控制电化学气体传感器停止检测的指令时，向电化学气体传感器发送校准电化学气体传感器的指令。

MCU300调用存储的电化学气体传感器校准程序，在执行步骤S100、步骤S200和步骤S300的过程中，还执行以下操作：

S600、在接收到检测指令时，打开测量盒，获取测量盒内的气体浓度检测值。

本发明提出一种空调器，该空调器执行电化学气体传感器校准方法，该电化学气体传感器校准方法参照上述实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种空调器，该空调器包括电化学气体传感器，该电化学气体传感器的具体结构和电化学气体传感器校准方法参照上述实施例，由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得空调执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电化学气体传感器校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、在接收到校准电化学气体传感器的指令时，关闭电化学气体传感器的测量盒；

S200、获取所述测量盒内的气体浓度检测值；

S300、根据所述气体浓度检测值，更新所述电化学气体传感器的气体浓度基准值；

所述步骤S300包括：

S340、在所述气体浓度检测值小于或等于阈值浓度时，确定当前获取的所述气体浓度检测值与上一次获取的所述气体浓度检测值之间的差值的绝对值是否小于或等于第一阈值浓度差；

S350、在当前获取的所述气体浓度检测值与上一次获取的所述气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第一阈值浓度差时，按照第二预设数目获取所述测量盒内的气体浓度检测值；

S360、计算所述第二预设数目的气体浓度检测值的第二平均值，将所述第二平均值作为更新后的所述气体浓度基准值；

或者

所述步骤S300包括：

S370、在获取的所述测量盒内的气体浓度检测值的数目达到第三预设数目时，选取连续的第四预设数目的气体浓度检测值；

S380、在所述第四预设数目中任意两个气体浓度检测值之间的差值的绝对值小于或等于第二阈值浓度差时，计算所述第四预设数目的气体浓度检测值的第三平均值，将所述第三平均值作为更新后的所述气体浓度基准值；

其中，所述第四预设数目小于所述第三预设数目。

2.如权利要求1所述的电化学气体传感器校准方法，其特征在于，在所述步骤S100之前，还包括以下步骤：

S410、获取所述电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于零时的基准采样电压值AD₀；

S420、获取所述电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPM_i时的校验采样电压值AD_i；

S430、根据所述基准采样电压值AD₀、所述校验浓度PPM_i、所述校验采样电压值AD_i以及所述气体浓度PPM与所述采样电压值AD之间的函数关系PPM＝K*(AD-AD₀)，计算系数K；

所述步骤S200包括：

S210、获取所述电化学气体传感器的采样电压值AD；

S220、根据PPM_t＝K*AD计算所述气体浓度检测值PPM_t。

3.如权利要求1所述的电化学气体传感器校准方法，其特征在于，在所述步骤S100之前，还包括以下步骤：

S500、在接收到控制电化学气体传感器停止检测的指令时，向所述电化学气体传感器发送所述校准电化学气体传感器的指令。

4.如权利要求1所述的电化学气体传感器校准方法，其特征在于，在执行所述步骤S100、所述步骤S200和所述步骤S300的过程中，还包括以下步骤：

S600、在接收到检测指令时，打开所述测量盒，获取所述测量盒内的气体浓度检测值。

5.一种电化学气体传感器，其特征在于，包括：

电化学气体检测探头，用以根据气体浓度产生电流检测信号；

测量盒，所述电化学气体检测探头设于所述测量盒内，所述测量盒表面设有控制所述测量盒打开和关闭的测试口；

微控制单元，所述微控制单元与所述电化学气体检测探头以及所述测量盒电连接；以及，

存储在所述微控制单元上并可在所述微控制单元上运行的电化学气体传感器校准程序，所述电化学气体传感器校准程序被所述微控制单元执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的电化学气体传感器校准方法的步骤。

6.如权利要求5所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述电化学气体传感器还包括：

转换电路，与所述电化学气体检测探头电连接，用以转换所述电流检测信号为电压检测信号；

滤波电路，与所述转换电路电连接，用以将所述电压检测信号滤波；

模数转换电路，连接于所述滤波电路和所述微控制单元之间，用以将滤波后的所述电压检测信号转换为数字电压信号，并将所述数字电压信号输入所述微控制单元；

开关电路，连接于所述测量盒和所述微控制单元之间，用以控制所述测量盒的打开和关闭。

7.一种空调器，其特征在于，所述空调器执行如权利要求1至4中任一项所述的电化学气体传感器校准方法；和/或，所述空调器包括如权利要求5或6中所述的电化学气体传感器。

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