CN108776124A - 一种光学溶解氧传感器用校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学溶解氧传感器用校准装置，包括水浴锅和校准罐，所述水浴锅内部通过固定安装有校准罐，所述循环仓内部下端通过固定安装有曝气装置，所述Y形管交叉处左侧通过固定安装有气体流量调节阀，所述温度计上方通过固定安装有参比光学溶解氧传感器，所述校准罐内部右侧上端通过固定安装有待校准光学溶解氧传感器，通过曝气装置，提高了曝气时的曝气效率以及曝气效果，使校准罐内的氧气混合均匀，进而使校准罐内的水体溶解氧浓度更加均匀，对光学溶解氧传感器的校准提供了很大的方便；通过气体流量调节阀能够方便在进行气体流量调节时及时准确的掌握气体的流量，降低了校准偏差。

Description

一种光学溶解氧传感器用校准装置

技术领域

本发明属于传感器相关技术领域，具体涉及一种光学溶解氧传感器用校准装置。

背景技术

水体溶解氧对水中生物的生存有着至关重要的影响，快速准确测定水体中溶解氧的含量具有重要意义。近年来随着科技的不断进步，溶解氧原位传感器测定技术获得了快速发展，基于荧光淬灭原理的光学溶解氧传感器具有较高的稳定性，大幅改善了江河、湖泊、海洋等水体中溶解氧的测定手段，已经在水产等领域得到了广泛的应用。

现有的光学溶解氧传感器用校准装置技术存在以下问题：

1、现有的光学溶解氧传感器用校准装置没有对校准罐内的曝气装置进行优化，在对光学溶解氧传感器进行校准使需要对校准罐内进行曝气操作，由于采用了传统的曝气装置，使得在进行曝气时曝气效率低下，且曝气效果不理想，导致校准罐内的氧气混合不均匀，使校准罐内的水体溶解氧浓度不均匀，对光学溶解氧传感器的校准造成了很大的影响，导致校准结果不准确，为校准工作带来了很大的不便；

2、现有的光学溶解氧传感器用校准装置使用了传统的普通气体流量调节阀，在校准过程中需要对校准罐内通入气体时无法对气体的流量进行准确调节，导致进入到校准罐内的气体不能及时准确的掌握，使得校准罐内的水体溶解氧浓度无法准确控制，给光学溶解氧传感器的校准造成了很大的测量不便和测量偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学溶解氧传感器用校准装置，以解决上述背景技术中提出的曝气效果不理想以及无法对气体的流量进行准确调节问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光学溶解氧传感器用校准装置，包括水浴锅和校准罐，所述水浴锅内部通过固定安装有校准罐，所述校准罐顶端通过固定安装有盖体，所述校准罐内部中间位置处通过固定安装有循环仓，所述循环仓内部下端通过固定安装有曝气装置，所述曝气装置上端设置有导流器，所述导流器上端与盖体固定连接，所述水浴锅上端通过固定安装有空气泵，所述空气泵上端通过密封连接有Y形管，所述Y形管右端通过密封连接有氮气瓶，所述Y形管左端与曝气装置密封连接，所述Y形管交叉处左侧通过固定安装有气体流量调节阀，所述Y形管靠近空气泵与氮气瓶处各安装有气体流量调节阀，所述校准罐下端左右两侧通过密封安装有水体交换流通阀，左端所述水体交换流通阀上方通过固定安装有盐度计，所述盐度计上方通过固定安装有温度计，所述温度计上方通过固定安装有参比光学溶解氧传感器，所述参比光学溶解氧传感器上方通过密封安装有取样装置，所述校准罐内部右侧上端通过固定安装有待校准光学溶解氧传感器，所述盖体上端通过固定安装有补压器，所述补压器右侧通过固定安装有气压表，所述校准罐内部与循环仓之间通过固定安装有双层隔板。

优选的，所述曝气装置包括进气管口、导气管、内环形管、内曝气孔、外环形管和外曝气孔，所述进气管口外侧通过密封固定安装有导气管，所述导气管上端通过密封固定安装有内环形管，所述内环形管上端通过固定安装有内曝气孔，所述内环形管外侧通过密封固定安装有外环形管，所述外环形管上端通过固定安装有外曝气孔。

优选的，所述气体流量调节阀包括阀体、节流腔、密封座、调节杆、密封垫圈、旋钮、刻度盘、入气口和出气口，所述阀体内部设置有节流腔，所述节流腔上端通过密封固定安装有密封座，所述密封座内部安装有调节杆，所述调节杆下端通过固定安装有密封垫圈，所述调节杆顶端通过转动安装有旋钮，所述密封座上端外侧通过固定安装有刻度盘，所述阀体下端通过固定安装有入气口，所述阀体右端通过固定安装有出气口。

优选的，所述水浴锅的结构为正方体结构，所述水浴锅内部固定安装的校准罐结构为圆柱筒结构且校准罐的材料为耐腐蚀性不锈钢材料。

优选的，所述参比光学溶解氧传感器和待校准光学溶解氧传感器的安装位置处于同一水层，所述待校准光学溶解氧传感器和取样装置的安装位置处于同一水层。

优选的，所述双层隔板的结构为双层多孔结构，所述双层隔板共安装有四个且它们大小结构相同，所述双层隔板均匀对称安装在校准罐内壁与循环仓之间且双层隔板将参比光学溶解氧传感器与待校准光学溶解氧传感器各自分隔开来。

优选的，所述导气管共安装有四个且它们大小规格相同且导气管呈十字形均匀对称安装在进气管口外侧，所述内曝气孔内环形管上端，所述外曝气孔大小相等且均匀设置在外环形管上端，所述内曝气孔的直径略大于外曝气孔的直径。

优选的，所述密封座内部设置有内螺纹，所述调节杆上端外侧设置有外螺纹，所述密封座内部设置的内螺纹与调节杆外侧设置的外螺纹公称直径相同且能够相互啮合，所述旋钮逆时针转动使调节杆向下移动且旋钮顺时针转动使调节杆向上移动。

与现有技术相比，本发明提供了一种光学溶解氧传感器用校准装置，具备以下有益效果：

1、本发明安装了曝气装置，其包括进气管口、导气管、内环形管、内曝气孔、外环形管和外曝气孔，这样的好处是通过曝气装置内部安装的内环形管和外环形管以及它们上端设置的内曝气孔和外曝气孔，能够在对校准罐内进行曝气操作时充分的将氧气及氮气与校准罐内的水体混合溶解在一起，提高了曝气时的曝气效率以及曝气效果，使校准罐内的氧气混合均匀，进而使校准罐内的水体溶解氧浓度更加均匀，对光学溶解氧传感器的校准提供了很大的方便，提高了校准结果；

2、本发明安装了气体流量调节阀，其包括阀体、节流腔、密封座、调节杆、密封垫圈、旋钮、刻度盘、入气口和出气口，这样的好处是通过转动气体流量调节阀内的旋钮能够使调节杆上下移动，进而能够对气体的流量进行调节，且通过在密封座外侧设置刻度盘能够方便在进行气体流量调节时及时准确的掌握气体的流量，使得校准罐内的水体溶解氧浓度得到准确控制，降低了校准偏差。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明提出的一种光学溶解氧传感器用校准装置结构示意图；

图2为本发明提出的校准罐俯视图；

图3为本发明提出的曝气装置结构示意图；

图4为本发明提出的气体流量调节阀结构示意图；

图中：1、水浴锅；2、校准罐；3、盖体；4、循环仓；5、曝气装置；51、进气管口；52、导气管；53、内环形管；54、内曝气孔；55、外环形管；56、外曝气孔；6、导流器；7、空气泵；8、Y形管；9、氮气瓶；10、气体流量调节阀；101、阀体；102、节流腔；103、密封座；104、调节杆；105、密封垫圈；106、旋钮；107、刻度盘；108、入气口；109、出气口；11、水体交换流通阀；12、盐度计；13、温度计；14、参比光学溶解氧传感器；15、待校准光学溶解氧传感器；16、取样装置；17、补压器；18、气压表；19、双层隔板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：

一种光学溶解氧传感器用校准装置，包括水浴锅1和校准罐2，水浴锅1内部通过固定安装有校准罐2，校准罐2顶端通过固定安装有盖体3，校准罐2内部中间位置处通过固定安装有循环仓4，循环仓4内部下端通过固定安装有曝气装置5，曝气装置5上端设置有导流器6，导流器6上端与盖体3固定连接，水浴锅1上端通过固定安装有空气泵7，空气泵7上端通过密封连接有Y形管8，Y形管8右端通过密封连接有氮气瓶9，Y形管8左端与曝气装置5密封连接，Y形管8交叉处左侧通过固定安装有气体流量调节阀10，Y形管8靠近空气泵7与氮气瓶9处各安装有气体流量调节阀10，校准罐2下端左右两侧通过密封安装有水体交换流通阀11，左端水体交换流通阀11上方通过固定安装有盐度计12，盐度计12上方通过固定安装有温度计13，温度计13上方通过固定安装有参比光学溶解氧传感器14，参比光学溶解氧传感器14上方通过密封安装有取样装置16，校准罐2内部右侧上端通过固定安装有待校准光学溶解氧传感器15，盖体3上端通过固定安装有补压器17，补压器17右侧通过固定安装有气压表18，校准罐2内部与循环仓4之间通过固定安装有双层隔板19。

进一步，曝气装置5包括进气管口51、导气管52、内环形管53、内曝气孔54、外环形管55和外曝气孔56，进气管口51外侧通过密封固定安装有导气管52，导气管52上端通过密封固定安装有内环形管53，内环形管53上端通过固定安装有内曝气孔54，内环形管53外侧通过密封固定安装有外环形管55，外环形管55上端通过固定安装有外曝气孔56；通过安装曝气装置5能够在对校准罐2内进行曝气操作时充分的将氧气及氮气与校准罐2内的水体混合溶解在一起，提高了曝气时的曝气效率以及曝气效果，使校准罐2内的氧气混合均匀，进而使校准罐2内的水体溶解氧浓度更加均匀。

进一步，气体流量调节阀10包括阀体101、节流腔102、密封座103、调节杆104、密封垫圈105、旋钮106、刻度盘107、入气口108和出气口109，阀体101内部设置有节流腔102，节流腔102上端通过密封固定安装有密封座103，密封座103内部安装有调节杆104，调节杆104下端通过固定安装有密封垫圈105，调节杆104顶端通过转动安装有旋钮106，密封座103上端外侧通过固定安装有刻度盘107，阀体101下端通过固定安装有入气口108，阀体101右端通过固定安装有出气口109；通过安装气体流量调节阀10能够对气体的流量进行调节，且通过在密封座103外侧设置刻度盘107能够方便在进行气体流量调节时及时准确的掌握气体的流量，使得校准罐2内的水体溶解氧浓度得到准确控制。

进一步，水浴锅1的结构为正方体结构，水浴锅1内部固定安装的校准罐2结构为圆柱筒结构且校准罐2的材料为耐腐蚀性不锈钢材料；通过安装材料为耐腐蚀性不锈钢的圆柱筒结构校准罐2能够更加方便的进行校准且使用寿命长。

进一步，参比光学溶解氧传感器14和待校准光学溶解氧传感器15的安装位置处于同一水层，待校准光学溶解氧传感器15和取样装置16的安装位置处于同一水层；将参比光学溶解氧传感器14和待校准光学溶解氧传感器15以及取样装置16安装在同一水层，能够使得校准结果更加精准。

进一步，双层隔板19的结构为双层多孔结构，双层隔板19共安装有四个且它们大小结构相同，双层隔板19均匀对称安装在校准罐2内壁与循环仓4之间且双层隔板19将参比光学溶解氧传感器14与待校准光学溶解氧传感器15各自分隔开来；通过安装双层隔板19能够有效的避免参比光学溶解氧传感器14和待校准光学溶解氧传感器15之间的相互干扰。

进一步，导气管52共安装有四个且它们大小规格相同且导气管52呈十字形均匀对称安装在进气管口51外侧，内曝气孔54内环形管53上端，外曝气孔56大小相等且均匀设置在外环形管55上端，内曝气孔54的直径略大于外曝气孔56的直径；通过安装内环形管53和外环形管55以及不同直径大小的内曝气孔54和外曝气孔56能够使校准罐2的水体溶氧更加充分均匀。

进一步，密封座103内部设置有内螺纹，调节杆104上端外侧设置有外螺纹，密封座103内部设置的内螺纹与调节杆104外侧设置的外螺纹公称直径相同且能够相互啮合，旋钮106逆时针转动使调节杆104向下移动且旋钮106顺时针转动使调节杆104向上移动；通过转动气体流量调节阀10内的旋钮106能够使调节杆104上下移动，进而能够对气体的流量进行精确调节。

本发明的工作原理及使用流程：本发明的工作原理是通过水浴锅1对水体设置不同的温度，模拟传感器工作水域的温度，然后在不同的温度点针对校准罐2的水体设置对应的水体溶解氧浓度，然后均采用碘量法测量从取样装置16内取出水样的溶解氧浓度值及盐度值，并以此实测值作为校准算法的浓度基准值，然后记录相应温度下待校准光学溶解氧传感器15的示值，运用校准算法计算待校准光学溶解氧传感器15的修正系数；在使用本发明前，应对其进行必要的使用前检查，待检查无误后，将本发明移动至校准区域，将校准罐2固定安装在水浴锅1内，通过水浴锅1对校准罐2内的温度进行设定，依据传感器的适用水域及深度甚至不同温度点，然后通过气体流量调节阀10改变空气泵7与氮气瓶9的出气气体流量，同时打开导流器6，待水体充分溶氧后，依次获得不同的水体溶解氧浓度，待校准罐2中的水体溶解氧浓度温度且待校准光学溶解氧传感器15的示值稳定后，通过取样装置16对水体取样三次，并运用碘量法进行滴定，获得的溶解氧测定值去平均值作为校准罐2中水体溶解氧的标准值；读取记录此刻校准罐2内的温度值和盐度值，与此同时，记录多组待校准光学溶解氧传感器15的示值，取平均值作为传感器示值；改变不同的水体温度重复测量记录，然后运用校准算法计算待校准光学溶解氧传感器15的修正系数，完成对光学溶解氧传感器的校准操作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种光学溶解氧传感器用校准装置，包括水浴锅（1）和校准罐（2），其特征在于：所述水浴锅（1）内部通过固定安装有校准罐（2），所述校准罐（2）顶端通过固定安装有盖体（3），所述校准罐（2）内部中间位置处通过固定安装有循环仓（4），所述循环仓（4）内部下端通过固定安装有曝气装置（5），所述曝气装置（5）上端设置有导流器（6），所述导流器（6）上端与盖体（3）固定连接，所述水浴锅（1）上端通过固定安装有空气泵（7），所述空气泵（7）上端通过密封连接有Y形管（8），所述Y形管（8）右端通过密封连接有氮气瓶（9），所述Y形管（8）左端与曝气装置（5）密封连接，所述Y形管（8）交叉处左侧通过固定安装有气体流量调节阀（10），所述Y形管（8）靠近空气泵（7）与氮气瓶（9）处各安装有气体流量调节阀（10），所述校准罐（2）下端左右两侧通过密封安装有水体交换流通阀（11），左端所述水体交换流通阀（11）上方通过固定安装有盐度计（12），所述盐度计（12）上方通过固定安装有温度计（13），所述温度计（13）上方通过固定安装有参比光学溶解氧传感器（14），所述参比光学溶解氧传感器（14）上方通过密封安装有取样装置（16），所述校准罐（2）内部右侧上端通过固定安装有待校准光学溶解氧传感器（15），所述盖体（3）上端通过固定安装有补压器（17），所述补压器（17）右侧通过固定安装有气压表（18），所述校准罐（2）内部与循环仓（4）之间通过固定安装有双层隔板（19）。

2.根据权利要求1所述的一种光学溶解氧传感器用校准装置，其特征在于：所述曝气装置（5）包括进气管口（51）、导气管（52）、内环形管（53）、内曝气孔（54）、外环形管（55）和外曝气孔（56），所述进气管口（51）外侧通过密封固定安装有导气管（52），所述导气管（52）上端通过密封固定安装有内环形管（53），所述内环形管（53）上端通过固定安装有内曝气孔（54），所述内环形管（53）外侧通过密封固定安装有外环形管（55），所述外环形管（55）上端通过固定安装有外曝气孔（56）。

3.根据权利要求1所述的一种光学溶解氧传感器用校准装置，其特征在于：所述气体流量调节阀（10）包括阀体（101）、节流腔（102）、密封座（103）、调节杆（104）、密封垫圈（105）、旋钮（106）、刻度盘（107）、入气口（108）和出气口（109），所述阀体（101）内部设置有节流腔（102），所述节流腔（102）上端通过密封固定安装有密封座（103），所述密封座（103）内部安装有调节杆（104），所述调节杆（104）下端通过固定安装有密封垫圈（105），所述调节杆（104）顶端通过转动安装有旋钮（106），所述密封座（103）上端外侧通过固定安装有刻度盘（107），所述阀体（101）下端通过固定安装有入气口（108），所述阀体（101）右端通过固定安装有出气口（109）。

4.根据权利要求1所述的一种光学溶解氧传感器用校准装置，其特征在于：所述水浴锅（1）的结构为正方体结构，所述水浴锅（1）内部固定安装的校准罐（2）结构为圆柱筒结构且校准罐（2）的材料为耐腐蚀性不锈钢材料。

5.根据权利要求1所述的一种光学溶解氧传感器用校准装置，其特征在于：所述参比光学溶解氧传感器（14）和待校准光学溶解氧传感器（15）的安装位置处于同一水层，所述待校准光学溶解氧传感器（15）和取样装置（16）的安装位置处于同一水层。

6.根据权利要求1所述的一种光学溶解氧传感器用校准装置，其特征在于：所述双层隔板（19）的结构为双层多孔结构，所述双层隔板（19）共安装有四个且它们大小结构相同，所述双层隔板（19）均匀对称安装在校准罐（2）内壁与循环仓（4）之间且双层隔板（19）将参比光学溶解氧传感器（14）与待校准光学溶解氧传感器（15）各自分隔开来。

7.根据权利要求2所述的一种光学溶解氧传感器用校准装置，其特征在于：所述导气管（52）共安装有四个且它们大小规格相同且导气管（52）呈十字形均匀对称安装在进气管口（51）外侧，所述内曝气孔（54）内环形管（53）上端，所述外曝气孔（56）大小相等且均匀设置在外环形管（55）上端，所述内曝气孔（54）的直径略大于外曝气孔（56）的直径。

8.根据权利要求3所述的一种光学溶解氧传感器用校准装置，其特征在于：所述密封座（103）内部设置有内螺纹，所述调节杆（104）上端外侧设置有外螺纹，所述密封座（103）内部设置的内螺纹与调节杆（104）外侧设置的外螺纹公称直径相同且能够相互啮合，所述旋钮（106）逆时针转动使调节杆（104）向下移动且旋钮（106）顺时针转动使调节杆（104）向上移动。