CN109856223A - 校准方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种校准方法及装置,方法包括:流量控制器接收第一气体和第二气体;流量控制器对第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气;导气装置接收流量控制器发送的多个不同浓度的标气和第一气体,并通过多个不同浓度的标气和第一气体对其中的一个或多个传感器进行标定。通过应用本发明实施例二提供的校准装置,可以生成低浓度下的稳定标气,并可以得到关系模型,该关系模型可以提供电化学传感器的精确检测的参照数据,通过这一参照数据可以评估传感器的准确度及稳定性,并可以在接收到污染时,根据该参数数据,得到对应的电压。
Description
技术领域
本发明涉及传感器领域,尤其涉及一种校准方法及装置。
背景技术
当今社会,生态环境问题已成为全球性的社会问题,保护环境、节能减排已成为社会共识。在此背景下,如何有效保护环境,监测监管污染物排放成为一个重要的社会问题。随着国家对环保行业的政策投入,环保检测技术不断加强,检测设备不断推陈出新。在线监测系统的应用也日趋成熟,各种检测传感器中,检测大气中污染气体含量的电化学传感器成为重要的检测手段。如何保证电化学传感器准确监测环境污染气体成为一项重要的工作。
电化学传感器与空气中污染气体发生反应会使传感器输出的电信号发生相应的改变,通过检测电信号的数值变化从而能得到污染气体的浓度变化。现有技术中,市面上很多产品采用零点和大量程标准气体两种气体环境下应用线性关系方式来标定传感器检测数值。但是由于电化学传感器存在信号弱,准确度低及实际环境被测污染气体浓度较小的缺点,这种两点校准的方法会造成检测误差较大,无法满足需求。
发明内容
本发明实施例的目的是针对现有技术中存在的缺陷,提供一种校准方法及装置,以解决现有技术中存在的问题。
第一方面,本发明提供了一种校准方法,所述校准方法包括:
流量控制器接收第一气体和第二气体;
所述流量控制器对所述第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气;
导气装置接收所述流量控制器发送的多个不同浓度的标气和所述第一气体,并通过所述多个不同浓度的标气和所述第一气体对其中的一个或多个传感器进行标定。
在一种可能的实现方式中,所述流量控制器接收输入的第一气体和第二气体,具体包括:
所述流量控制器通过第一通路接收第一气体;
所述流量控制器通过第二通路接收第二气体。
在一种可能的实现方式中,所述流量控制器对所述第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气,具体包括:
所述流量控制器通过第一通路上的第一控制装置,控制所述第一气体的流量;
所述流量控制器通过第二通路上的第二控制装置,控制所述第二气体的流量;
将所述第一气体和所述第二气体进行第一混合后,生成多个不同浓度的标气中的第一浓度标气;
所述流量控制器将所述第一浓度标气通过多路输出通路中的第一输出通路,输出给所述导气装置中的传感器。
在一种可能的实现方式中,所述导气装置接收所述流量控制器发送的多个不同浓度的标气和所述第一气体,并通过所述多个不同浓度的标气和所述第一气体对其中的一个或多个传感器进行标定具体包括:
所述传感器接收所述第一气体;
所述传感器与所述第一气体进行反应,生成第一电压;
所述传感器分别接收所述多个不同浓度的标气,并与所述不同浓度的标气中的每种进行反应后,生成一个电压;
根据所述第一气体浓度、所述第一电信号、所述多个不同浓度的标气和其对应的电压,生成关系模型。
在一种可能的实现方式中,所述方法之后还包括:
所述传感器接收大气污染物;
所述传感器根据所述大气污染物和所述关系模型,得到大气污染物对应的电压值。
第二方面,本发明提供了一种校准装置,所述校准装置包括:
流量控制器,所述流量控制器用于接收第一气体和第二气体;
所述流量控制器还用于,对所述第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气;
导气装置,包括设置在其中的一个或多个传感器,用于接收所述流量控制器发送的多个不同浓度的标气和所述第一气体,并通过所述多个不同浓度的标气和所述第一气体对传感器进行标定。
在一种可能的实现方式中,所述流量控制器具体用于:
通过第一通路接收第一气体;
通过第二通路接收第二气体。
在一种可能的实现方式中,所述流量控制器具体用于,通过第一通路上的第一控制装置,控制所述第一气体的流量;
通过第二通路上的第二控制装置,控制所述第二气体的流量;
将所述第一气体和所述第二气体进行第一混合后,生成多个不同浓度的标气中的第一浓度标气;
将所述第一浓度标气通过多路输出通路中的第一输出通路,输出给所述导气装置中的传感器。
在一种可能的实现方式中,所述传感器具体用于:
接收所述第一气体;
与所述第一气体进行反应,生成第一电压;
分别接收所述多个不同浓度的标气,并与所述不同浓度的标气中的每种进行反应后,生成一个电压;
根据所述第一气体浓度、所述第一电信号、所述多个不同浓度的标气和其对应的电压,生成关系模型。
在一种可能的实现方式中,所述传感器还用于,
接收大气污染物;
根据所述大气污染物和所述关系模型,得到大气污染物对应的电压值。
通过应用本发明实施例二提供的校准装置,可以生成低浓度下的稳定标气,并可以得到关系模型,该关系模型可以提供电化学传感器的精确检测的参照数据,通过这一参照数据可以评估传感器的准确度及稳定性,并可以在接收到污染时,根据该参数数据,得到对应的电压。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的校准方法流程示意图;
图2为本发明实施例二提供的校准装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为便于描述,附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为本发明实施例一提供的校准方法流程示意图。该方法应用在对大气污染进行监测的监测设备中,该监测设备中具有比如电化学传感器,该电化学传感器可以与大气污染物发生反应,并输出电信号。
如图1所示,该方法包括以下步骤:
步骤101,流量控制器接收第一气体和第二气体。
其中,流量控制器可以有两个通路,通过第一通路接收第一气体,通过第二通路接收第二气体。第一气体可以是零气,第二气体可以是标准气体(简称标气),一般标气的浓度为5-10百万分比浓度(parts per million,ppm),通过流量控制器可以将标气与零气混合,并产生最低50十亿分比浓度(parts per billion,ppb)的气体。
步骤102,流量控制器对第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气。
具体的,可以通过在通路上设定控制装置,控制各种气体的流量。
示例而非限定,可以通过流量控制器中,第一通路上的第一控制装置,控制第一气体的流量;通过流量控制器中,第二通路上的第二控制装置,控制第二气体的流量。接着,将第一气体和第二气体进行第一混合后,生成多个不同浓度的标气中的第一浓度标气;最后,流量控制器将第一浓度标气通过多路输出通路中的第一输出通路,输出给导气装置中的传感器。
现有技术中,直接取1ppm-5ppm的中间值2500ppb这一个数值,存在着误差大的缺点,而根据需要,考虑到最常用的标气浓度为0-1ppm,因此,可以在0-1ppm之间分配出多个不同浓度的标气。示例而非限定,可以以200ppb为间隔,产生200ppb、400ppb、600ppb、800ppb和1000ppb五个档的标气。
可以理解的是,可以根据需要,确定间隔,划分的间隔越小,对传感器的标定结果越精确,比如,也可以以100ppb为间隔。
步骤103,导气装置接收流量控制器发送的多个不同浓度的标气和第一气体,并通过多个不同浓度的标气和第一气体对其中的一个或多个传感器进行标定。
具体的,步骤103包括:
首先,传感器接收第一气体;然后,传感器与第一气体进行反应,生成第一电压;接着,传感器分别接收多个不同浓度的标气,并与不同浓度的标气中的每种进行反应后,生成一个电压,最后,根据第一气体浓度、第一电信号、多个不同浓度的标气和其对应的电压,生成关系模型。由此,通过关系模型,可以反应出浓度与电压之间的关系。
可以根据需要,选择进行标定的传感器的个数,比如,可以一次对5个传感器进行标定。示例而非限定,传感器可以是电化学传感器。
进一步的,步骤103之后,方法之后还包括:
步骤104,传感器接收大气污染物。
具体的,当传感器接收到零气和五种不同浓度的标气后,会产生对应的电压值,多次测量后,可以得到每种浓度值与电压值之间的关系模型。
示例而非限定,大气污染物可以是细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮(Nitrogen dioxide,NO2)、二氧化硫(Sulfur dioxide,SO2)、一氧化碳(Carbonmonoxide,CO)、臭氧(Ozone,O3)和总挥发性有机化合物(Total Volatile OrganicCompounds,TVOC)中的任意一种或其任意组合。
步骤106,传感器根据大气污染物和关系模型,得到大气污染物对应的电压值。
具体的,传感器接收到网格化监测设备发送的大气污染物、或者接收到网格化监测设备的服务器发送的大气污染物后,根据该关系模型和大气污染物,输出电信号。
通过应用本发明实施例一提供的校准方法,可以生成低浓度下的稳定标气,并可以得到关系模型,该关系模型可以提供电化学传感器的精确检测的参照数据,通过这一参照数据可以评估传感器的准确度及稳定性,并可以在接收到污染时,根据该参数数据,得到对应的电压。
图2为本发明实施例二提供的校准装置结构示意图。该校准装置可以应用在校准方法中。如图2所示,该校准装置包括:流量控制器1和导气装置2。
流量控制器1,流量控制器1用于接收第一气体和第二气体;
流量控制器1还用于,对第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气;
导气装置2,包括设置在其中的一个或多个传感器21,用于接收流量控制器1发送的多个不同浓度的标气和第一气体,并通过多个不同浓度的标气和第一气体对传感器21进行标定。
进一步的,流量控制器1具体用于:
通过第一通路接收第一气体;
通过第二通路接收第二气体。
进一步的,流量控制器1具体用于,通过第一通路上的第一控制装置,控制第一气体的流量;
通过第二通路上的第二控制装置,控制第二气体的流量;
将第一气体和第二气体进行第一混合后,生成多个不同浓度的标气中的第一浓度标气;
将第一浓度标气通过多路输出通路中的第一输出通路,输出给导气装置2中的传感器21。
进一步的,传感器21具体用于:
接收第一气体;
与第一气体进行反应,生成第一电压;
分别接收多个不同浓度的标气,并与不同浓度的标气中的每种进行反应后,生成一个电压;
根据第一气体浓度、第一电信号、多个不同浓度的标气和其对应的电压,生成关系模型。
进一步的,传感器21还用于,
接收大气污染物;
根据大气污染物和关系模型,得到大气污染物对应的电压值。
通过应用本发明实施例二提供的校准装置,可以生成低浓度下的稳定标气,并可以得到关系模型,该关系模型可以提供电化学传感器的精确检测的参照数据,通过这一参照数据可以评估传感器的准确度及稳定性,并可以在接收到污染时,根据该参数数据,得到对应的电压。
本发明实施例三提供了一种设备,包括存储器和处理器,存储器用于存储程序,存储器可通过总线与处理器连接。存储器可以是非易失存储器,例如硬盘驱动器和闪存,存储器中存储有软件程序和设备驱动程序。软件程序能够执行本发明实施例提供的上述方法的各种功能;设备驱动程序可以是网络和接口驱动程序。处理器用于执行软件程序,该软件程序被执行时,能够实现本发明实施例提供的方法。
本发明实施例四提供了一种包含指令的计算机程序产品,当计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行本发明实施例一提供的方法。
本发明实施例五提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例一提供的方法。
专业人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种校准方法,其特征在于,所述校准方法包括:
流量控制器接收第一气体和第二气体;
所述流量控制器对所述第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气;
导气装置接收所述流量控制器发送的多个不同浓度的标气和所述第一气体,并通过所述多个不同浓度的标气和所述第一气体对其中的一个或多个传感器进行标定。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述流量控制器接收输入的第一气体和第二气体,具体包括:
所述流量控制器通过第一通路接收第一气体;
所述流量控制器通过第二通路接收第二气体。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述流量控制器对所述第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气,具体包括:
所述流量控制器通过第一通路上的第一控制装置,控制所述第一气体的流量;
所述流量控制器通过第二通路上的第二控制装置,控制所述第二气体的流量;
将所述第一气体和所述第二气体进行第一混合后,生成多个不同浓度的标气中的第一浓度标气;
所述流量控制器将所述第一浓度标气通过多路输出通路中的第一输出通路,输出给所述导气装置中的传感器。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述导气装置接收所述流量控制器发送的多个不同浓度的标气和所述第一气体,并通过所述多个不同浓度的标气和所述第一气体对其中的一个或多个传感器进行标定具体包括:
所述传感器接收所述第一气体;
所述传感器与所述第一气体进行反应,生成第一电压;
所述传感器分别接收所述多个不同浓度的标气,并与所述不同浓度的标气中的每种进行反应后,生成一个电压;
根据所述第一气体浓度、所述第一电信号、所述多个不同浓度的标气和其对应的电压,生成关系模型。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法之后还包括:
所述传感器接收大气污染物;
所述传感器根据所述大气污染物和所述关系模型,得到大气污染物对应的电压值。
6.一种校准装置,其特征在于,所述校准装置包括:
流量控制器,所述流量控制器用于接收第一气体和第二气体;
所述流量控制器还用于,对所述第一气体的流量和第二气体的流量进行控制,生成多个不同浓度的标气;
导气装置,包括设置在其中的一个或多个传感器,用于接收所述流量控制器发送的多个不同浓度的标气和所述第一气体,并通过所述多个不同浓度的标气和所述第一气体对传感器进行标定。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述流量控制器具体用于:
通过第一通路接收第一气体;
通过第二通路接收第二气体。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述流量控制器具体用于,通过第一通路上的第一控制装置,控制所述第一气体的流量;
通过第二通路上的第二控制装置,控制所述第二气体的流量;
将所述第一气体和所述第二气体进行第一混合后,生成多个不同浓度的标气中的第一浓度标气;
将所述第一浓度标气通过多路输出通路中的第一输出通路,输出给所述导气装置中的传感器。
9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述传感器具体用于:
接收所述第一气体;
与所述第一气体进行反应,生成第一电压;
分别接收所述多个不同浓度的标气,并与所述不同浓度的标气中的每种进行反应后,生成一个电压;
根据所述第一气体浓度、所述第一电信号、所述多个不同浓度的标气和其对应的电压,生成关系模型。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述传感器还用于,
接收大气污染物;
根据所述大气污染物和所述关系模型,得到大气污染物对应的电压值。
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