CN110146546B - 一种冷镜式露点仪自动光电检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及精密仪器技术领域，且公开了一种冷镜式露点仪自动光电检测系统，包括以下检测步骤：设定温度区间上限为室温，下限为仪器最低制冷温度；驱动制冷装置制冷温度至区间中点温度，并以所述中点温度迭代区间温度的上限或下限；所述中点温度迭代收敛于光电检测差值小于预设值。本发明通过系统自动调节温度并配合光电检测时的电力差值参数，使得系统能够自动判断露点位置，避免目视带来的误差从而提高检测精度，以比较两次光电检测结果的变化率，并以预设值判定结果，使得露点检测精度可控，对人员操作使用的专业要求大幅降低。

Description

一种冷镜式露点仪自动光电检测系统

技术领域

本发明涉及精密仪器技术领域，具体为一种冷镜式露点仪自动光电检测系统。

背景技术

露点仪用于检测气体露点温度，以表征气体湿度，是工业控制过程气体的重要参数，按原理可分为冷镜式、完全吸收电解式、Al₂O₃电容式等，其中，冷镜式作为最准确、最可靠的检测仪器，被广泛用于标准传递。

冷镜式露点仪的原理为：被测湿气通入露点测量室时掠过冷镜面，当镜面温度高于湿气的露点温度时，镜面呈干燥状态，此时光电检露装置中光源发出的光照在镜面上，几乎完全反射，由光电传感器感应的到并输出光电信号，经控制回路比较、放大、驱动热电泵，对镜面制冷。当镜面温度降至湿气露点温度时，镜面上开始结露，光照在镜面上出现漫反射，光电传感器感应到的反射信号随之减弱，此变化经控制回路比较、放大后调节热电泵激励，使其制冷功率适当减小，最后，镜面温度保持在样气露点温度上，镜面温度由一紧贴在冷镜下方的铂电阻温度传感器感应并显示在显示窗上。

其测量过程中，需要不断地调整制冷功率将温度降低，直至冷镜表面产生结露，此过程需要人工不断的通过观察窗观察冷镜面的结露或结霜情况，由于冷源的冷却点、测温点和镜面间的热传导存在温度梯度，测温和结露不能同步进行，对目视检露来说，将产生负误差，另一方面，由于温度递减式调整，测量精度受递减差影响较大，且为了提高精度时，需要在结露点附近多次降低递减差方能测出精度较高的结果，检测效率较慢。为此，提出光电自检系统，旨在解决上述问题。

发明内容

针对背景技术中提出的现有冷镜式露点仪的温度调试方法在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种冷镜式露点仪自动光电检测系统，具备快速收敛调试结果、检测结果精度更高的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种冷镜式露点仪自动光电检测系统，包括以下检测步骤：

设定温度区间上限为室温，下限为仪器最低制冷温度；

驱动制冷装置制冷温度至区间中点温度，并以所述中点温度迭代区间温度的上限或下限；

所述中点温度迭代收敛于光电检测差值小于预设值。

优选的，所述中点温度迭代区间温度的上限或下限包括：

判定光电检测是否变化，若为否，则将所述区间中点温度设为区间温度上限，并继续迭代；若为是，则将所述区间中点温度设定为区间温度下限，并继续迭代。

优选的，所述中点温度迭代收敛于光电检测差值小于预设值包括：

判定光电检测结果较前次结果的变化率是否小于预设值，若是，则结束检测并将该次中点温度设为露点温度；若否，则继续迭代。

优选的，所述判定光电检测结果较前次结果的变化率为两次结果差与前次结果的比值。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过系统自动调节温度并配合光电检测时的电力差值参数，使得系统能够自动判断露点位置，避免目视带来的误差从而提高检测精度。

2、本发明通过不断调节的区间中点温度迭代更替区间的上限或者下限，以等比调节取代等差调节，使得检测结果能够更加快速的逼近露点值，缩短温度调节次数，提高检测效率，同时，该中点式逼近露点方式可实现不断的加热和冷却镜面，可有效防止“过冷”现象对露点检测的精度影响。

3、本发明通过以比较两次光电检测结果的变化率，并以预设值判定结果，使得露点检测精度可控，对人员操作使用的专业要求大幅降低。

附图说明

图1为本发明系统框图。

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1，一种冷镜式露点仪自动光电检测系统，包括以下检测步骤：

设定温度区间上限为室温，温度区间下限为仪器最低制冷温度；

驱动制冷装置制冷温度至区间中点温度；

判定光电检测结果是否变化；其中，此处的变化是指，光电检测的入射光照强度信号与反射强度信号是否存在跳动变化，若存在跳动变化，说明冷镜表面产生露水或结霜，若不存在跳动变化，说明该次温度位于露点温度之上，为使得气体中杂质等光路系统的影响，可设定变化浮动的参考范围，变化值位于范围内，设定为结果不变化，否则设定为结果变化。

若不变化，则驱动制冷装置调节温度区间中点温度为上限，再驱动制冷装置制冷温度至最新区间的中点温度，再进行判定光电检测结果是否变化；

若变化，则驱动制冷装置调节温度区间中点温度为下限，在驱动制冷装置制冷温度至最新区间的中点温度，紧接着判定光电检测较前次结果变化率是否小于预设值，若否，则重新判定光电检测是否变化；若是，则结束检测并将该次中点温度设为露点温度。

本发明是通过中间插值法，以等比收敛替代传统的等差收敛法，将系统的温度以更快的速度收敛于露点温度值附近，并通过设定收敛精度，结束自动化进程，可优于人工更快、更精准的找到露点位置。同时，因中间插值会存在需要加热或冷却镜面，从而，可防止“过冷”现象对露点检测的精度影响，所谓“过冷”现象，即在一定条件下(-20～0℃)，水汽达到饱和状态时，液相仍然不出现，或者水在零度以下时仍不结冰，这种现象称为过饱或“过冷”，反复加热和冷却镜面的操作，可有效防止该现象出现。

其中，中点温度的取值精度为0.1度，以适配传感器的精度。

其中，在判定变化率小于预设值后，结束检测之前，将区间中点温度再进行无判定的上下限间隔迭代后取中间值，具体的，假定判定后的温度区间为m～n，则先迭代一次上限，以n＝(n-m)/2，再迭代一次下限m＝(n-m)/2，最后，在两次迭代后，露点温度取t＝(n-m)/2，此可进一步在满足精度下提高结果精度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。

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 (3)

1.一种冷镜式露点仪自动光电检测系统，其特征在于，包括以下检测步骤：

设定温度区间上限为室温，下限为仪器最低制冷温度；

驱动制冷装置制冷温度至区间中点温度，并以所述中点温度迭代区间温度的上限或下限；

所述中点温度迭代收敛于光电检测差值小于预设值；

所述中点温度迭代区间温度的上限或下限包括：

判定光电检测是否变化，若为否，则将所述区间中点温度设为区间温度上限，并继续迭代；若为是，则将所述区间中点温度设定为区间温度下限，并继续迭代。

2.根据权利要求1所述的一种冷镜式露点仪自动光电检测系统，其特征在于，所述中点温度迭代收敛于光电检测差值小于预设值包括：

判定光电检测结果较前次结果的变化率是否小于预设值，若是，则结束检测并将该次中点温度设为露点温度；若否，则继续迭代。

3.根据权利要求2所述的一种冷镜式露点仪自动光电检测系统，其特征在于：所述判定光电检测结果较前次结果的变化率为两次结果差与前次结果的比值。

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