CN114405559A - 一种应用于气体监测的恒压变温装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于气体监测的恒压变温装置及方法，该装置包括：由腔体和可移动腔体壁组成密闭腔体，缠绕于腔体外壁的进气管与腔体连通，温压传感器检测密闭腔体内的温度和压力发送至控制器，电机根据控制器基于压力生成的加压信号或释压信号驱动可移动腔体壁移动，设置于进气管外侧对进气管进行加热的片状加热器，根据控制器发送的预设温度执行信号对进气管进行加热，以及根据控制器基于温度生成的加热信号调整加热值。在本方案中，由控制器根据接收到的温度和压力调整片状加热器对输入密闭腔体的气体，控制电机驱动可移动腔体壁调节密闭腔体体积，以便于对气体温度变化过程中造成的压力变化量进行调节，从而在密闭环境中实现恒压变温的目的。

Description

一种应用于气体监测的恒压变温装置及方法

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，具体涉及一种应用于气体监测的恒压变温装置及方法。

背景技术

气体传感器是一种电子传感器，能检测大气或气体污染物信息并转变成电信号输出，但是，输出的信号只能分析测量对象的变化趋势，无法准确获取数值信息，因此需要校准气体传感器来解决上述这一问题，其中一种校准方法是基于连续变化的环境变量的校准。对于气体传感器而言，其输出的信号变化除了受到气体浓度变化的影响，还受到气体的温度和压力变化的影响。人们通常是在恒压状态下，通过改变气温来采集温度变化对气体传感器输出信号的影响，基于所述影响对气体传感器校准。

对于一些有毒气体，如一氧化碳等要求气体在封闭条件下实验，而现有封闭的气体实验装置的体积无法随温度变化而改变，在对一定量的气体进行恒压变温试验时，基于理想气体定律(pV＝nRT)，由于气温T改变，而气体体积V、气体物质的量n和摩尔气体常数R都不变，导致气压压力p随之改变，因此难以达到恒压变温的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种应用于气体监测的恒压变温装置及方法，以实现气体在封闭条件下的恒压变温。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例第一方面公开了一种应用于气体监测的恒压变温装置，包括：腔体、进气管、加热器、可移动腔体壁、电机、控制器、温压传感器、第一排气孔和第二排气孔；

所述腔体和所述可移动腔体壁组成用于存放气体的密闭腔体；

所述进气管(2)为软管，所述进气管(2)缠绕于所述腔体(1)外壁，所述进气管(2)的一端连通所述腔体(1)，用于将所述气体输入至所述密闭腔体；

所述密闭腔体内设置有温压测试点，所述温压传感器通过所述温压测试点检测所述密闭腔体内的温度和压力，并将所述温度和所述压力发送至所述控制器；

所述电机的一端与所述控制器相连，另一端与所述可移动腔体壁连接，所述电机根据所述控制器基于所述压力生成的加压信号或释压信号驱动所述可移动腔体壁移动，以调节所述密闭腔体的体积；

所述加热器(3)设置于与所述进气管(2)外侧，所述加热器(3)至少与一段所述进气管(2)相接触，所述加热器(3)包括一个或多个片状加热器；

所述片状加热器(3)的控制端与所述控制器(8)相连，每一所述加热器(3)根据所述控制器(8)发送的预设温度执行信号对由所述进气管(2)输入所述腔体(1)的气体进行加热，以及根据所述控制器(8)基于所述温度生成的加热信号调整加热值，对由所述进气管(2)输入所述腔体(1)的气体进行加热；

所述第一排气孔设置于所述腔体上，用于将所述气体排出所述密闭腔体；

所述第二排气孔设置于所述腔体上与所述进气管连通，所述第二排气孔排出的气体通过所述进气管重新输入到所述密闭腔体。

可选的，所述装置还包括弹性密封布；

所述弹性密封布设置在所述腔体与可移动腔体壁之间，用于密封所述腔体和所述可移动腔体壁之间的间隙，且当所述电机驱动所述可移动腔体壁移动时，所述弹性密封布跟随所述可移动腔体壁的移动拉伸或收缩。

可选的，若所述温压传感器为一体设计，所述温压测试点设置于所述腔体的内壁或所述可移动腔体壁的内壁；

若所述温压传感器包括温度传感器和压力传感器，所述温压测试点包括温度测试点和压力测试点；

所述温度测试点和压力测试点分别设置于所述腔体的内壁或所述可移动腔体壁的内壁，所述温度传感器通过所述温度测试点检测所述密闭腔体内的温度，所述压力传感器通过所述压力测试点检测所述密闭腔体内的压力。

可选的，所述装置还包括：气体检测传感器，所述密闭腔体内设置有气体检测点；

所述气体检测传感器通过所述气体检测点检测所述密闭腔体内气体的成分、浓度和/或湿度。

可选的，所述可移动腔体壁包括可以轴向移动的固态壁。

可选的，所述装置还包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端设置于所述可移动腔体壁上，另一端与所述电机相连，所述电机根据所述控制器基于所述压力生成的加压信号或释压信号驱动所述伸缩杆带动所述可移动腔体壁移动，以调节所述密闭腔体的体积。

可选的，所述伸缩杆由外伸缩杆和内伸缩杆组成；

所述内伸缩杆表面带有外螺纹，所述外伸缩杆设有与所述外螺纹吻合的内螺纹孔；

所述内伸缩杆和外伸缩杆通过螺纹连接；

所述外伸缩杆固定在所述可移动腔体壁相对于所述腔体的一侧，所述内伸缩杆连接所述电机，当所述电机基于所述加压信号驱动所述内伸缩杆旋转并进入所述外伸缩杆，带动所述可移动腔体壁向靠近所述腔体的一侧移动；当所述电机基于所述释压信号驱动所述内伸缩杆旋转并退出所述外伸缩杆，带动所述可移动腔体壁向远离所述腔体的一侧移动。

本发明实施例第二方面提供了一种恒压变温方法，适用于本发明实施例第一方面中所述的应用于气体监测的恒压变温装置，所述应用于气体监测的恒压变温方法包括：

所述加热器基于所述控制器发送的预设温度执行信号或者加热信号对由所述进气管(2)输入所述腔体(1)的气体进行加热；

温压传感器实时检测所述密闭腔体内的温度和压力，并将所述温度和压力发送至所述控制器；

所述控制器根据所述温度生成所述加热信号，并将所述加热信号发送至加热器；

所述控制器基于所述压力生成的加压信号或释压信号，并根据所述加压信号或释压信号驱动所述可移动腔体壁移动，以调节所述密闭腔体的体积。

基于上述本发明实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温装置及方法，所述应用于气体监测的恒压变温装置包括：由腔体和可移动腔体壁组成的密闭腔体，缠绕于所述腔体外壁向所述密闭腔体输入气体的进气管，检测所述密闭腔体内的温度和压力的温压传感器，设置于所述进气管外侧对所述进气管进行加热的加热器，所述加热器包括一个或多个片状加热器，分别与控制器和所述可移动腔体壁连接的电机，排出所述密闭腔体内气体的第一排气孔，以及与所述进气管连接的第二排气孔。在本方案中，控制器根据温压传感器发送的温度，向片状加热器发送预设温度执行信号和加热信号，片状加热器根据预设温度执行信号加热或根据加热信号调整对进气管进行加热的加热值，控制器根据温压传感器发送的压力生成加压信号或释压信号，控制电机驱动可移动腔体壁向靠近腔体一侧移动或向远离腔体一侧移动，以调节密闭腔体体积，以便于对气体温度变化过程中造成的压力变化量进行调节，从而在密闭环境中实现恒压变温的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种应用于气体监测的恒压变温装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种应用于气体监测的恒压变温装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的再一种应用于气体监测的恒压变温装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的再另一种应用于气体监测的恒压变温装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的再又一应用于气体监测的恒压变温装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的再再一种应用于气体监测的恒压变温装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种恒压变温方法的流程示意图；

其中，1为腔体，2为进气管，3为加热器，4为密封布，5为可移动腔体壁，6为伸缩杆，7为电机，8为控制器，9为温压感应器，10为第一排气孔，11为第二排气孔，12为气体检测传感器。

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。

在本申请中，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

由背景技术可知，现有的封闭的气体实验装置的体积无法随温度变化而改变，因此难以实现气体在密封条件下的恒压变温。

因此，本发明实施例提供了一种应用于气体监测的恒压变温装置及方法，在本方案中，控制器根据温压传感器发送的温度，向片状加热器发送预设温度执行信号和加热信号片状加热器根据预设温度执行信号加热或根据加热信号调整对进气管进行加热的加热值，控制器根据温压传感器发送的压力生成加压信号或释压信号，控制电机驱动可移动腔体壁向靠近腔体一侧移动或向远离腔体一侧移动，以调节密闭腔体体积，以便于对温度变化过程中造成的压力变化量进行调节，从而在密闭环境中实现恒压变温的目的，具体实现方式通过以下实施例进行详细说明。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温装置的结构示意图，该应用于气体监测的恒压变温装置包括：腔体1、进气管2、加热器3、可移动腔体壁5、电机7、控制器8、温压感应器9、第一排气孔10、第二排气孔11。

其中，腔体1和可移动腔体壁5组成密闭腔体。

具体的，腔体1可以看作是一个缺少一个面的空心正方体或者长方体，可移动腔体壁5可以看作是上述正方体或长方体缺少的面，腔体1和可移动腔体壁5配合安装，组成密闭腔体。

进气管2的出气管口与腔体1连通从而连通密闭腔体，该密闭腔体用于存放由进气管2输入的气体。该进气管2是可以弯曲成各种形状的软管。

可选的，该进气管2可以具体为特氟龙软管。

具体的，通过向进气管2的进气管口输入气体，经过进气管2，从进气管2出气管口输出气体，从而将气体输入到密闭腔体内。

在一实施例中，进气管2的出气管口可以与可移动腔体壁5连通，从而连通密闭腔体。

密闭腔体内设置有温压测试点，温压传感器9连接控制器8。

温压传感器9通过温压测试点实时检测该密闭腔体的温度和压力。

具体的，温压传感器9通过温压测试点实时检测该密闭腔体的温度和压力，并将密闭腔体的温度和压力信息发送给控制器8。

在一实施例中，温压传感器9和控制器8之间有线连接，将密闭腔体的温度和压力信息发送给控制器8。

在一实施例中，温压传感器9和控制器8通过无线收发器无线连接，温压传感器9通过无线信号将密闭腔体的温度和压力发送给控制器8。

加热器3与控制器8相连。加热器3可以是一种低成本的片状加热器。

该软管缠绕设置在腔体1外壁，加热器3位于进气管2外侧。

片状加热器根据控制器8发送的预设温度执行信号或加热信号，加热位于片状加热器内侧的进气管2，从而间接加热经过进气管2输入到密闭腔体的气体。

在一实施例中，如图1所示的应用于气体监测的恒压变温装置，其中，进气管缠绕设置在腔体1外壁，进气管2至少有一段设置在加热器3和腔体1之间。

具体的，加热器3通过加热进气管2，间接加热经过进气管2输入到密闭腔体的气体。电机7的一端与可移动腔体壁5连接，另一端与控制器8连接。

第一排气孔10和第二排气孔11均设置在腔体1上。

具体的，第一排气孔10连通腔体1，用于排出密闭腔体内的气体。

在一实施例中，第一排气孔10带有阀门，可以通过控制阀门的开启和关闭控制第一排气孔10排出密闭腔体内的气体。

第二排气孔11与进气管2连通，通过第二排气孔11排出的气体经过进气管2重新输入到密闭腔体，可以实现气体在应用于气体监测的恒压变温装置里内循环。

在一实施例中，第二排气孔11带有阀门，可以通过控制阀门的开启和关闭控制第二排气孔11排出密闭腔体内的气体。

需要说明的是，在向密闭腔体输入气体时，将进气管2的进气管口与第二排气孔11断开，并向进气管口输入气体。

具体的，控制器8基于预先存储的压力调节算法，根据接收到的压力生成加压信号或释压信号，并将该加压信号或释压信号发送给电机7。

具体的，电机7根据加压信号，向靠近腔体1一侧推动可移动腔体壁5，减小密闭腔体的体积。

在一实施例中，在压力作用下，密闭腔体内多余的气体可通过第一排气孔10或第二排气孔11排气。

需要说明的是，第一排气孔10和第二排气孔11在承受到一定压力时才会排气。

在一实施例中，在电机7根据加压信号，向靠近腔体1一侧推动可移动腔体壁5时，可通过控制第一排气孔10和第二排气孔11处设置的阀门的开启使第一排气孔10和第二排气孔11排气。

具体的，电机7根据释压信号，向远离腔体1一侧拉伸可移动腔体壁5，增大密闭腔体的体积。

在密闭条件下，本发明实施例公开的该应用于气体监测的恒压变温装置实现恒压变温的过程为：

在腔体1和可移动腔体壁5组成的密闭腔体的初始状态下，通过进气管2将气体输入到密闭腔体内，此时，加热器3根据控制器8发送的温度执行信号对由进气管输入腔体的气体进行加热。

控制器8接收温压传感器9实时获取密闭腔体内的温度和压力。

控制器8中的温度调节算法基于温度生成加热信号并发送给加热器3。

加热器3根据加热信号调整加热值。

需要说明的是，当加热器3由多个片状加热器构成时，根据不同温度的加热需求，控制器8可以选择给不同的片状加热器发送加热信号，控制不同的片状加热器执行加热。

若密闭腔体内压力持续下降，控制器8中的压力调节算法基于压力生成加压信号。

若密闭腔体内压力持续升高，控制器8中的压力调节算法基于压力生成释压信号。

电机7根据加压信号，驱动可移动腔体壁5向靠近腔体1一侧移动，以减小密闭腔体体积。

电机7根据释压信号，驱动可移动腔体壁5向远离腔体1一侧移动，以增大密闭腔体体积。

基于上述实施例提供的应用于气体监测的恒压变温装置，控制器根据温压传感器发送的温度，向加热器发送预设温度执行信号和加热信号，加热器根据预设温度执行信号加热或根据加热信号调整加热值，对由进气管输入腔体的气体进行加热，控制器根据温压传感器发送的压力生成加压信号或释压信号，控制电机驱动可移动腔体壁向靠近腔体一侧移动或向远离腔体一侧移动，以调节密闭腔体体积，以便于对气体温度变化过程中造成的压力变化量进行调节，从而在密闭环境中实现恒压变温的目的。

在图1公开的应用于气体监测的恒压变温装置的基础上，在应用于气体监测的恒压变温装置的腔体和可移动腔体壁之间增加设置了弹性密封布，具体如图2所示。

在具体实现中，弹性密封布4用于密封腔体1和可移动腔体壁5之间的间隙，且当电机7驱动可移动腔体壁5移动时，弹性密封布4跟随可移动腔体壁5的移动拉伸或收缩。

具体的，在电机7驱动可移动腔体壁5向远离腔体的一侧继续拉伸时，弹性密封布4跟随可移动腔体壁5的拉伸而拉伸。

具体的，在电机7驱动可移动腔体壁5向远离腔体的一侧继续拉伸时，弹性密封布4跟随可移动腔体壁5的收缩而收缩。

基于上述本发明实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温装置，通过在腔体和可移动腔体壁之间设置弹性密封布，一方面，密封了密闭腔体和可移动腔体壁之间的间隙，保证了密闭腔体的密闭性，防止气体流失，维持压力稳定。另一方面，弹性密封布可以跟随可移动腔体壁的移动拉伸或收缩，可移动腔体壁可以脱离腔体的内腔，向远离腔体的一侧继续拉伸，提升密闭腔体的体积，扩大了压力变化的范围，实现范围更大的恒压变温。

在图1公开的应用于气体监测的恒压变温装置的基础上，温压传感器9为一体设计，温压测试点设置在腔体1的内壁上。具体如图3所示。

在具体实现中，温压传感器9通过温压测试点，实时地检测密闭腔体的温度和压力并发送给控制器8。

在一实施例中，温压测试点设置在腔体1的外壁。

在一实施例中，温压测试点设置在可移动腔体壁5的外壁。

在一实施例中，温压测试点设置在可移动腔体壁5的内壁。

基于上述本发明实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温装置，该应用于气体监测的恒压变温装置的温压传感器为一体设计，在本方案中，通过一体设计的温压传感器实时获取密闭腔体内的温度和压力，一方面，控制器基于温度和压力生成并发送调节信号，实现在密闭条件下恒压变温，另一方面，一体设计的温压传感器共用一个测试点，节省密闭腔体内的空间，从而使密闭空间内有足够的空间可以放置用于检测气体其他参数的传感器。

在图1公开的应用于气体监测的恒压变温装置的基础上，与图3公开的应用于气体监测的恒压变温装置有所不同，温压传感器9为分体设计。具体如图4所示。

该温压传感器9包括温度传感器91和压力传感器92，温度传感器91和压力传感器92分别与控制器8连接。

温压测试点分开设计成温度测试点和压力测试点，温度测试点和压力测试点设置在腔体1的内壁上。

在具体实现中，温度传感器91通过温度测试点实时检测密闭腔体内的温度，压力传感器92通过压力测试点实时检测密闭腔体内的压力，并将密闭腔体内的温度和压力发送给控制器8。

在一实施例中，温度传感器91和压力传感器92通过无线收发器与控制器8无线连接。

在一实施例中，温度测试点和压力测试点还可以设置于腔体1的外壁。

在一实施例中，温度测试点和压力测试点还可以设置于可移动腔体壁5的内壁。

在一实施例中，温度测试点和压力测试点还可以设置于可移动腔体壁5的外壁。

基于上述本发明实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温装置，该应用于气体监测的恒压变温装置的温压传感器分体设计成温度传感器和压力传感器，温度传感器通过温度测试点检测密闭腔体内的温度，压力传感器通过压力测试点检测密闭腔体内的压力，在本方案中，一方面，控制器基于温度和压力生成并发送调节信号，实现在密闭条件下恒压变温，另一方面，分体设计的温度传感器和压力传感器可以根据实际需要，灵活的设置在不同位置，满足实验需求。

在图1公开的应用于气体监测的恒压变温装置的基础上，应用于气体监测的恒压变温装置在腔体1内壁上还设置有气体检测传感器12和气体检测点，具体如图5所示。

具体的，气体检测传感器12通过气体检测点检测密闭腔体内气体的成分、浓度和/或湿度。

在具体实现中，气体检测传感器12包括：气体成分传感器、气体浓度传感器和/或气体湿度传感器。

其中，气体成分传感器、气体浓度传感器和气体湿度传感器通过气体检测点，分别检测密闭腔体内气体的成分、浓度和湿度。

在一实施例中，气体检测传感器12连接控制器8，将获取到的气体成分、浓度和湿度发送给控制器8并展示。

在一实施例，气体检测传感器12还可以是除了上述几种气体检测传感器之外的其他气体检测传感器。

基于上述本发明实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温装置，该应用于气体监测的恒压变温装置在腔体内壁上设置有气体检测传感器和气体检测点。在本方案中，通过气体传感器，获取气体成分、浓度和湿度在温度变化且恒压条件下的数值变化，从而了解气体传感器对温度变化的反应。

在上述图1至图5公开的恒压变温装置中，恒压变温装置中的进气管2是可以弯曲成各种形状的软管。

加热器3可以是一种低成本的片状加热器。

可选的，该进气管2可以具体为特氟龙软管。

该软管缠绕设置在腔体1外壁，加热器3位于进气管2和腔体1之间，具体如图6所示。

加热器3根据控制器8发送的预设温度执行信号或加热信号，加热位于加热器3外侧的进气管2，从而间接加热经过进气管2输入到密闭腔体的气体。

可以理解的是，由于加热器3位于腔体1和进气管2之间，同时接触到进气管2和腔体1，在给进气管2加热的同时，可以对腔体1进行加热。

具体的，加热器3至少是一个以上的片状加热器。

在一实施例中，如图1所示的恒压变温装置，其中，进气管缠绕设置在腔体1外壁，进气管2至少有一段设置在加热器3和腔体1之间。

具体的，加热器3通过加热进气管2，间接加热经过进气管2输入到密闭腔体的气体。

基于上述实施例提供的恒压变温装置，该恒压变温装置的进气管缠绕在腔体外壁，加热器设置在进气管和腔体之间，加热器在收到控制器发送的预设温度执行信号或加热信号后，对进气管和腔体进行加热，间接加热经过进气管的气体和腔体内的气体，提高了加热的效率。

基于上述图1至图6公开的应用于气体监测的恒压变温装置，在一实施例的应用于气体监测的恒压变温装置中，可移动腔体壁5是能够轴向移动的固态壁。

具体的，电机7根据控制器8发送的加压信号或释压信号驱动可移动腔体壁5，向靠近腔体1一侧轴向移动，或者向远离腔体1一侧轴向移动。

基于上述实施例提供的应用于气体监测的恒压变温装置，该应用于气体监测的恒压变温装置中的可移动腔体壁是能够轴向移动，电机根据控制器发送的加压信号或释压信号驱动可移动腔体壁，向靠近腔体一侧轴向移动，或者向远离腔体一侧轴向移动，以调节密闭腔体体积，以便于对气体温度变化过程中造成的压力变化量进行调节，从而在密闭环境中实现恒压变温的目的。

在图1公开的应用于气体监测的恒压变温装置的基础上，应用于气体监测的恒压变温装置增加了伸缩杆6，伸缩杆6由外伸缩杆和内伸缩杆组成，其中，内伸缩杆表面带有外螺纹，外伸缩杆开设有与该外螺纹吻合的内螺纹孔，外伸缩杆和内伸缩杆通过螺纹连接，具体如图7所示。

具体的，伸缩杆6的外伸缩杆的一端固定设置在可移动腔体壁5上，伸缩杆6的内伸缩杆一端与电机7相连。

在具体实现中，电机7根据控制器8发送的加压信号，驱动内伸缩杆旋转退出外伸缩杆，从而带动可移动腔体壁5向靠近腔体1的一侧移动。相对应的，电机7根据控制器8发送的释压信号，驱动内伸缩杆旋转进入外伸缩杆，从而带动可移动腔体壁5向远离腔体1的一侧移动。

基于上述实施例提供的应用于气体监测的恒压变温装置，在本方案中，伸缩杆由外伸缩杆和内伸缩杆组成，外伸缩杆一端连接可移动腔体壁，内伸缩杆一端连接电机，电机根据控制器发送的加压信号，驱动内伸缩杆旋转退出外伸缩杆，从而带动可移动腔体壁向靠近腔体的一侧移动，电机根据控制器发送的释压信号，驱动内伸缩杆旋转进入外伸缩杆，从而带动可移动腔体壁5向远离腔体1的一侧移动，通过驱动伸缩杆带动可移动腔体壁轴向移动，以调节密闭腔体体积，以便于对气体温度变化过程中造成的压力变化量进行调节，从而在密闭环境中实现恒压变温的目的。

需要说明的是，图2公开的增设的弹性密闭布同样适用于其他实施例。图3和图4公开的温压传感器的设计方式同样适用于其他实施例，上述图5公开的增设的气体检测传感器同样适用于其他实施例。图6公开的进气管结构同样适用于其他实施例。图7公开的伸缩杆结构同样适用于其他实施例。

为了更好地理解上述实施例说明的应用于气体监测的恒压变温装置，举一个具体的应用实施例进行详细说明。

有如图1所示的应用于气体监测的恒压变温装置，首先，操作人员通过进气管2的进气管口，向密闭腔体内输入气体。

控制器8向加热器3发送预设温度执行信号加热进气管2间接加热经过进气管2的气体。

输入气体完毕后，操作人员将进气管2的进气管口连通第二排气孔11，用于将第二排气孔11排出的气体重新输入到密闭腔体，实现气体内循环。

控制器8基于温压传感器9获取的温度，生成加热信号并发送给加热器3，以调节加热值。

控制器8基于温压传感器9获取的压力，若压力持续下降，生成加压信号，若压力持续上升，生成释压信号，并将加压信号或释压信号发送给电机7。

电机7根据加压信号，驱动可移动腔体壁5向靠近腔体1一侧移动，以减小密闭腔体体积。

电机7根据释压信号，驱动可移动腔体壁5向远离腔体1一侧移动，以增大密闭腔体体积。

在实验结束后，操作人员从控制器8发出关闭加热器3和电机7的指令，并打开第一排气孔10排出密闭腔体内的气体。

基于上述应用实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温装置应用过程，在本应用实施例中，操作人员通过进气管向密闭腔体内输入气体，连通第二排气孔和进气管，实现气体内循环，控制器根据生成预设温度执行信号，加热器根据预设温度执行信号对由进气管输入腔体的气体进行加热。控制器根据反馈的温度，生成加热信号，加热器根据加热信号调整加热值，控制器根据反馈的压力生成加压信号或者释压信号，电机7基于加压信号或释压信号，驱动可移动腔体壁，从而改变密闭腔体体积，从而实现恒压变温的目的。

与上述本发明实施例示出的应用于气体监测的恒压变温装置相对应，本发明实施例还对应提供了一种应用于气体监测的恒压变温方法，如图8所示为本发明实施例提供的一种应用于气体监测的恒压变温方法的流程示意图，该气体恒温变温方法主要包括以下步骤：

步骤S801：加热器3基于控制器8发送的预设温度执行信号或者加热信号对由进气管输入腔体的气体进行加热。

在步骤S801中，预设温度执行信号是控制器8根据预设温度生成的，加热信号是控制器8内的温度调节算法基于温压传感器9反馈的温度生成的，加热器3根据加热信号调节对输入到密闭腔体的气体的加热值。

具体的，加热器3位于进气管2外侧，对通过进气管输入到密闭腔体内的气体进行加热。

步骤S802：温压传感器9实时检测密闭腔体内的温度和压力，并将温度和压力发送至控制器8。

在具体实现步骤S802过程中，温压传感器9可以一体设计，也可以分开设计成温度传感器91和压力传感器92，其中，温度传感器91实时检测密闭腔体内的温度，压力传感器92实时检测密闭腔体内的压力，并将检测到的温度和压力发送给控制器8。

步骤S803：控制器8根据温压传感器9反馈的温度生成所述加热信号，并将加热信号发送至加热器3。

步骤S804：控制器8基于温压传感器9反馈的压力生成加压信号或释压信号。

在具体实施步骤S804过程中，利用存储在控制器8的压力调节算法，根据预设压力和温压传感器9反馈的压力生成加压信号或释压信号，并发送给电机7。

步骤S805：电机7根据加压信号或释压信号驱动可移动腔体壁5移动，以调节密闭腔体的体积。

在具体实现步骤S805中，电机7收到加压信号，驱动可移动腔体壁5向靠近腔体1一侧移动，以减小密闭腔体体积。电机7收到释压信号，驱动可移动腔体壁5向远离腔体1一侧移动，以增大密闭腔体体积。

在步骤S805中，可移动腔体壁5可以自带推动和拉伸装置，由电机7提供动力，推动或拉伸可移动腔体壁5，或者，由电机7驱动一端固定在可移动腔体壁的伸缩杆6，由伸缩杆带动可移动腔体壁5推动或拉伸。

基于上述发明实施例提供的一种恒压变温方法，温压传感器实时检测密闭腔体内的温度和压力，并将温度和压力发送至控制器，控制器根据温压传感器反馈的温度生成所述加热信号，并将加热信号发送至加热器3，控制器基于温压传感器反馈的压力生成加压信号或释压信号，电机根据加压信号或释压信号驱动可移动腔体壁移动，以调节密闭腔体的体积。在本方案中，根据控制器发送的的信号，电机驱动可移动腔体壁向靠近腔体一侧推动或向远离腔体一侧拉伸，以调节密闭腔体体积，加热器根据控制器发送的信号对由进气管输入腔体的气体进行加热，在加热引起密闭腔体内气体温度变化的同时调整密闭腔体体积，从而实现密闭腔体内的恒压变温的目的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种应用于气体监测的恒压变温装置，其特征在于，所述装置包括：腔体(1)、进气管(2)、加热器(3)、可移动腔体壁(5)、电机(7)、控制器(8)、温压传感器(9)、第一排气孔(10)和第二排气孔(11)；

所述腔体(1)和所述可移动腔体壁(5)组成用于存放气体的密闭腔体；

所述进气管(2)为软管，所述进气管(2)缠绕于所述腔体(1)外壁，所述进气管(2)的一端连通所述腔体(1)，用于将所述气体输入至所述密闭腔体；

所述密闭腔体内设置有温压测试点，所述温压传感器(9)通过所述温压测试点检测所述密闭腔体内的温度和压力，并将所述温度和所述压力发送至所述控制器(8)；

所述电机(7)的一端与所述控制器(8)相连，另一端与所述可移动腔体壁(5)连接，所述电机(7)根据所述控制器(8)基于所述压力生成的加压信号或释压信号驱动所述可移动腔体壁(5)移动，以调节所述密闭腔体的体积；

所述加热器(3)设置于与所述进气管(2)外侧，所述加热器(3)至少与一段所述进气管(2)相接触，所述加热器(3)包括一个或多个片状加热器；

所述片状加热器(3)的控制端与所述控制器(8)相连，每一所述加热器(3)根据所述控制器(8)发送的预设温度执行信号对由所述进气管(2)输入所述腔体(1)的气体进行加热，以及根据所述控制器(8)基于所述温度生成的加热信号调整加热值，对由所述进气管(2)输入所述腔体(1)的气体进行加热；

所述第一排气孔(10)设置于所述腔体(1)上，用于将所述气体排出所述密闭腔体；

所述第二排气孔(11)设置于所述腔体(1)上与所述进气管(2)连通，所述第二排气孔(11)排出的气体通过所述进气管(2)重新输入到所述密闭腔体。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括弹性密封布(4)；

所述弹性密封布(4)设置在所述腔体(1)与可移动腔体壁(5)之间，用于密封所述腔体(1)和所述可移动腔体壁(5)之间的间隙，且当所述电机(7)驱动所述可移动腔体壁(5)移动时，所述弹性密封布(4)跟随所述可移动腔体壁(5)的移动拉伸或收缩。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，若所述温压传感器(9)为一体设计，所述温压测试点设置于所述腔体(1)的内壁或所述可移动腔体壁(5)的内壁；

若所述温压传感器(9)包括温度传感器和压力传感器，所述温压测试点包括温度测试点和压力测试点；

所述温度测试点和压力测试点分别设置于所述腔体(1)的内壁或所述可移动腔体壁(5)的内壁，所述温度传感器通过所述温度测试点检测所述密闭腔体内的温度，所述压力传感器通过所述压力测试点检测所述密闭腔体内的压力。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：气体检测传感器，所述密闭腔体内设置有气体检测点；

所述气体检测传感器通过所述气体检测点检测所述密闭腔体内气体的成分、浓度和/或湿度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述可移动腔体壁(5)包括可以轴向移动的固态壁。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括伸缩杆(6)，所述伸缩杆(6)的一端设置于所述可移动腔体壁(5)上，另一端与所述电机(7)相连，所述电机(7)根据所述控制器(8)基于所述压力生成的加压信号或释压信号驱动所述伸缩杆(6)带动所述可移动腔体壁(5)移动，以调节所述密闭腔体的体积。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述伸缩杆(6)由外伸缩杆和内伸缩杆组成；

所述内伸缩杆表面带有外螺纹，所述外伸缩杆设有与所述外螺纹吻合的内螺纹孔；

所述内伸缩杆和外伸缩杆通过螺纹连接；

所述外伸缩杆固定在所述可移动腔体壁(5)相对于所述腔体(1)的一侧，所述内伸缩杆连接所述电机(7)，当所述电机(7)基于所述加压信号驱动所述内伸缩杆旋转并进入所述外伸缩杆，带动所述可移动腔体壁(5)向靠近所述腔体(1)的一侧移动；当所述电机(7)基于所述释压信号驱动所述内伸缩杆旋转并退出所述外伸缩杆，带动所述可移动腔体壁(5)向远离所述腔体(1)的一侧移动。

8.一种应用于气体监测的恒压变温方法，其特征在于，应用于气体监测的恒压变温装置，所述应用于气体监测的恒压变温装置包括由腔体(1)和可移动腔体壁(5)组成的密闭腔体，缠绕于所述腔体(1)外壁向所述密闭腔体输入气体的进气管(2)，检测所述密闭腔体内的温度和压力的温压传感器(9)，设置于所述进气管(2)外侧对所述进气管(2)进行加热的加热器(3)，分别与控制器(8)和所述可移动腔体壁(5)连接的电机(7)，排出所述密闭腔体内气体的第一排气孔(10)，以及与所述进气管(2)连接的第二排气孔(11)，所述进气管(2)为软管，所述加热器(3)包括一个或多个片状加热器；所述恒压变温方法包括：

每一所述片状加热器基于所述控制器(8)发送的预设温度执行信号或者加热信号对由所述进气管(2)输入所述腔体(1)的气体进行加热；

温压传感器(9)实时检测所述密闭腔体内的温度和压力，并将所述温度和压力发送至所述控制器(8)；

所述控制器(8)根据所述温度生成所述加热信号，并将所述加热信号发送至相应的片状加热器；

所述控制器(8)基于所述压力生成的加压信号或释压信号，并根据所述加压信号或释压信号驱动所述可移动腔体壁(5)移动，以调节所述密闭腔体的体积。

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