CN206114627U - 尾气分析仪校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种尾气分析仪校准装置，用于降低尾气分析仪校准工作材料成本与人工成本，其特征在于：所述主机包括Fuzzy‑PID复合控制模块，所述Fuzzy‑PID复合控制模块的输入端与主机的信号输入端、及气体浓度传感器连接，输出端接入质量流量控制器的控制口。本实用新型的Fuzzy‑PID复合控制模块在小偏差条件下采用PID控制算法，大偏差条件下采用Fuzzy控制算法，兼具较好的稳态性能和动态性能，使得配气系统具有较好的稳态精度、动态响应速度。

Description

尾气分析仪校准装置

技术领域

本实用新型涉及监检技术领域，具体涉及到一种尾气分析仪校准装置。

背景技术

随着经济与科学技术的快速发展，各类尾气分析仪已广泛应用于科学研究、大气环境监测、劳动保护、化工产品生产过程控制等领域。 对各类尾气分析仪行校准或监检，确保其计量的准确性和稳定性，成为技术监督部门义不容辞的职责。

为满足尾气分析仪校准工作的需要，计量部门需要采购大量的不同浓度、不同种类的标准气体，以使得尾气分析仪的校准成本大大提高，浪费也很严重。授权公告号为CN104267154B的实用新型专利公开了一种气体分析仪校准装置，该实用新型能够自动配置多重不同种类不同浓度的标准气体，不再需要采购大量的不同浓度、不同种类的标准气体，可明显降低成本。但是由于气体的配比过程是一个比较复杂的过程，其参数多、数学模型复杂，质量流量控制器的非线性特效对气体配比有较大影响，这使得该实用新型配气系统的稳态精度、动态响应特性都不够理想。

此外，尾气分析仪能分析的气体种类一般都有多种，这使得尾气分析仪校准时的数据统计工作量也很大，通常包括记录原始数据、登记至电脑、处理、出报告等步骤，过程繁琐、耗时长而且容易出错，人工成本很高。授权公告号为205015326U的实用新型专利公开了一种车载式烟尘烟气分析仪检定装置，其计算机分别与控制器和待检仪器连接，通过数据线通讯口直接完成待检仪器上数据的采集、登记，减少了数据统计的工作量。但在实际操作中，由于尾气分析仪的类别、用途、标准各异，其数据端口、通讯协议也各不相同，这使得该实用新型的通用性大大降低。

实用新型内容

为了降低尾气分析仪校准工作的材料成本与人工成本，本实用新型提供了一种具有智能动态配气与数据自动采集功能的尾气分析仪校准装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种尾气分析仪校准装置，包括为待检仪器提供多种标准气体的配气系统及主机；所述配气系统包括气体混合室，所述气体混合室连通若干标准气源、并设待测气出口至待检仪器，所述标准气源与气体混合室之间依次设有减压阀与质量流量控制器，所述测气出口也设有质量流量控制器，所述气体混合室上设有若干气体浓度传感器；所述主机包括Fuzzy-PID复合控制模块，所述Fuzzy-PID复合控制模块的输入端与主机的信号输入端、及气体浓度传感器连接，输出端接入质量流量控制器的控制口。

所述Fuzzy-PID复合控制模块包括依次连接的AD转换器、数值比较器、并列的Fuzzy控制器与PID控制器、DA转换器；所述数值比较器设定有给定误差E₀，所述气体浓度传感器测得数据与Fuzzy-PID复合控制模块给定数据的差值绝对值为绝对误差值|e|，当|e|≤E₀时，调用PID控制器，当|e|＞E₀时，调用Fuzzy控制器。

所述减压阀的两侧设有气压表，靠近标准气源的一侧为高压表，靠近气体混合室的一侧为低压表。

所述气体混合室上设有排净口，所述排净口上依次设有质量流量控制器与排气装置。

所述排气装置包括尾气处理装置与真空泵。

还包括有用于自动读取待检仪器所测数据、并将数据记录入主机的数据采集系统。

所述数据采集系统包括双通道，一条通道为直接连接待检仪器与主机的数据线通讯口，另一条通道为镜头对准待检仪器读数盘并与主机连接的摄像头，所述主机对应摄像头设有图像处理模块。

所述图像处理模块的处理过程包括灰化、二值化、去噪、倾刹修正、字符分割步骤。

所述主机上连接有打印机，并设有网络连接端口。

所述主机上设有温湿度传感器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的Fuzzy-PID复合控制模块在小偏差条件下采用PID控制算法，大偏差条件下采用Fuzzy控制算法，使配气系统兼具有较好的稳态精度与动态响应速度，可精确、快速的完成配气工作，降低了尾气分析仪校准工作所需的材料成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的示意图。

图2是本实用新型实施例中Fuzzy-PID复合控制模块的示意图。

图3是本实用新型实施例中Fuzzy-PID复合控制模块的程序框图。

图4是本实用新型实施例中图像处理模块的图像处理流程图。

待检仪器1、配气系统2、主机3、数据采集系统4、气体混合室21、标准气源22、待测气出口23、减压阀24、质量流量控制器25、气体浓度传感器26、气压表27、排净口28、排气装置29、Fuzzy-PID复合控制模块31、图像处理模块32、数据线通讯口41、摄像头42。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例中，如图1所示，一种尾气分析仪校准装置，包括为待检仪器1提供多种标准气体的配气系统2及主机3；所述配气系统2包括气体混合室21，所述气体混合室连通若干标准气源22、并设待测气出口23至待检仪器1，所述标准气源22与气体混合室21之间依次设有减压阀24与质量流量控制器25，所述测气出口23也设有质量流量控制器25，所述气体混合室21上设有若干气体浓度传感器26；所述主机3包括Fuzzy-PID复合控制模块31，所述Fuzzy-PID复合控制模块31的输入端与主机3的信号输入端、及气体浓度传感器26连接，输出端接入质量流量控制器25的控制口。本实施例的标准气源22设有四个，分别装有NO_x、CO_x、O₂、H₂S的标准气体；本实施例的Fuzzy-PID复合控制模块31在小偏差条件下采用PID控制算法，大偏差条件下采用Fuzzy控制算法，使配气系统2兼具有较好的稳态精度与动态响应速度，可精确、快速的完成配气工作，降低了尾气分析仪校准工作所需的材料成本。

所述Fuzzy-PID复合控制模块（31）包括依次连接的AD转换器、数值比较器、并列的Fuzzy控制器与PID控制器、DA转换器；所述数值比较器设定有给定误差E₀，所述气体浓度传感器（26）测得数据与Fuzzy-PID复合控制模块（31）给定数据的差值绝对值为绝对误差值|e|，当|e|≤E₀时，调用PID控制器，当|e|＞E₀时，调用Fuzzy控制器。本实施例Fuzzy-PID复合控制模块使得配气系统2兼具较好的稳态精度、动态响应速度。其中给定误差E₀应选用合适的数值，E₀过大会导致系统反应变慢，E₀过小又会导致算法子程序切换频繁，使稳态特征变差，一般来说E₀可通过实际调试确定。

实施例中，如图1所示，所述减压阀24的两侧设有气压表27，靠近标准气源22的一侧为高压表，靠近气体混合室21的一侧为低压表。本实施例结构的减压阀24不止起到泄压的作用，还起到截止阀的作用，而且高压表、低压表的安装方式方便观察、调节压差，便于标准气体稳定的由标准气源22进入气体混合室21。

实施例中，如图1所示，所述气体混合室21上设有排净口28，所述排净口28上依次设有质量流量控制器25与排气装置29；所述排气装置29包括尾气处理装置与真空泵。本实施例的排气装置29利用尾气处理装置处理有害气体，以减少对空气的污染，尾气处理装置可根据有害气体的种类选用不同的物理、化学或生物尾气处理装置；真空泵用于排净气体混合室21中的气体，避免残留气体对下次校正的干扰。

实施例中，如图1、图4所示，还包括有用于自动读取待检仪器1所测数据、并将数据记录入主机3的数据采集系统4；所述数据采集系统4包括双通道，一条通道为直接连接待检仪器1与主机3的数据线通讯口41，另一条通道为镜头对准待检仪器1读数盘并与主机3连接的摄像头42，所述主机3对应摄像头42设有图像处理模块32。本实施例结构具有较好的适应性，当主机3与待检仪器1的数据线通讯口端口及通信协议匹配时，主机3通过数据线通讯口41直接读取待检仪器1的数据；当主机3与待检仪器1不能直接通信时，利用摄像头42读取读数盘数据，然后输送至图像处理模块32，经灰化、二值化、去噪、倾刹修正、字符分割等步骤完成对数据的识别。整个过程自动完成，无需人工记录，大大降低了工作量。

本实施例，所述主机3上连接有打印机5，并设有网络连接端口，主机3采集数据经分析后，显示待检仪器1的示值误差、重复性、报警误差等参数指标并可实现保存、打印。

本实施例，所述主机3上设有温湿度传感器。本实施例的温湿度传感器用于测定环境参数，以观察、测定环境变化对待检仪器1的影响。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本实用新型的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种尾气分析仪校准装置，其特征在于：包括为待检仪器（1）提供多种标准气体的配气系统（2）及主机（3）；所述配气系统（2）包括气体混合室（21），所述气体混合室连通若干标准气源（22）、并设待测气出口（23）至待检仪器（1），所述标准气源（22）与气体混合室（21）之间依次设有减压阀（24）与质量流量控制器（25），所述测气出口（23）也设有质量流量控制器（25），所述气体混合室（21）上设有若干气体浓度传感器（26）；所述主机（3）包括Fuzzy-PID复合控制模块（31），所述Fuzzy-PID复合控制模块（31）的输入端与主机（3）的信号输入端、及气体浓度传感器（26）连接，输出端接入质量流量控制器（25）的控制口。

2.根据权利要求1所述的尾气分析仪校准装置，其特征在于：所述Fuzzy-PID复合控制模块（31）包括依次连接的AD转换器、数值比较器、并列的Fuzzy控制器与PID控制器、DA转换器。

3.根据权利要求1或2所述的尾气分析仪校准装置，其特征在于：所述减压阀（24）的两侧设有气压表（27），靠近标准气源（22）的一侧为高压表，靠近气体混合室（21）的一侧为低压表。

4.根据权利要求1或2所述的尾气分析仪校准装置，其特征在于：所述气体混合室（21）上设有排净口（28），所述排净口（28）上依次设有质量流量控制器（25）与排气装置（29）。

5.根据权利要求4所述的尾气分析仪校准装置，其特征在于：所述排气装置（29）包括尾气处理装置与真空泵。

6.根据权利要求1所述的尾气分析仪校准装置，其特征在于：还包括有用于自动读取待检仪器（1）所测数据、并将数据记录入主机（3）的数据采集系统（4）。

7.根据权利要求6所述的尾气分析仪校准装置，其特征在于：所述数据采集系统（4）包括双通道，一条通道为直接连接待检仪器（1）与主机（3）的数据线通讯口（41），另一条通道为镜头对准待检仪器（1）读数盘并与主机（3）连接的摄像头（42），所述主机（3）对应摄像头（42）设有图像处理模块（32）。

8.根据权利要求1或6所述的尾气分析仪校准装置，其特征在于：所述主机（3）上连接有打印机，并设有网络连接端口。

9.根据权利要求1或6所述的尾气分析仪校准装置，其特征在于：所述主机（3）上设有温湿度传感器。