CN208999038U - 一种多工位气体检测仪检定仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多工位气体检测仪检定仪器，该检定仪器机架、检定工位、供气装置和监控装置，所述检定工位处设置有摄像头、分液晶屏、声光报警模块和供气口，所述监控装置包括微控制器、工控机以及显示器，所述微控制器的输入端接有按键操作模块、电流信号处理模块、压力传感器组件和流量传感器。本实用新型能简便、快速完成多个气体检测仪的检定，检定过程易于控制，提高气体检测仪检定的质量、效率和准确度。

Description

一种多工位气体检测仪检定仪器

技术领域

本实用新型属于气体检测仪检定技术领域，尤其是涉及一种多工位气体检测仪检定仪器。

背景技术

气体检测仪是一种气体泄露浓度检测仪器仪表，主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体浓度。近年来气体检测仪广泛应用于石油化工、安全环保、化学工业等各个行业，尤其在石油化工中的使用更为广泛。气体检测仪是否正常工作直接关系企业的财产安全和现场作业人员的生命安全。

目前对于气体检测仪的检定目前仍处在人工手动操作检定阶段。手动检定虽然可以完成气体检测仪的检定任务，但这过程中的工序都需要单独动作，劳动强度大，检定一个气体检测仪尚可，如若是大批量的检定校对，则难以满足需求。另外，示值读取记录、数据处理和结果判定的出具均由人工完成，导致重复工作多，劳动强度大，检定效率低。特别是原始的气体检测仪示值图样无法保存，如果因检定人为失误，示值读取不准确，则无法溯源，难以追责。因此，现如今缺少一种多工位气体检测仪检定仪器，操作便捷，提高气体检测仪检定的效率，保证气体检测仪检定的准确度，减少人工劳动强度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多工位气体检测仪检定仪器，其设计合理、操作简便且使用效果好，能简便、快速完成多个气体检测仪的检定，并且检定过程易于控制，提高气体检测仪检定的质量和效率，保证气体检测仪检定的准确度，减少人工劳动强度，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：包括机架、安装在所述机架上且对多个气体检测仪进行检定的检定工位和为多个所述气体检测仪供标准气体的供气装置，以及对所述检定工位和所述供气装置进行监控的监控装置；所述机架上设置有能开闭的密封门，所述检定工位的数量为多个，各个所述检定工位处均设置有摄像头、分液晶屏、电流输入接口、闪光灯、声光报警检测模块和供气口，所述机架上设置有总液晶屏，所述供气口上连接有通气管和与通气管连接且罩在所述气体检测仪上的气罩；所述供气装置包括为所述供气口提供标准气体的第一供气机构、第二供气机构和第三供气机构，以及为所述供气口提供空气的空气压缩机，所述第一供气机构、所述第二供气机构、所述第三供气机构和所述空气压缩机均与气路切换阀连接，所述气路切换阀的输出端接有主通气管，所述主通气管通过多个分支通气管分别与多个所述供气口连接，所述分支通气管上设置有通气控制电磁阀，所述第一供气机构、所述第二供气机构和所述第三供气机构提供的标准气体的浓度依次增大；

所述监控装置包括微控制器、工控机以及与微控制器相接的时钟模块和与工控机相接的显示器，所述微控制器与工控机进行数据通信，所述微控制器的输入端接有按键操作模块、电流信号处理模块、对所述第一供气机构的出口压力进行检测的第一压力传感器、对所述第二供气机构的出口压力进行检测的第二压力传感器、对所述第三供气机构的出口压力进行检测的第三压力传感器、对所述第一供气机构的减压后的压力进行检测的第四压力传感器、对所述第二供气机构的减压后的压力进行检测的第五压力传感器、对所述第三供气机构的减压后的压力进行检测的第六压力传感器和对所述供气口的供气流量进行检测的流量传感器，所述分液晶屏、总液晶屏、气路切换阀、所述第一供气机构、所述第二供气机构、所述第三供气机构和所述空气压缩机均由所述微控制器进行控制，所述电流信号处理模块的输入端与所述电流输入接口连接，所述微控制器的输出端接有二维码打印模块。

上述的一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：所述第一供气机构包括第一供气瓶和连接于第一供气瓶与所述气路切换阀之间的第一供气管，所述第一供气管上设置有第一减压阀和第一电磁阀，所述第一压力传感器位于第一减压阀与第一供气瓶之间，所述第四压力传感器位于第一减压阀与所述气路切换阀之间；所述第二供气机构包括第二供气瓶和连接于第二供气瓶与所述气路切换阀之间的第二供气管，所述第二供气管上设置有第二减压阀和第二电磁阀，所述第二压力传感器位于第二减压阀与第二供气瓶之间，所述第五压力传感器位于第二减压阀与所述气路切换阀之间；所述第三供气机构包括第三供气瓶和连接于第三供气瓶与所述气路切换阀之间的第三供气管，所述第三供气管上设置有第三减压阀和第三电磁阀，所述第三压力传感器位于第三减压阀与第三供气瓶之间，所述第六压力传感器位于第三减压阀与所述气路切换阀之间；所述第一减压阀、第二减压阀和第三减压阀，均为手动减压阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均由微控制器进行控制。

上述的一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：所述按键操作模块包括第一供气按钮、第二供气按钮、第三供气按钮和空气通入按键，以及拍摄按键和测量值采集按键，所述第一供气按钮、第二供气按钮、第三供气按钮、空气通入按键、拍摄按键和测量值采集按键的输出端均与微控制器的输入端相接。

上述的一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：所述电流信号处理模块包括型号为LM358的运放U6B和型号为LM358的运放U6A，所述运放U6B的正相输入端分两路，一路经电容C7接地，另一路与电阻R12的一端相接；所述电阻R12的另一端为电流信号处理模块的输入端，所述运放U6B的输出端分两路，一路与所述运放U6B的反相输入端相接，另一路与电阻R11的一端相接；所述运放U6A的正相输入端分两路，一路经电阻R13接地，另一路与电阻R11的另一端相接；所述运放U6A的反相输入端经电阻R10接地，所述运放U6A的输出端分四路，第一路经电阻R9与运放U6A的反相输入端相接，第二路为电流信号处理电路的输出端，第三路与二极管D3的阳极相接，第四路与二极管D4的阴极相接，所述二极管D3的阴极接3.3V电源输出端，所述二极管D4的阳极接地，所述电流信号处理电路的输出端与微控制器的输入端相接。

上述的一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：所述微控制器通过通信模块与工控机进行数据通信，所述通信模块为串口通信模块。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的检定工位中能满足多个气体检测仪的检定，能简便、快速完成多个气体检测仪的检定，适应当前大批量气体检测仪快速检定的需要。

2、所采用的检定工位中设置摄像头，是为了对便携式气体检测仪的浓度显示值进行采集，设置电流信号处理模块，是为了对固定式气体检测仪的电流信号进行采集，从而实现气体检测仪的浓度测试值的采集，适应各类气体检测仪快速检定的需要。

3、所采用的供气装置包括为所述供气口提供标准浓度气体的第一供气机构、第二供气机构和第三供气机构，是为了在对气体检测仪的示值误差、重复性和响应时间根据检定要求提供不同浓度的标准气体，满足检定要求；设置空气压缩机，是为了在第一供气机构、第二供气机构和第三供气机构之间相互切换时，通过空气压缩机提供的空气对管路进行吹扫，避免切换过程中相互影响。

4、所采用的气体切换机构，减轻了人工劳动强度，检定人员仅通过操作按键就能实现标准气体的切换，避免检定人员手动操作多个供气瓶来切换，且手动操作不能有效地控制标准气体的流量。

5、所采用的多工位气体检测仪检定仪器中通过摄像头对便携式气体检测仪的浓度示值图像进行采集，以得到浓度示值，电流信号处理模块对固定式气体检测仪的电流信号进行处理并得到浓度测量值，这样浓度示值和浓度测量值的获取不需要人工读取和记录，还能对原始的气体检测仪示值图样进行保存，便于溯源追责，另外，结果判定均由工控机进行判断，减少人工参与，提高了检定的准确度。

综上所述，本实用新型设计合理、操作简便且使用效果好，能简便、快速完成多个气体检测仪的检定，并且检定过程易于控制，提高气体检测仪检定的质量和效率，保证气体检测仪检定的准确度，减少人工劳动强度，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型多工位气体检测仪检定仪器的结构示意图。

图2为本实用新型多工位气体检测仪检定仪器供气装置的结构示意图。

图3为本实用新型多工位气体检测仪检定仪器的电路原理框图。

图4为本实用新型多工位气体检测仪检定仪器电流信号处理模块的电路原理图。

附图标记说明:

1—气体检测仪； 2—机架； 3—第一供气瓶；

4—第二供气瓶； 5—第三供气瓶； 6—通气管；

7—气罩； 8—密封门； 9—声光报警检测模块；

10—闪光灯； 11—显示器； 12—空气通入按键；

13—第一供气按钮； 14—第二供气按钮； 15—第三供气按钮；

16—摄像头； 17—分液晶屏； 18—供气口；

19—总液晶屏； 20—主通气管； 21—电流输入接口；

22—流量传感器； 23—电流信号处理模块； 24—通气控制电磁阀；

25—第一压力传感器； 26—第二压力传感器； 27—第三压力传感器；

28—第四压力传感器； 29—第五压力传感器； 30—第六压力传感器；

31—空气压缩机； 32-1—第一供气管； 32-2—第二供气管；

32-3—第三供气管； 33-1—第一减压阀； 33-2—第二减压阀；

33-3—第三减压阀； 35-1—第一电磁阀； 35-2—第二电磁阀；

35-3—第三电磁阀； 36—微控制器； 37—工控机；

38—通信模块； 39—拍摄按键； 40—测量值采集按键；

41—分支通气管； 42—时钟模块； 43—气路切换阀；

44—二维码打印模块。

具体实施方式

如图1至图3所示的一种多工位气体检测仪检定仪器，包括机架2、安装在所述机架2上且对多个气体检测仪1进行检定的检定工位和为多个所述气体检测仪1供标准气体的供气装置，以及对所述检定工位和所述供气装置进行监控的监控装置；所述机架2上设置有能开闭的密封门8，所述检定工位的数量为多个，各个所述检定工位处均设置有摄像头16、分液晶屏17、电流输入接口21、闪光灯10、声光报警检测模块9和供气口18，所述机架2上设置有总液晶屏19，所述供气口18上连接有通气管6和与通气管6连接且罩在所述气体检测仪1上的气罩7；所述供气装置包括为所述供气口18提供标准气体的第一供气机构、第二供气机构和第三供气机构，以及为所述供气口18提供空气的空气压缩机31，所述第一供气机构、所述第二供气机构、所述第三供气机构和所述空气压缩机31均与气路切换阀43连接，所述气路切换阀43的输出端接有主通气管20，所述主通气管20通过多个分支通气管41分别与多个所述供气口18连接，所述分支通气管41上设置有通气控制电磁阀24，所述第一供气机构、所述第二供气机构和所述第三供气机构提供的标准气体的浓度依次增大；所述监控装置包括微控制器36、工控机37以及与微控制器36相接的时钟模块42和与工控机37相接的显示器11，所述微控制器36与工控机37进行数据通信，所述微控制器36的输入端接有按键操作模块、电流信号处理模块23、对所述第一供气机构的出口压力进行检测的第一压力传感器25、对所述第二供气机构的出口压力进行检测的第二压力传感器26、对所述第三供气机构的出口压力进行检测的第三压力传感器27、对所述第一供气机构的减压后的压力进行检测的第四压力传感器28、对所述第二供气机构的减压后的压力进行检测的第五压力传感器29、对所述第三供气机构的减压后的压力进行检测的第六压力传感器30和对所述供气口18的供气流量进行检测的流量传感器22，所述分液晶屏17、总液晶屏19、气路切换阀43、所述第一供气机构、所述第二供气机构、所述第三供气机构和所述空气压缩机31均由所述微控制器36进行控制，所述电流信号处理模块23的输入端与所述电流输入接口21连接，所述微控制器36的输出端接有二维码打印模块44。

本实施例中，所述第一供气机构包括第一供气瓶3和连接于第一供气瓶3与所述气路切换阀43之间的第一供气管32-1，所述第一供气管32-1上设置有第一减压阀33-1和第一电磁阀35-1，所述第一压力传感器25位于第一减压阀33-1与第一供气瓶3之间，所述第四压力传感器28位于第一减压阀33-1与所述气路切换阀43之间；

所述第二供气机构包括第二供气瓶4和连接于第二供气瓶4与所述气路切换阀43之间的第二供气管32-2，所述第二供气管32-2上设置有第二减压阀33-2和第二电磁阀35-2，所述第二压力传感器26位于第二减压阀33-2与第二供气瓶4之间，所述第五压力传感器29位于第二减压阀33-2与所述气路切换阀43之间；

所述第三供气机构包括第三供气瓶5和连接于第三供气瓶5与所述气路切换阀43之间的第三供气管32-3，所述第三供气管32-3上设置有第三减压阀33-3和第三电磁阀35-3，所述第三压力传感器27位于第三减压阀33-3与第三供气瓶5之间，所述第六压力传感器30位于第三减压阀33-3与所述气路切换阀43之间；

所述第一减压阀33-1、第二减压阀33-2和第三减压阀33-3，均为手动减压阀，所述第一电磁阀35-1、第二电磁阀35-2和第三电磁阀35-3均由微控制器36进行控制。

本实施例中，所述按键操作模块包括第一供气按钮13、第二供气按钮14、第三供气按钮15和空气通入按键12，以及拍摄按键39和测量值采集按键40，所述第一供气按钮13、第二供气按钮14、第三供气按钮15、空气通入按键12、拍摄按键39和测量值采集按键40的输出端均与微控制器36的输入端相接。

如图4所示，本实施例中，所述电流信号处理模块23包括型号为LM358的运放U6B和型号为LM358的运放U6A，所述运放U6B的正相输入端分两路，一路经电容C7接地，另一路与电阻R12的一端相接；所述电阻R12的另一端为电流信号处理模块23的输入端，所述运放U6B的输出端分两路，一路与所述运放U6B的反相输入端相接，另一路与电阻R11的一端相接；所述运放U6A的正相输入端分两路，一路经电阻R13接地，另一路与电阻R11的另一端相接；所述运放U6A的反相输入端经电阻R10接地，所述运放U6A的输出端分四路，第一路经电阻R9与运放U6A的反相输入端相接，第二路为电流信号处理模块23的输出端，第三路与二极管D3的阳极相接，第四路与二极管D4的阴极相接，所述二极管D3的阴极接3.3V电源输出端，所述二极管D4的阳极接地，所述电流信号处理模块23的输出端与微控制器36的输入端相接。

本实施例中，微控制器36为C8051F020单片机。

本实施例中，电流信号处理模块23的设置，是因为气体检测仪1输出电流信号经转换为电压信号后范围在0到5V，而C8051F020的内部A/D模块的参考电压为2.43V，所以采用由LM358构成的差分比例运算放大电路，并将放大倍数设为0.47倍，将输入电压控制在2.35V以内。为了减小信号源的电流对微控制器36的影响，采用了由LM358运算放大器设计的电压跟随器电路，利用了运算放大器输入阻抗高而输出阻抗低的特性，在信号源与处理器电路之间形成隔离层，防止对各类传感器输出信号的采集发生影响，起到缓冲、隔离的作用。最后，信号经过由二极管D3、二极管D4组成的保护电路。当微控制器36的A/D转换通道中有高电压串入时，在二极管D3的作用下可以将电压钳制到3.3V，当信号通道中有低电压串入时，在二极管D4的作用下可以将电压提升至0V，从而起到保护微控制器36的A/D模块输入管脚的作用。

本实施例中，所述微控制器36通过通信模块38与工控机37进行数据通信，所述通信模块38为串口通信模块。

本实施例中，电流信号处理模块23与电流输入接口21相接，气体检测仪1的输出端与电流输入接口21连接，从而实现对气体检测仪1的输出电流的采集。

本实施例中，所述时钟模块42包括时钟芯片DS1302。

本实施例中，摄像头16为罗技C920工业摄像机，像素100万，分辨率可以达到1280*720。能够实现便携式气体检测仪表头数值拍照抓取，对于无背光功能的设备，采取自动补光的功能，实现图像的采集，具有读数点拍照功能，能够进行后续数据溯源。

本实施例中，第一压力传感器25、第二压力传感器26、第三压力传感器27、第四压力传感器28、第五压力传感器29和第六压力传感器30均为KGY5型气体压力传感器。

本实施例中，气体检测仪1为固定式气体检测仪和便携式气体检测仪。

本实施例中，分液晶屏17的设置，是为了对各个检定工位上的气体检测仪1的合格情况进行显示，便于查看。总液晶屏19的设置，是为了对各个检定工位上的供气口18的供气流量进行显示，便于查看，以使供气流量满足检定要求。

本实施例中，在为气体检测仪1通气的过程中，流量传感器22对供气口18的流量进行检测，以使流量传感器22检测到流量符合流量设定值。

需要说明的是，当气体检测仪1为硫化氢气体检测仪时，所述第一供气瓶3、第二供气瓶4和第三供气瓶5均盛装标准硫化氢气体，且第一供气瓶3内标准硫化氢气体的浓度为气体检测仪1的满量程的20％，第二供气瓶4内标准硫化氢气体的浓度为气体检测仪1的满量程的50％，第三供气瓶5内标准硫化氢气体的浓度为气体检测仪1的满量程的80％；

当气体检测仪1为一氧化碳气体检测仪时，所述第一供气瓶3、第二供气瓶4和第三供气瓶5均盛装标准一氧化碳气体，且第一供气瓶3内标准一氧化碳气体的浓度为气体检测仪1的报警下限设定值的1.5倍，第二供气瓶4内标准一氧化碳气体的浓度为气体检测仪1的满量程的30％，第三供气瓶5内标准一氧化碳气体的浓度为气体检测仪1的满量程的70％；

当气体检测仪1为甲烷气体检测仪时，所述第一供气瓶3、第二供气瓶4和第三供气瓶5均盛装标准甲烷气体，且第一供气瓶3内标准甲烷气体的浓度为气体检测仪1的满量程的10％，第二供气瓶4内标准甲烷气体的浓度为气体检测仪1的满量程的40％，第三供气瓶5内标准甲烷气体的浓度为气体检测仪1的满量程的60％；

当气体检测仪1为氧气气体检测仪时，所述第一供气瓶3、第二供气瓶4和第三供气瓶5均盛装标准氧气气体，且第一供气瓶3内标准氧气气体的浓度为气体检测仪1的满量程的20％，第二供气瓶4内标准氧气气体的浓度为气体检测仪1的满量程的50％，第三供气瓶5内标准氧气气体的浓度为气体检测仪1的满量程的80％。

本实施例中，因为第一供气瓶3、第二供气瓶4和第三供气瓶5的出口压力在10MPa～15MPa，不能满足检定要求，因此设置第一减压阀33-1、第二减压阀33-2和第三减压阀33-3分别对第一供气瓶3、第二供气瓶4和第三供气瓶5的出口压力减少至为0.1MPa～0.3MPa。

利用本实用新型进行位气体检测仪检定，包括以下步骤：

步骤一、测试前准备工作：

步骤101、供气装置的检查：检查所述供气装置管路，确定所述供气装置管路正常，上电初始化所述供气装置和所述监控装置，确定所述供气装置各个部件正常，并判断工控机37与微控制器36以及微控制器36与摄像头16和传感器组的传输信号正常；

步骤102、操作气体检测仪1上的校零按钮，对气体检测仪1进行零点校准；

步骤103、将多个待检定的气体检测仪1安装在多个检定工位处，并将气罩7安装在气体检测仪1上；

步骤二、气体检测仪的示值误差获取：

步骤201、操作所述按键操作模块中第一供气按钮13，微控制器36控制第一电磁阀35-1闭合，第一供气瓶3与所述气路切换阀43连通，同时，微控制器36控制所述气路切换阀43的第一通道闭合，第一供气瓶3提供的第一标准气体通过主通气管20和多个分支通气管41至多个所述供气口18，通过所述供气口18的第一标准气体通过通气管6和气罩7输送至气体检测仪1；

步骤202、在为气体检测仪1输送第一标准气体的过程中，多个所述气体检测仪1分别对输送的第一标准气体的浓度进行检测；

步骤203、在多个所述气体检测仪1分别对输送的第一标准气体的浓度进行检测的过程中，人为观察气体检测仪1的类型，当气体检测仪1为便携式气体检测仪时，执行步骤204；当气体检测仪1为固定式气体检测仪时，执行步骤205；

步骤204、当气体检测仪1为便携式气体检测仪时，具体过程如下：

步骤2041、操作所述按键操作模块中拍摄按键39，摄像头16对第a个气体检测仪1上的浓度显示值图像进行采集，并将各个采样时刻采集到的浓度显示值图像发送至微控制器36，微控制器36将接收到各个浓度显示值图像发送至工控机37，工控机37按照采样先后顺序分别对各个浓度显示值图像进行图像处理，得到各个浓度显示值，则浓度显示值即为标准气体检测浓度值；

步骤2042、当相邻两个标准气体检测浓度值的差值不大于0.5％时，说明气体检测仪1上的浓度显示值稳定；

步骤2043、操作所述按键操作模块中测量值采集按键40，连续采集3次，得到3个标准气体检测浓度值，并将3个标准气体检测浓度值进行平均值处理，得到第a个气体检测仪1的第一个标准气体浓度测试平均值；

步骤205、当气体检测仪1为固定式气体检测仪时，具体过程如下：

步骤2051、气体检测仪1输出的电流信号通过电流信号处理模块23发送至微控制器36，微控制器36调取A/D转换模块对经过电流信号处理模块23处理后的电流信号进行处理得到电流值；

步骤2052、微控制器36调取电流浓度比例关系模块，并输入步骤2051中的电流值，得到标准气体检测浓度值；微控制器36将得到的标准气体检测浓度值发送至工控机37；

步骤2053、工控机37接收到标准气体检测浓度值并进行比较判断，当相邻两个标准气体检测浓度值的差值不大于0.5％时，说明气体检测仪1检测的浓度值稳定；

步骤2054、第a个气体检测仪1检测的浓度值稳定后，将工控机37连续接收到的3个标准气体检测浓度值进平均值处理，得到第a个气体检测仪1的第一个标准气体浓度测试平均值；其中，a表示按照机柜从左向右的顺序第a个气体检测仪1，1≤a≤g，g表示检定工位的数量，a和g均为正整数；

本实施例中，g取值为4。

步骤206、采用所述工控机37调取差值模块，得到第a个气体检测仪1的第一个标准气体浓度测试平均值与第a个气体检测仪1的第一个标准气体浓度值的差值，并将第a个气体检测仪1的第一个标准气体浓度测试平均值与第a个气体检测仪1的第一个标准气体浓度值的差值记作第a个气体检测仪1的第一示值误差；

步骤207、再次操作第一供气按钮13，微控制器36控制第一电磁阀35-1断开，停止第一标准气体的供气；操作所述按键操作模块中空气通入按键12，微控制器36控制空气压缩机31工作，同时，微控制器36控制所述气路切换阀43的供空气通道闭合，空气压缩机31提供的压缩空气通过主通气管20和多个分支通气管41至多个所述供气口18，对管路吹扫5秒～10秒，再次操作空气通入按键12使空气压缩机31停止工作；并操作气体检测仪1上的校零按钮，对气体检测仪1零点校准；

步骤208、操作所述按键操作模块中第二供气按钮14，微控制器36控制第二电磁阀35-2闭合，第二供气瓶4与所述气路切换阀43连通，同时，微控制器36控制所述气路切换阀43的第二通道闭合，第二供气瓶4提供的第二标准气体通过主通气管20和多个分支通气管41至多个所述供气口18，通过所述供气口18的第二标准气体通过通气管6和气罩7输送至气体检测仪1；

步骤209、按照步骤202至步骤206所述的步骤，在为气体检测仪1输送第二标准气体的过程中，得到第a个气体检测仪1的第二示值误差；

步骤2010、再次操作所述按键操作模块中第二供气按钮14，微控制器36控制第二电磁阀35-2断开，停止第二标准气体的供气；操作所述按键操作模块中空气通入按键12，微控制器36控制空气压缩机31工作，同时，微控制器36控制所述气路切换阀43的供空气通道闭合，空气压缩机31提供的压缩空气通过主通气管20和多个分支通气管41至多个所述供气口18，对管路吹扫5秒～10秒，再次操作空气通入按键12使空气压缩机31停止工作；并操作气体检测仪1上的校零按钮，对气体检测仪1零点校准；

步骤2011、操作所述按键操作模块中第三供气按钮15，微控制器36控制第三电磁阀35-3闭合，第三供气瓶5与所述气路切换阀43连通，同时，微控制器36控制所述气路切换阀43的第三通道闭合，第三供气瓶5提供的第三标准气体通过主通气管20和多个分支通气管41至多个所述供气口18，通过所述供气口18的第三标准气体通过通气管6和气罩7输送至气体检测仪1；

步骤2012、按照步骤202至步骤206所述的步骤，在为气体检测仪1输送第三标准气体的过程中，得到第a个气体检测仪1的第三示值误差；

步骤2013、再次操作所述按键操作模块中第三供气按钮15，微控制器36控制第三电磁阀35-3断开，停止第三标准气体的供气；

步骤2014、采用所述工控机37将第a个气体检测仪1的第一示值误差、第a个气体检测仪1的第二示值误差和第a个气体检测仪1的第三示值误差按照从小到大的顺序进行排序，并得到第a个气体检测仪1的最大示值误差Δ_e,a；

步骤三、气体检测仪的重复性获取：

步骤301、微控制器36控制所述气路切换阀43的供空气通道闭合，空气压缩机31提供的压缩空气通过主通气管20和多个分支通气管41至多个所述供气口18，对管路吹扫5秒～10秒，则操作空气通入按键12使空气压缩机31停止工作；并操作气体检测仪1上的校零按钮，对气体检测仪1零点校准；

步骤302、按照步骤208所述的方法，为气体检测仪1输送第二标准气体；

步骤303、当气体检测仪1为便携式气体检测仪时，按照步骤2041至步骤2042所述的方法，在气体检测仪1上的浓度显示值稳定时，将相邻两个浓度显示值中后一个采样时刻的浓度显示值记作浓度测量值；

当气体检测仪1为固定式气体检测仪时，按照步骤2051至步骤2053所述的方法，在气体检测仪1检测的浓度值稳定时，将相邻两个浓度显示值中后一个采样时刻的标准气体检测浓度值记作浓度测量值；

步骤304、再次操作第二供气按钮14，微控制器36控制第二电磁阀35-2断开，停止第二标准气体的供气；

步骤305、n次重复步骤301至步骤304，得到第a个气体检测仪1的n个浓度测量值；其中，n表示不小于6的正整数；

步骤305、采用所述工控机37根据公式得到第a个气体检测仪1的重复性S_r,a；其中， 表示第a个气体检测仪1的浓度测量值的平均值，A_i,a表示第a个气体检测仪1第i次得到的浓度测量值，i为正整数，且1≤i≤n；

步骤四、气体检测仪的响应时间的获取：

步骤401、按照步骤301至步骤304所述的步骤，将得到的浓度测量值记作为浓度稳定测量值；

步骤402、直至气体检测仪1检测到的浓度测量值为零时，按照步骤208所述的方法，为气体检测仪1输送第二标准气体，同时时钟模块42开始计时，并记作初始时刻；

步骤403、在为气体检测仪1输送第二标准气体的过程中：

当气体检测仪1为便携式气体检测仪时，按照步骤2041所述的方法得到浓度显示值；

当气体检测仪1为固定式气体检测仪时，按照步骤2051和步骤2052中所述的方法，得到标准气体检测浓度值；

步骤404、将步骤403中得到的浓度显示值和标准气体检测浓度值称为测量浓度实时值，采用工控机37判断所述测量浓度实时值是否为步骤401中所述浓度稳定测量值的90％，如果所述测量浓度实时值为所述浓度稳定测量值的90％，执行步骤406；否则，执行步骤407：

步骤406、采用工控机37将所述测量浓度实时值为所述浓度稳定测量值的90％所对应的采样时间与所述初始时刻进行差值，得到第a个气体检测仪1的响应时间；

步骤407、判断是否达到预先设定的检定时间，当达到预先设定的检定时间时，则气体检测仪1的响应时间为预先设定的检定时间，再次操作第二供气按钮14，微控制器36控制第二电磁阀35-2断开，停止第二标准气体的供气；其中，预先设定的检定时间为3min～4min；

步骤408、多次重复步骤402至步骤407，得到多个第a个气体检测仪1的响应时间，并将多个第a个气体检测仪1的响应时间进行均值处理，得到第a个气体检测仪1的响应时间平均值X_a；

步骤五、气体检测仪的漂移值的获取：

步骤501、操作所述按键操作模块中空气通入按键12，微控制器36控制空气压缩机31工作，同时，微控制器36控制所述气路切换阀43的供空气通道闭合，空气压缩机31提供的压缩空气通过主通气管20和多个分支通气管41至多个所述供气口18，通过所述供气口18的空气通过通气管6和气罩7输送至气体检测仪1；

步骤502、当气体检测仪1为便携式气体检测仪时，按照步骤2041和步骤2042所述的方法，在气体检测仪1上的浓度显示值稳定时，将相邻两个浓度显示值中后一个采样时刻的浓度显示值记作初始浓度稳定值；

当气体检测仪1为固定式气体检测仪时，按照步骤2051至步骤2053所述的方法，在气体检测仪1检测的浓度值稳定时，将相邻两个浓度显示值中后一个采样时刻的标准气体检测浓度值记作初始浓度稳定值；

步骤503、再次操作所述按键操作模块中空气通入按键12，微控制器36控制空气压缩机31停止工作，同时，微控制器36控制所述气路切换阀43的供空气通道断开；

步骤504、操作所述按键操作模块中第三供气按钮15，微控制器36控制第三电磁阀35-3闭合，第三供气瓶5与所述气路切换阀43连通，同时，微控制器36控制所述气路切换阀43的第三通道闭合，第三供气瓶5提供的第三标准气体通过主通气管20和多个分支通气管41至多个所述供气口18，通过所述供气口18的第三标准气体通过通气管6和气罩7输送至气体检测仪1；

步骤505、当气体检测仪1为便携式气体检测仪时，按照步骤2041和步骤2042所述的方法，在第a个气体检测仪1上的浓度显示值稳定时，将相邻两个浓度显示值中后一个采样时刻的浓度显示值记作第a个气体检测仪1的第一浓度稳定值；

当气体检测仪1为固定式气体检测仪时，按照步骤2051至步骤2053所述的方法，在第a个气体检测仪1检测的浓度值稳定时，将相邻两个浓度显示值中后一个采样时刻的标准气体检测浓度值记作第a个气体检测仪1的第一浓度稳定值；

步骤506、采用所述工控机37调取差值模块并对步骤505中的所述第一浓度稳定值与步骤502中的所述初始浓度稳定值进行差值计算，得到第a个气体检测仪1的差值；

步骤507、多次重复步骤504至步骤506，得到多个第a个气体检测仪1的差值，并将多个第a个气体检测仪1的差值按照从小到大的顺序进行排序，得到第a个气体检测仪1的最大差值，则第a个气体检测仪1的最大差值为第a个气体检测仪1的漂移值Δ_p；

步骤六、气体检测仪检测数据的判断：

步骤601、采用所述工控机37将第a个气体检测仪1的最大示值误差Δ_e,a与示值误差设定值、第a个气体检测仪1的重复性S_r,a与重复性设定值、第a个气体检测仪1的响应时间平均值X_a与响应时间设定值以及第a个气体检测仪1的漂移值Δ_p与漂移值设定值进行比较判断；

步骤602、当第a个气体检测仪1的最大示值误差Δ_e,a符合示值误差设定值、第a个气体检测仪1的重复性S_r,a符合重复性设定值、第a个气体检测仪1的响应时间X_a符合响应时间设定值以及第a个气体检测仪1的漂移值Δ_p符合漂移值设定值，则说明第a个气体检测仪1合格，执行步骤603；否则，说明第a个气体检测仪1不合格，执行步骤604；

步骤603、当第a个气体检测仪1合格，工控机37发送二维码打印指令至微控制器36，微控制器36控制分液晶屏17显示合格，微控制器36控制二维码打印模块44打印二维码，并将二维码贴装在合格的气体检测仪1上入库。

步骤604、当第a个气体检测仪1不合格，工控机37发送不合格命令至微控制器36，微控制器36控制闪光灯10闪烁，且微控制器36控制分液晶屏17显示不合格；

步骤605、多次重复步骤601至步骤604，完成多个气体检测仪1的判断检定。

本实施例中，步骤2041中工控机37按照采样先后顺序分别对各个浓度显示值图像进行图像处理，得到各个浓度显示值的过程均相同，工控机37对任一个浓度显示值图像进行图像处理得到浓度显示值的具体过程如下：

步骤A、工控机37调取加权平均值灰度算法模块，对浓度显示值图像进行灰度处理，得到浓度显示值灰度图像；工控机37调取中值滤波算法模块，对所述浓度显示值灰度图像进行滤波去噪，得到滤波去噪后的浓度显示值灰度图像；

步骤B、工控机37调取二值化算法对所述滤波去噪后的浓度显示值灰度图像进行二值化处理，得到浓度显示值二值化图像；

步骤C、工控机37调取图像腐蚀模块对浓度显示值二值化图像进行腐蚀处理，得到浓度显示值二值化腐蚀图像；

步骤D、工控机37调用字符分割算法模块对所述浓度显示值二值化腐蚀图像进行分割，得到单个数字字符；

步骤E、工控机37调取图像膨胀模块对单个数字字符进行膨胀处理，得到膨胀后的单个数字字符；

步骤F、采用工控机37调用字符识别算法对膨胀后的单个数字字符进行识别，识别出单个数字字符，得到浓度显示值。

本实施例中，步骤201中在第一供气瓶3为气体检测仪1输送第一标准气体的过程中，第一压力传感器25对第一供气瓶3的出口压力进行检测，并将检测到的第一出口压力发送至微控制器36，微控制器36将接收到的第一出口压力发送至工控机37，工控机37将接收到的第一出口压力与出口压力设定值进行比较，当工控机37将接收到的第一出口压力小于出口压力设定值时，说明第一供气瓶3内第一标准气体不足，工控机37控制显示器11提示更换第一供气瓶3；

步骤208中在第二供气瓶4为气体检测仪1输送第二标准气体的过程中，第二压力传感器26对第二供气瓶4的出口压力进行检测，并将检测到的第二出口压力发送至微控制器36，微控制器36将接收到的第二出口压力发送至工控机37，工控机37将接收到的第二出口压力与出口压力设定值进行比较，当工控机37将接收到的第二出口压力小于出口压力设定值时，说明第二供气瓶4内第二标准气体不足，工控机37控制显示器11提示更换第二供气瓶4；

步骤2011中在第三供气瓶5为气体检测仪1输送第三标准气体的过程中，第三压力传感器27对第三供气瓶5的出口压力进行检测，并将检测到的第三出口压力发送至微控制器36，微控制器36将接收到的第三出口压力发送至工控机37，工控机37将接收到的第三出口压力与出口压力设定值进行比较，当工控机37将接收到的第三出口压力小于出口压力设定值时，说明第三供气瓶5内第三标准气体不足，工控机37控制显示器11提示更换第三供气瓶5。

本实施例中，步骤201中在第一供气瓶3为气体检测仪1输送第一标准气体的过程中，第四压力传感器28对第一供气瓶3减压后的压力进行检测，并将检测到的第一减压后压力发送至微控制器36，微控制器36将接收到的第一减压后压力发送至工控机37，工控机37控制显示器11显示，以使工控机37接收到的第一减压后压力符合减压后压力设定值；

步骤208中在第二供气瓶4为气体检测仪1输送第二标准气体的过程中，第五压力传感器29对第二供气瓶4减压后的压力进行检测，并将检测到的第二减压后压力发送至微控制器36，微控制器36将接收到的第二减压后压力发送至工控机37，工控机37控制显示器11显示，以使工控机37接收到的第二减压后压力符合减压后压力设定值；

步骤2011中在第三供气瓶5为气体检测仪1输送第三标准气体的过程中，第六压力传感器30对第三供气瓶5减压后的压力进行检测，并将检测到的第三减压后压力发送至微控制器36，微控制器36将接收到的第三减压后压力发送至工控机37，工控机37控制显示器11显示，以使工控机37接收到的第三减压后压力符合减压后压力设定值。

本实施例中，步骤B中所述二值化算法为最大类间方差法；步骤F中字符识别算法为模板匹配算法或者基于BP网络的数字字符识别算法。

本实施例中，实际检定过程中，当需要对气体检测仪1的报警点进行检测时，具体过程如下：通过操作第一供气按钮13、第二供气按钮14或者第三供气按钮15，为供气口18通入大于气体检测仪1的报警设定点的标准气体，在为气体检测仪1通入大于气体检测仪1的报警设定点的标准气体的过程中，当气体检测仪1发生声光报警时，声光报警检测模块9对气体检测仪1发生的声光报警信号进行检测并发送至微控制器36，当声光报警检测模块9检测到声光报警信号时，得到气体检测仪1报警时的浓度测量值，重复3次，将3次得到的气体检测仪1报警时的浓度测量值进行均值处理得到气体检测仪1的报警动作值，并将得到的气体检测仪1的报警动作值与气体检测仪1的报警设定点进行比较，以判断气体检测仪1是否满足规定要求。

本实施例中，进一步地，步骤F中字符识别算法为基于BP网络的数字字符识别算法，在基于BP网络的数字字符识别算法中训练好的BP网络为三层的BP网络结构，该三层的BP网络结构输入节点为72个，中间层神经元节点为33个，输出层神经元节点为13个。

本实施例中，需要说明的是，中间层的神经元节点个数越多，中间层结点越多，收敛速度越快，但是同时随着中间层神经元节点个数越来越多，结点越来越多，收敛速度的增加变慢，内存占用较大，因此综合考虑为33个。

本实施例中，图像的腐蚀就是将图像的边缘腐蚀掉，其作用就是将目标的边缘的“毛刺”剔除掉。而图像的膨胀就是将图像的边缘扩大些其作用就是将目标的边缘或者是内部的坑填掉。因此，在字符分割前对图像进行腐蚀，以扩大两字符间隔，使字符正确分割；在字符识别过程中，又将图像进行膨胀，以还原字符本身形状，提高识别效率。

本实施例中，进一步地，所述字符分割算法模块为投影法字符分割算法。通过将浓度显示值二值化腐蚀图像分别进行垂直、水平方向投影计算，利用字符之间的间隔来分割出图像的各个单字符图像。是因为由于涉及到多种仪表的识别，每种仪表的数字结构不同，针对字符分割中单个字符中间均有空隙和浓度显示值二值化腐蚀图像中字符倾斜等问题能进行有效分割。

本实施例中，传统的气体检测仪手动检定装置检定数量为27块/人·天·台，使用该实用新型所述多工位气体检测仪检定仪器检定数量为96块/人·天·台，检定效率提高了3.3倍。提高了气体检测仪入库的检验效率和质量，杜绝性能指标不合格的气体检测仪应用于油气田重要站库，从而对提高站库安全指数具有较大的贡献。

本实施例中，本实用新型多工位气体检测仪检定仪器具有以下优点：第一，人工成本降低产生的效益：使用多工位气体检测仪检定仪器，因其具有较高的自动化和数据处理能力，严格按照检定流程检定，4工位系统可以提高检定效率3.3倍，按照传统检验方式每年需要4人完成的检验工作量减到现在的2人，可节约人员2人，每人按10万元/年计算,可节约人员成本20万元/年；第二，检验效率提高产生的效益：传统检验一台时间为18分钟，该实用新型装置检定需要5分钟，检验效率可提高3.3倍。按照目前每年220探头的采购量，本检定仪器每年可以多完成1030块气体检测仪的检定任务，检验效率提高产生的效益可达300万元/年；第三，间接经济效益，提高了油田本质安全生产保障系数。在油气生产工程中，如果气体检测仪出现误报警、无报警等质量问题，可能造成油气外泄等工质流失，甚至造成油气停产等事故，多工位气体检测仪检定仪器的使用避免的不合格产品流入油田生产现场，有效避免安全事故的发生，对油气生产产生巨大的间接经济效益；第四，有效维护了企业利益。采用该检定仪器检定气体检测仪，计量检定准确性、稳定性、可靠性等均大幅提高，克服人为因素的干扰，为油田公司物资采购厂商筛选、选型等提供了可靠的技术支持和依据。杜绝了不合格表流入油田的生产环节，有效的技术评价保证了油田本质化安全生产，产生了良好地管理效益；第五，多工位气体检测仪检定仪器提高了实验室检定的自动化程度，减少了实验人员与有毒有害气体直接接触，降低了有毒有害气体对检验人员的身体危害。

综上所述，本实用新型设计合理、操作简便且使用效果好，能简便、快速完成多个气体检测仪的检定，并且检定过程易于控制，提高气体检测仪检定的质量和效率，保证气体检测仪检定的准确度，减少人工劳动强度，实用性强。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：包括机架(2)、安装在所述机架(2)上且对多个气体检测仪(1)进行检定的检定工位和为多个所述气体检测仪(1)供标准气体的供气装置，以及对所述检定工位和所述供气装置进行监控的监控装置；

所述机架(2)上设置有能开闭的密封门(8)，所述检定工位的数量为多个，各个所述检定工位处均设置有摄像头(16)、分液晶屏(17)、电流输入接口(21)、闪光灯(10)、声光报警检测模块(9)和供气口(18)，所述机架(2)上设置有总液晶屏(19)，所述供气口(18)上连接有通气管(6)和与通气管(6)连接且罩在所述气体检测仪(1)上的气罩(7)；

所述供气装置包括为所述供气口(18)提供标准气体的第一供气机构、第二供气机构和第三供气机构，以及为所述供气口(18)提供空气的空气压缩机(31)，所述第一供气机构、所述第二供气机构、所述第三供气机构和所述空气压缩机(31)均与气路切换阀(43)连接，所述气路切换阀(43)的输出端接有主通气管(20)，所述主通气管(20)通过多个分支通气管(41)分别与多个所述供气口(18)连接，所述分支通气管(41)上设置有通气控制电磁阀(24)，所述第一供气机构、所述第二供气机构和所述第三供气机构提供的标准气体的浓度依次增大；

所述监控装置包括微控制器(36)、工控机(37)以及与微控制器(36)相接的时钟模块(42)和与工控机(37)相接的显示器(11)，所述微控制器(36)与工控机(37)进行数据通信，所述微控制器(36)的输入端接有按键操作模块、电流信号处理模块(23)、对所述第一供气机构的出口压力进行检测的第一压力传感器(25)、对所述第二供气机构的出口压力进行检测的第二压力传感器(26)、对所述第三供气机构的出口压力进行检测的第三压力传感器(27)、对所述第一供气机构的减压后的压力进行检测的第四压力传感器(28)、对所述第二供气机构的减压后的压力进行检测的第五压力传感器(29)、对所述第三供气机构的减压后的压力进行检测的第六压力传感器(30)和对所述供气口(18)的供气流量进行检测的流量传感器(22)，所述气路切换阀(43)、所述分液晶屏(17)、总液晶屏(19)、所述第一供气机构、所述第二供气机构、所述第三供气机构和所述空气压缩机(31)均由所述微控制器(36)进行控制，所述电流信号处理模块(23)的输入端与所述电流输入接口(21)连接，所述微控制器(36)的输出端接有二维码打印模块(44)。

2.按照权利要求1所述的一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：所述第一供气机构包括第一供气瓶(3)和连接于第一供气瓶(3)与所述气路切换阀(43)之间的第一供气管(32-1)，所述第一供气管(32-1)上设置有第一减压阀(33-1)和第一电磁阀(35-1)，所述第一压力传感器(25)位于第一减压阀(33-1)与第一供气瓶(3)之间，所述第四压力传感器(28)位于第一减压阀(33-1)与所述气路切换阀(43)之间；

所述第二供气机构包括第二供气瓶(4)和连接于第二供气瓶(4)与所述气路切换阀(43)之间的第二供气管(32-2)，所述第二供气管(32-2)上设置有第二减压阀(33-2)和第二电磁阀(35-2)，所述第二压力传感器(26)位于第二减压阀(33-2)与第二供气瓶(4)之间，所述第五压力传感器(29)位于第二减压阀(33-2)与所述气路切换阀(43)之间；

所述第三供气机构包括第三供气瓶(5)和连接于第三供气瓶(5)与所述气路切换阀(43)之间的第三供气管(32-3)，所述第三供气管(32-3)上设置有第三减压阀(33-3)和第三电磁阀(35-3)，所述第三压力传感器(27)位于第三减压阀(33-3)与第三供气瓶(5)之间，所述第六压力传感器(30)位于第三减压阀(33-3)与所述气路切换阀(43)之间；

所述第一减压阀(33-1)、第二减压阀(33-2)和第三减压阀(33-3)，均为手动减压阀，所述第一电磁阀(35-1)、第二电磁阀(35-2)和第三电磁阀(35-3)均由微控制器(36)进行控制。

3.按照权利要求1所述的一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：所述按键操作模块包括第一供气按钮(13)、第二供气按钮(14)、第三供气按钮(15)和空气通入按键(12)，以及拍摄按键(39)和测量值采集按键(40)，所述第一供气按钮(13)、第二供气按钮(14)、第三供气按钮(15)、空气通入按键(12)、拍摄按键(39)和测量值采集按键(40)的输出端均与微控制器(36)的输入端相接。

4.按照权利要求1所述的一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：所述电流信号处理模块(23)包括型号为LM358的运放U6B和型号为LM358的运放U6A，所述运放U6B的正相输入端分两路，一路经电容C7接地，另一路与电阻R12的一端相接；所述电阻R12的另一端为电流信号处理模块(23)的输入端，所述运放U6B的输出端分两路，一路与所述运放U6B的反相输入端相接，另一路与电阻R11的一端相接；所述运放U6A的正相输入端分两路，一路经电阻R13接地，另一路与电阻R11的另一端相接；所述运放U6A的反相输入端经电阻R10接地，所述运放U6A的输出端分四路，第一路经电阻R9与运放U6A的反相输入端相接，第二路为电流信号处理模块(23)的输出端，第三路与二极管D3的阳极相接，第四路与二极管D4的阴极相接，所述二极管D3的阴极接3.3V电源输出端，所述二极管D4的阳极接地，所述电流信号处理模块(23)的输出端与微控制器(36)的输入端相接。

5.按照权利要求1所述的一种多工位气体检测仪检定仪器，其特征在于：所述微控制器(36)通过通信模块(38)与工控机(37)进行数据通信，所述通信模块(38)为串口通信模块。