CN209311425U - 一种气体传感器响应时间的校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种气体传感器响应时间的校准装置，属于测试技术领域，包括标准气体罐、零点气体罐、电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、真空泵、压力表、流量计、控制器、计算机。标准气体罐与电磁阀A串联，零点气体罐与电磁阀D串联，真空泵与电磁阀C串联，且三者并联于主管路；电磁阀B、压力表、流量计串联且位于主管路；电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、真空泵均与控制器连接，控制器与计算机连接。本实用新型采用电磁阀、真空泵、数字多用表、计算机、压力表、流量计等搭建了气体传感器响应时间自动校准装置，测量装置的准确性和重复性优于现有手动秒表校准。

Description

一种气体传感器响应时间的校准装置

技术领域

本实用新型属于测试技术领域，涉及气体传感器校准测试，尤其是一种气体传感器响应时间的校准装置。

背景技术

目前，气体传感器广泛应用于农业生产、采矿冶金、化工材料、航空航天、安全防护、核能工业等各个领域，常用的气体传感器包括氧气、二氧化碳、氢气、甲烷等传感器。在气体传感器的研制、生产、使用过程中，一般需要对气体传感器进行定期溯源，以保证传感器测量数据的准确可靠。气体传感器的校准项目主要包括示值误差、重复性和响应时间。其中，响应时间反映的是气体传感器快速响应的能力，是气体报警器、气体检测仪中是非常重要的一个参数，是指当气体浓度改变后，输入变化引起输出变化时，输出从开始变化到达上一次稳定值的90%所需要的时间。

气体传感器响应时间一般采用手动进行校准，手动校准在读数时需要人眼时刻观察被校传感器的示值变化，同时根据示值的变化及时打开和关闭秒表，存在一定的滞后性且效率比较低，导致准确度不够高和重复性较差，此发明将对此问题利用可程控的电磁阀、真空泵、数字多用表、计算机、压力表、流量计等搭建了气体传感器响应时间自动测量装置，通过计算机软件编程，实现了气体传感器响应时间的自动校准。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种气体传感器响应时间的校准装置，解决气体传感器响应时间测量结果准确度不够高、重复性较差的问题，为今后相应计量标准装置的建立提供技术依据。

本实用新型的技术方案如下：

一种气体传感器响应时间的校准装置，包括标准气体罐、零点气体罐、电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、真空泵、压力表、流量计、控制器、计算机。

标准气体罐与电磁阀A串联，零点气体罐与电磁阀D串联，真空泵与电磁阀C串联，且三者并联于主管路；电磁阀B、压力表、流量计串联且位于主管路；电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D、真空泵均与控制器连接，控制器与计算机连接。

电磁阀和真空泵采用RS232 串口控制器。

本实用新型的效果和益处是：

（1）该发明采用电磁阀、真空泵、数字多用表、计算机、压力表、流量计等搭建了气体传感器响应时间自动校准装置，经与现有手动校准进行比对，测量装置的准确性和重复性优于现有手动秒表校准；

（2）自动化程度高，便于实现数据的自动采集和分析；

（3）该装置校准结果准确性和一致性高，满足自动化控制精度要求。

附图说明

图1 气体传感器响应时间校准原理示意图。

图2 气体传感器响应时间校准装置结构图。

图中：1 标准气体罐；2 零点气体罐；3 电磁阀A；4 电磁阀B；5 电磁阀C；6 电磁阀D；7 真空泵；8 压力表；9 流量计；10 控制器；11 计算机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如说明书附图1所示，该装置响应时间的测量过程如下，阀门1 阀门2 都处于关闭状态，通过计算机控制打开阀门1，通入零点气体（高纯氮气）调零后，关闭阀门1。打开阀门2在通入标准浓度气体，判定读数稳定后，读取稳定示值X1，关闭阀门2。开启阀门1，让仪器回到零点，关闭阀门1。打开阀门2（计算机开始计时），通入上述标准气体，判定示值升至稳定值的90%时，计时结束，关闭阀门2。重复三次，计算三次时间的平均值即为响应时间。

考虑到在对气体传感器响应时间测量的过程中，通入零点气体（高纯氮气）调零之前，气体管路中存在的空气会稀释气体标准物质的浓度；而在调零之后，入相应浓度的标准气体物质之前，气体管路中也会存在零点气体（高纯氮气）稀释此浓度气体标准物质的浓度，这样就会影响气体传感器响应时间校准准确度。为了解决零点气体（高纯氮气）和相应浓度的标准气体物质会被气体管路中残余气体稀释的问题，在气体管路中可以增加真空泵，可以在通过零点气体（高纯氮气）和相应浓度的标准气体物质之前将残留在管路中的其它气体抽干净。由此，设计气体传感器响应时间校准装置，如说明书附图2所示。

实施例

说明书附图2的气体传感器响应时间校准装置的校准过程如下：

（1）通入零点气体（高纯氮气）之前，关闭电磁阀1、2、3，打开电磁阀4，真空泵将气体管路中的空气抽干净，然后关闭电磁阀4、

（2）打开电磁阀2、3，通入零点气体（高纯氮气），对传感器调零、

（3）打开阀门4，真空泵将气体管路中的零点气体（高纯氮气）抽干净，然后关闭电磁阀4、（4）打开阀门1、2，通入相应浓度的气体标准物质，判定读书稳定时，记录此时的读数X1、

（5）关闭阀门1、2，打开阀门4，真空泵将气体管路中的残余标准气体物质抽干净，然后关闭阀门4、

（6）打开阀门1、2（计算机计时开始），通过响应浓度的气体标准物质，判定示值升至稳定值X1 的90%时，及时结束，关闭阀门1、2 和真空泵、

（7）重复上述步骤三次，计算三次时间的平均值即为气体传感器的响应时间。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (2)

1.一种气体传感器响应时间的校准装置，包括标准气体罐（1）、零点气体罐（2）、电磁阀A（3）、电磁阀B（4）、电磁阀C（5）、电磁阀D（6）、真空泵（7）、压力表（8）、流量计（9）、控制器（10）、计算机（11），其特征在于，所述标准气体罐（1）与电磁阀A（3）串联，所述零点气体罐（2）与电磁阀D（6）串联，所述真空泵（7）与电磁阀C（5）串联，且三者并联于主管路；所述电磁阀B（4）、压力表（8）、流量计（9）串联且位于主管路；所述电磁阀A（3）、电磁阀B（4）、电磁阀C（5）、电磁阀D（6）、真空泵（7）均与控制器（10）连接，所述控制器（10）与计算机（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种气体传感器响应时间的校准装置，其特征在于：所述电磁阀A（3）、电磁阀B（4）、电磁阀C（5）、电磁阀D（6）、真空泵（7）采用RS232 串口控制器。