CN214277896U - 开放式激光类气体监测仪器性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其包括动态性能测试装置、干扰气室、用于为所述动态性能测试装置和所述干扰气室供气的供气装置、分别与前述三者电性连接且用于测量数据显示和气路控制的控制装置以及分别与所述动态性能测试装置、所述干扰气室以及待测激光类气体监测仪器滑动连接并用于调整测试距离的轨道。该测试系统利用激光测量仪器的工作原理，通过模拟井下环境，控制激光通过与模拟环境中气体的接触时间来测试待测仪器的响应时间；同时该测试系统还能模拟多种气体环境，利用多级多精度瞬变控制的原理切换模拟环境，从而实现对激光测量仪器(激光类气体监测仪器)多级瞬变动态性能的测试。

Description

开放式激光类气体监测仪器性能测试系统

技术领域

本实用新型涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种开放式激光类气体监测仪器性能测试系统。

背景技术

激光类传感器是近几年发展起来的新型的测量仪器仪表，而针对这类传感器的检测检验手段目前还很不成熟。目前市场上的气体类传感器检定装置还不能对激光(红外)类气体浓度测量传感器的综合性能进行有效的测量。

申请号为CN202010656579.2的发明专利公开了一种激光气体浓度测量传感器多级瞬变动态性能测量装置。该测量装置包括为空心柱体结构的测量部，测量部一端通过透明材质封堵，另一端通过透明或者不透明材质封堵，其内部由隔板纵向分割为若干个封闭的气室；且每个气室内分别充填有不同浓度或者不同种类的气体；被测激光传感器设置于测量部的透明材质封堵端；所述测量部沿中心轴线做旋转运动，激光传感器向气室发送激光束以测量不同气室内气体的浓度。

但是，上述测量装置存在不能有效且真实模拟环境干扰因子等环境测试干扰条件并对该环境测试干扰条件进行检测分析，导致无法有效确定激光气体浓度测量传感器检定的性能指标的技术缺陷。

有鉴于此，有必要设计一种改进的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种开放式激光类气体监测仪器性能测试系统。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其包括动态性能测试装置、干扰气室、用于为所述动态性能测试装置和所述干扰气室供气的供气装置以及分别与前述三者电性连接且用于测量数据显示和气路控制的控制装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述开放式激光类气体监测仪器性能测试系统还包括分别与所述动态性能测试装置、所述干扰气室以及待测激光类气体监测仪器滑动连接并用于调整测试距离的轨道。

作为本实用新型的进一步改进，所述动态性能测试装置为圆筒形结构的单腔气室。

作为本实用新型的进一步改进，所述单腔气室包括设置于其内部且用于容纳待测气体的第一容纳腔、设置于其前端的遮光板以及与所述遮光板电性连接用于拖动所述遮光板高速旋转的第一电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述遮光板上设置有透光孔；所述单腔气室还包括分别设置于其外周侧壁上的第一出气口和第一进气口。

作为本实用新型的进一步改进，所述动态性能测试装置为圆筒形结构的多腔气室。

作为本实用新型的进一步改进，所述多腔气室包括若干个相互独立设置的气室单元、与所述气室单元传动连接的传动装置以及与所述传动装置电性连接用于驱动所述气室单元高速旋转的第二电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述多腔气室还包括固定安装于所述轨道上并与所述轨道滑动连接的支架；所述支架包括与所述轨道滑动连接的滑块和与所述多腔气室的筒体滚动连接的转轮。

作为本实用新型的进一步改进，所述气室单元包括设置于其内部且用于容纳待测气体的第二容纳腔、分别安装于其两个端部且用于封堵的透明件以及分别设置于其外周侧壁上的第二出气口和第二进气口。

作为本实用新型的进一步改进，所述干扰气室的底部设置有可调速风扇。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，为满足市场上激光(红外)类气体浓度测量仪器的检测检验与校准需要，利用激光测量仪器的工作原理，通过模拟井下环境，控制激光通过与模拟环境中气体的接触时间来测试待测仪器的响应时间；同时该测试系统还能模拟多种气体环境，利用多级多精度瞬变控制的原理切换模拟环境，从而实现对激光测量仪器(激光类气体监测仪器)多级瞬变动态性能的测试。

2、本实用新型提供的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，基于不同种类的激光测量仪器的工作原理，采用开放式检测的方式，通过真实模拟环境干扰因子等环境测试干扰条件并对该环境测试干扰条件进行检测分析，确定了该类型激光测量仪器检定的性能指标；该测试系统适用于激光甲烷监测仪器等激光测量仪器的性能测试，具有广泛的适用性，且测量数据精准，具备巨大的应用价值和推广前景。

附图说明

图1为本实用新型提供的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1提供的单腔气室的结构示意图。

图3为本实用新型实施例2提供的多腔气室的结构示意图。

图4为本实用新型实施例2提供的多腔气室支架的结构示意图。

附图标记

10、10’-动态性能测试装置；101-第一出气口；102-第一进气口；11-遮光板； 12-第一电机；13-透光孔；14-气室单元；141-第二出气口；142-第二进气口；143- 透明件；15-传动装置；16-第二电机；17-支架；171-滑块；172-转轮；20-干扰气室；50-轨道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，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。

实施例1

请参阅图1所示，本实用新型实施例1提供了一种开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其包括动态性能测试装置10、干扰气室20、用于为所述动态性能测试装置10和所述干扰气室20供气的供气装置(图中未示出)、分别与前述三者电性连接且用于测量数据显示和气路控制的控制装置(图中未示出)以及分别与所述动态性能测试装置10、所述干扰气室20以及待测激光类气体监测仪器(图中未标记)滑动连接并用于调整测试距离的轨道50。

请参阅图2所示，所述动态性能测试装置10为圆筒形结构的单腔气室。所述单腔气室包括设置于其内部且用于容纳待测气体的第一容纳腔(图中未标记)、设置于其前端的遮光板11以及与所述遮光板11电性连接用于拖动所述遮光板11高速旋转的第一电机12。所述遮光板11上设置有透光孔13。所述单腔气室还包括分别设置于其外周侧壁上的第一出气口101和第一进气口102，所述第一进气口102与第二出气口101接球阀与快接头(图中未示出)，用来向所述单腔气室配置预定浓度的待测气体。

所述单腔气室的测试原理在于：

首先，在控制装置的调控下，通过所述供气装置的供气，所述单腔气室的第一容纳腔内装入待测气体，所述单腔气室的前端带有遮光板11，遮光板 11上设置有透光孔13，通过启动第一电机12，驱动遮光板11进行高速旋转，从而控制激光穿透所述单腔气室的时间，进而测量待测激光类气体监测仪器的响应时间(测量显示值达到待测气体实际浓度90％的时间)，并在控制装置的界面上进行测量数据的显示。

在本实施方式中，所述干扰气室20的底部设置有可调速风扇(图中未示出)，用于模拟井下粉尘环境。所述动态性能测试装置10、干扰气室20 及待测激光类气体监测仪器分别通过滑动支架固定在所述轨道50上，可沿所述轨道50进行自由滑动，从而调整测试距离。

实施例2

请参阅图1所示，本实用新型实施例2提供了一种开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其包括动态性能测试装置10、干扰气室20、用于为所述动态性能测试装置10和所述干扰气室20供气的供气装置(图中未示出)、分别与前述三者电性连接且用于测量数据显示和气路控制的控制装置(图中未示出)以及分别与所述动态性能测试装置10、所述干扰气室20以及待测激光类气体监测仪器(图中未标记)滑动连接并用于调整测试距离的轨道50。

请参阅图3所示，所述动态性能测试装置10’为圆筒形结构的多腔气室。所述多腔气室包括若干个相互独立设置的气室单元14、与所述气室单元14 传动连接的传动装置15、与所述传动装置15电性连接用于驱动所述气室单元14高速旋转的第二电机16以及固定安装于所述轨道50上并与所述轨道 50滑动连接的支架17。

在本实施方式中，所述气室单元14包括设置于其内部且用于容纳待测气体的第二容纳腔、分别安装于其两个端部且用于封堵的透明件143以及分别设置于其外周侧壁上的第二出气口141和第二进气口142。

请参阅图4所示，所述支架17包括与所述轨道50滑动连接的滑块171 和与所述多腔气室的筒体滚动连接的转轮172；所述多腔气室的筒形侧壁与所述转轮172接触的圆周面上设置于凹槽(图中未标记)，转轮172处于该凹槽内，凹槽对转轮172起导向作用，即，转轮172沿着凹槽的做转动。

具体来讲，所述气室单元14两端均采用经过特殊处理的玻璃透明件143 进行封堵，每个气室单元14分别开设2个孔，用于进/出气体，第二进气口 142与第二出气口141接球阀与快接头(图中未示出)，用来向所述气室单元14配置预定浓度的待测气体。

所述传动装置15为驱动皮带。所述多腔气室的筒形侧壁由支架17进行支撑和固定；所述多腔气室的筒形侧壁中部设置有一圈环绕多腔气室外壁圆周的从动齿轮(图中未示出)，该从动齿轮配合所述第二电机16的驱动齿轮 (图中未示出)，通过驱动皮带的传动作用，实现多腔气室筒形装置的高速转动。

所述多腔气室的测试原理在于：

所述多腔气室由若干个独立的气室单元14构成，每个气室单元14的第二容纳腔内能存储一定量的待测气体，通过第二电机16驱动所述传动装置 15运动，进而在传动装置15的驱动下，所述多腔气室进行高速旋转，由此，使得激光束按照设定的时间穿过每一个气室单元14。假设在四个气室单元14 内分别装有四种不同浓度的同种气体，且激光束穿过不同气室单元14之间的切换时间极短。据此原理，可测出测量待测激光(红外)类气体监测传感仪器的多级瞬变动态性能，即被试传感器在极短时间内从一种浓度的测试气体切换到另一种浓度的同类测试气体时，其测量值达到切换后腔室内气体浓度实际值的90％所耗费的最短时间。

通过控制所述第二电机16的转动速度可以控制所述多腔气室转动的速度，该转速由光电式转速传感器(图中未示出)测量得出，待测激光(红外) 类气体监测传感仪器的激光束穿过气室时间t可通过多腔气室筒形装置的转速v_ma与测试窗口的有效长度l计算得出：

t＝l/vma。

通过对所述第二电机16的控制及所述光电式转速传感器的测量数据的反馈，实现对多腔气室筒形装置转速的多级多精度控制，从而使待测激光(红外)类气体监测传感仪器激光束穿过气室时间按照控制要求进行变化。

在本实施方式中，所述动态性能测试装置10、干扰气室20及待测激光类气体监测仪器分别通过滑动支架固定在所述轨道50上，可沿所述轨道50 进行自由滑动，从而调整测试距离。

本实用新型提供的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统基于不同种类的激光测量仪器的工作原理，采用开放式检测的方式，通过真实模拟环境干扰因子等环境测试干扰条件并对该环境测试干扰条件进行检测分析，确定了该类型激光测量仪器检定的性能指标；该测试系统适用于激光甲烷监测仪器等激光测量仪器的性能测试，具有广泛的适用性，且测量数据精准，具备巨大的应用价值和推广前景。

综上所述，本实用新型提供了一种开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其包括动态性能测试装置、干扰气室、用于为所述动态性能测试装置和所述干扰气室供气的供气装置、分别与前述三者电性连接且用于测量数据显示和气路控制的控制装置以及分别与所述动态性能测试装置、所述干扰气室以及待测激光类气体监测仪器滑动连接并用于调整测试距离的轨道。利用激光测量仪器的工作原理，通过模拟井下环境，控制激光通过与模拟环境中气体的接触时间来测试待测仪器的响应时间；同时该测试系统还能模拟多种气体环境，利用多级多精度瞬变控制的原理切换模拟环境，从而实现对激光测量仪器(激光类气体监测仪器)多级瞬变动态性能的测试。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述开放式激光类气体监测仪器性能测试系统包括动态性能测试装置(10)、干扰气室(20)、用于为所述动态性能测试装置(10)和所述干扰气室(20)供气的供气装置以及分别与前述三者电性连接且用于测量数据显示和气路控制的控制装置。

2.根据权利要求1所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述开放式激光类气体监测仪器性能测试系统还包括分别与所述动态性能测试装置(10)、所述干扰气室(20)以及待测激光类气体监测仪器滑动连接并用于调整测试距离的轨道(50)。

3.根据权利要求2所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述动态性能测试装置(10)为圆筒形结构的单腔气室。

4.根据权利要求3所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述单腔气室包括设置于其内部且用于容纳待测气体的第一容纳腔、设置于其前端的遮光板(11)以及与所述遮光板(11)电性连接用于拖动所述遮光板(11)高速旋转的第一电机(12)。

5.根据权利要求4所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述遮光板(11)上设置有透光孔(13)；所述单腔气室还包括分别设置于其外周侧壁上的第一出气口(101)和第一进气口(102)。

6.根据权利要求2所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述动态性能测试装置(10)为圆筒形结构的多腔气室。

7.根据权利要求6所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述多腔气室包括若干个相互独立设置的气室单元(14)、与所述气室单元(14)传动连接的传动装置(15)以及与所述传动装置(15)电性连接用于驱动所述气室单元(14)高速旋转的第二电机(16)。

8.根据权利要求7所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述多腔气室还包括固定安装于所述轨道(50)上并与所述轨道(50)滑动连接的支架(17)；所述支架(17)包括与所述轨道(50)滑动连接的滑块(171)和与所述多腔气室的筒体滚动连接的转轮(172)。

9.根据权利要求7所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述气室单元(14)包括设置于其内部且用于容纳待测气体的第二容纳腔、分别安装于其两个端部且用于封堵的透明件(143)以及分别设置于其外周侧壁上的第二出气口(141)和第二进气口(142)。

10.根据权利要求1所述的开放式激光类气体监测仪器性能测试系统，其特征在于：所述干扰气室(20)的底部设置有可调速风扇。

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