專利名稱：氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體傳感器標(biāo)定設(shè)備，具體地說，涉及一種氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣體傳感器輸出與氣體濃度、環(huán)境溫度兩個(gè)自由度有關(guān)，氣體濃度是被測(cè)物理量， 環(huán)境溫度是干擾物理量；為了保證每個(gè)氣體傳感器的性能，都要對(duì)傳感器產(chǎn)品一對(duì)一的做 高低溫實(shí)驗(yàn)以獲得傳感器產(chǎn)品的標(biāo)定數(shù)據(jù)；氣體傳感器標(biāo)定的本質(zhì)是不同溫度下傳感器原 始模擬信號(hào)與給定量程內(nèi)氣體濃度的映射關(guān)系?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)氣體傳感器進(jìn)行標(biāo)定，需要 進(jìn)行動(dòng)態(tài)配氣、溫箱實(shí)驗(yàn)、采集原始數(shù)據(jù)、整理原始數(shù)據(jù)等程序，這些程序都是需要人工手 動(dòng)操作，工作程序復(fù)雜，重復(fù)繁瑣，生產(chǎn)效率低，合格率低，產(chǎn)品人工成本高，另外，直接使用 標(biāo)準(zhǔn)氣體，也增加了生產(chǎn)成本。為此，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種設(shè)計(jì)科學(xué)、使用方便、功能完善、可自動(dòng) 控制溫度、可自動(dòng)動(dòng)態(tài)配氣、可自動(dòng)采數(shù)據(jù)、可自動(dòng)整理數(shù)據(jù)、工作效率高、可靠性高的氣體 傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，它包括N組鋼瓶、 N組氣體質(zhì)量流量控制器、高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱、設(shè)置在高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的傳感器氣罩、 傳感器數(shù)據(jù)采集電路和工控計(jì)算機(jī)；其中，N組鋼瓶的出口分別連接N組氣體質(zhì)量流量控制 器的進(jìn)口，N組氣體質(zhì)量流量控制器的出口連接所述傳感器氣罩的進(jìn)口，所述傳感器氣罩的 出口設(shè)置在所述高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱外；所述工控計(jì)算機(jī)的溫度信號(hào)輸出端連接所述高低溫 交變實(shí)驗(yàn)箱的溫度控制端，以便于所述工控計(jì)算機(jī)控制所述高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱的箱內(nèi)溫度 并由所述高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱產(chǎn)生不同恒定溫度；所述工控計(jì)算機(jī)的流量信號(hào)輸出端連接所 述氣體質(zhì)量流量控制器的流量控制端，以便于所述工控計(jì)算機(jī)控制所述氣體質(zhì)量流量控制 器的輸出氣體流量并在不同恒定溫度下由所述氣體質(zhì)量流量控制器生成設(shè)定氣體濃度；所 述工控計(jì)算機(jī)連接所述傳感器數(shù)據(jù)采集電路，以便于所述工控計(jì)算機(jī)通過所述傳感器數(shù)據(jù) 采集電路采集不同恒定溫度下氣體傳感器的氣體濃度響應(yīng)值并用于將由所述工控計(jì)算機(jī) 生成的傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)傳輸給氣體傳感器；所述傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)是不同恒定溫度下生成的 設(shè)定氣體濃度與采集的氣體濃度響應(yīng)值的映射數(shù)據(jù)；N是不小于1的自然數(shù)?；谏鲜?，該氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)還包括N組電磁閥和電磁閥控制電路，N組 鋼瓶的出口分別連接N組電磁閥的進(jìn)口，N組電磁閥的出口分別連接N組氣體質(zhì)量流量控 制器的進(jìn)口，所述電磁閥控制電路的控制輸出端分別連接N組電磁閥的啟閉控制端，所述 工控計(jì)算機(jī)的電磁閥控制輸出端連接所述電磁閥控制電路的控制輸入端。基于上述，所述鋼瓶的出口安裝有減壓閥。
基于上述，該氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)包括連接工控計(jì)算機(jī)的液晶顯示器。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，具體地說，該氣體傳 感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)能夠自動(dòng)控制溫度、自動(dòng)動(dòng)態(tài)配氣、自動(dòng)采樣數(shù)據(jù)和自動(dòng)整理數(shù)據(jù)，可實(shí) 現(xiàn)計(jì)算機(jī)無人值守運(yùn)轉(zhuǎn)，可替代人工大量重復(fù)繁雜的工作，其不僅可大幅降低產(chǎn)品人工成 本，也可提高設(shè)備的使用率，減少人工勞動(dòng)強(qiáng)度和失誤，提高生產(chǎn)效率，減少標(biāo)準(zhǔn)氣瓶使用， 節(jié)約成本，保證了氣體傳感器產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖給出
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，它包括N組鋼瓶7、N組電磁閥8、電 磁閥控制電路，N組氣體質(zhì)量流量控制器9、直流電源6、高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱3、設(shè)置在高低溫 交變實(shí)驗(yàn)箱3內(nèi)的傳感器氣罩4、傳感器數(shù)據(jù)采集電路10、工控計(jì)算機(jī)1、連接工控計(jì)算機(jī)1 的液晶顯示器2 ；其中，所述鋼瓶7的出口安裝有減壓閥，N組鋼瓶7的出口分別連接N組電磁閥8 的進(jìn)口，N組電磁閥8的出口分別連接N組氣體質(zhì)量流量控制器9的進(jìn)口，N組氣體質(zhì)量流 量控制器9的出口連接所述傳感器氣罩4的進(jìn)口，所述傳感器氣罩4的出口設(shè)置在所述高 低溫交變實(shí)驗(yàn)箱3外；所述電磁閥控制電路的控制輸出端分別連接N組電磁閥8的啟閉控制端，所述工 控計(jì)算機(jī)1的電磁閥控制輸出端連接所述電磁閥控制電路的控制輸入端；電磁閥控制電路 控制電磁閥8的開關(guān)，在非配氣狀態(tài)時(shí)，電磁閥8為關(guān)閉狀態(tài)，防止鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣減壓閥關(guān)閉 不牢漏氣而設(shè)計(jì)的雙重保護(hù)；所述直流電源6分別連接所述氣體質(zhì)量流量控制器9、所述電磁閥8和所述電磁閥 控制電路以提供電源；所述工控計(jì)算機(jī)1的溫度信號(hào)輸出端連接所述高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱3的溫度控制 端，以便于所述工控計(jì)算機(jī)1控制所述高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱3的箱內(nèi)溫度并由所述高低溫交 變實(shí)驗(yàn)箱3產(chǎn)生不同恒定溫度；工控計(jì)算機(jī)1與高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱3采用modbus協(xié)議進(jìn)行 網(wǎng)絡(luò)通訊，可自動(dòng)控制高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱3的箱內(nèi)溫度并產(chǎn)生不同恒定溫度；所述工控計(jì)算機(jī)1的流量信號(hào)輸出端連接所述氣體質(zhì)量流量控制器9的流量控制 端，以便于所述工控計(jì)算機(jī)1控制所述氣體質(zhì)量流量控制器9的輸出氣體流量并在不同恒 定溫度下由所述氣體質(zhì)量流量控制器9生成設(shè)定氣體濃度；工控計(jì)算機(jī)1為氣體質(zhì)量流量 控制器9的控制軟件提供了操作平臺(tái)；工控計(jì)算機(jī)1通過RS485接口與高精度的氣體質(zhì)量 流量控制器9通信，嚴(yán)格控制各組分氣體流量，從而實(shí)現(xiàn)多組分動(dòng)態(tài)配氣；多組氣體質(zhì)量流 量控制器9精確的控制氣體的輸出流量以生成準(zhǔn)確的設(shè)定氣體濃度；多組氣體質(zhì)量流量控 制器9之間用通訊線相互連接，主通訊線連接工控計(jì)算機(jī)1，其電源線連接至直流電源6輸 出端；低溫實(shí)驗(yàn)時(shí)，自動(dòng)通入少量N2，防止氣體管路由于低溫而結(jié)冰；所述工控計(jì)算機(jī)1連接所述傳感器數(shù)據(jù)采集電路10，以便于所述工控計(jì)算機(jī)1通過所述傳感器數(shù)據(jù)采集電路10采集不同恒定溫度下氣體傳感器5的氣體濃度響應(yīng)值并用 于將由所述工控計(jì)算機(jī)1生成的傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)傳輸給氣體傳感器5 ；所述傳感器標(biāo)定數(shù) 據(jù)是不同恒定溫度下生成的設(shè)定氣體濃度與采集的氣體濃度響應(yīng)值的映射數(shù)據(jù)；工控計(jì)算 機(jī)1通過232接口與傳感器數(shù)據(jù)采集電路10通訊，以便采集氣體傳感器5的氣體濃度響應(yīng) 值，并將工控計(jì)算機(jī)1生成的傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)標(biāo)定給氣體傳感器5 ；N是不小于1的自然數(shù)。配制的鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣濃度可達(dá)10-9級(jí)，并且連續(xù)可調(diào)，稀釋比達(dá)到1/2000，系統(tǒng) 不受環(huán)境溫度與壓力變化影響，對(duì)配制高、低濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣都適合，控制的溫度可精確到 士 0.1，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。該自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的工控計(jì)算機(jī)提供了系統(tǒng)軟件操作平臺(tái)，系統(tǒng)軟件主要包括溫度 控制模塊、配氣設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)整理模塊；系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，方便 程序的升級(jí)、維護(hù)；系統(tǒng)軟件可手工標(biāo)定也可自動(dòng)標(biāo)定，自動(dòng)標(biāo)定模式程序可以自動(dòng)根據(jù)配 氣表、溫度控制參數(shù)、數(shù)據(jù)采集參數(shù)和數(shù)據(jù)自動(dòng)整理模塊參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行；溫度控制模塊可手 動(dòng)設(shè)置溫度和自動(dòng)設(shè)置溫度；配氣設(shè)置模塊可以手工設(shè)置和自動(dòng)設(shè)置，實(shí)時(shí)顯示氣體瞬時(shí) 流量、閥控狀態(tài)以及各流量計(jì)滿量程值，同時(shí)還用游標(biāo)指示設(shè)置流量及瞬時(shí)流量；自動(dòng)設(shè)置 可以設(shè)置啟用哪一個(gè)通道及通道地址，各系數(shù)配比以及通氣時(shí)間；系統(tǒng)軟件中嵌入有多組 份配氣計(jì)算模塊，用戶只需輸入組份氣體的原料氣濃度與目標(biāo)氣濃度、目標(biāo)氣體總流量等 已知參數(shù)信息，軟件可自動(dòng)計(jì)算各個(gè)通道的設(shè)定流量值，根據(jù)質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)對(duì)流量進(jìn) 行自動(dòng)修正，計(jì)算出配制目標(biāo)濃度氣體所需的各路組份氣體的設(shè)定點(diǎn)值；連接至工控機(jī)控 制電磁閥的串口以及氣體質(zhì)量流量控制器的串口打開即能讀出各路質(zhì)量流量控制器的滿 量程值、瞬時(shí)流量、電磁閥狀態(tài)、閥控模式、設(shè)置流量等信息；自動(dòng)采數(shù)可設(shè)置采集單個(gè)氣體 傳感器或多個(gè)氣體傳感器，可自動(dòng)保存數(shù)據(jù)；自動(dòng)整理數(shù)據(jù)可整理單個(gè)氣體傳感器或多個(gè) 氣體傳感器；系統(tǒng)軟件可設(shè)置任一溫度或任一濃度點(diǎn)做實(shí)驗(yàn)，靈活方便；系統(tǒng)軟件增加自 動(dòng)控制溫度，可倒計(jì)時(shí)時(shí)間，方便用戶使用；系統(tǒng)中可隨時(shí)中斷程序，中斷之后仍可繼續(xù)運(yùn) 行；校準(zhǔn)包括零點(diǎn)校準(zhǔn)或span校準(zhǔn)，通N2或標(biāo)準(zhǔn)氣五分鐘，進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)或span校準(zhǔn)；可 以對(duì)氣體傳感器進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或讀操作，可以將標(biāo)定數(shù)據(jù)以二進(jìn)制文件燒入傳感器的EEPROM 中，以供傳感器查表計(jì)算實(shí)時(shí)濃度調(diào)用。該氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制溫度、自動(dòng)動(dòng)態(tài)配氣、自動(dòng)采數(shù)據(jù)、 自動(dòng)整理數(shù)據(jù)功能；其適合用在氣體傳感器標(biāo)定及適合做高低溫實(shí)驗(yàn)及需要配氣的行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于該氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)包括N組 鋼瓶、N組氣體質(zhì)量流量控制器、高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱、設(shè)置在高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的傳感器 氣罩、傳感器數(shù)據(jù)采集電路和工控計(jì)算機(jī)；其中，N組鋼瓶的出口分別連接N組氣體質(zhì)量流 量控制器的進(jìn)口，N組氣體質(zhì)量流量控制器的出口連接所述傳感器氣罩的進(jìn)口，所述傳感器 氣罩的出口設(shè)置在所述高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱外；所述工控計(jì)算機(jī)的溫度信號(hào)輸出端連接所述 高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱的溫度控制端，以便于所述工控計(jì)算機(jī)控制所述高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱的箱 內(nèi)溫度并由所述高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱產(chǎn)生不同恒定溫度；所述工控計(jì)算機(jī)的流量信號(hào)輸出端 連接所述氣體質(zhì)量流量控制器的流量控制端，以便于所述工控計(jì)算機(jī)控制所述氣體質(zhì)量流 量控制器的輸出氣體流量并在不同恒定溫度下由所述氣體質(zhì)量流量控制器生成設(shè)定氣體 濃度；所述工控計(jì)算機(jī)連接所述傳感器數(shù)據(jù)采集電路，以便于所述工控計(jì)算機(jī)通過所述傳 感器數(shù)據(jù)采集電路采集不同恒定溫度下氣體傳感器的氣體濃度響應(yīng)值并用于將由所述工 控計(jì)算機(jī)生成的傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)傳輸給氣體傳感器；所述傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)是不同恒定溫度 下生成的設(shè)定氣體濃度與采集的氣體濃度響應(yīng)值的映射數(shù)據(jù)；N是不小于1的自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于該氣體傳感器自動(dòng) 標(biāo)定系統(tǒng)還包括N組電磁閥和電磁閥控制電路，N組鋼瓶的出口分別連接N組電磁閥的進(jìn) 口，N組電磁閥的出口分別連接N組氣體質(zhì)量流量控制器的進(jìn)口，所述電磁閥控制電路的控 制輸出端分別連接N組電磁閥的啟閉控制端，所述工控計(jì)算機(jī)的電磁閥控制輸出端連接所 述電磁閥控制電路的控制輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于所述鋼瓶的出 口安裝有減壓閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于該氣體傳感器 自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)還包括連接工控計(jì)算機(jī)的液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氣體傳感器自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)，它包括鋼瓶、氣體質(zhì)量流量控制器、高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱、傳感器氣罩、傳感器數(shù)據(jù)采集電路和工控計(jì)算機(jī)，其中，鋼瓶、氣體質(zhì)量流量控制器、傳感器氣罩組成配氣系統(tǒng)；工控計(jì)算機(jī)連接高低溫交變實(shí)驗(yàn)箱以便于產(chǎn)生不同恒定溫度；工控計(jì)算機(jī)連接氣體質(zhì)量流量控制器以便于在不同恒定溫度下生成設(shè)定氣體濃度；工控計(jì)算機(jī)連接傳感器數(shù)據(jù)采集電路以便于采集不同恒定溫度下氣體傳感器的氣體濃度響應(yīng)值并用于將傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)傳輸給氣體傳感器。該自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)科學(xué)、使用方便、功能完善、可自動(dòng)控制溫度、可自動(dòng)動(dòng)態(tài)配氣、可自動(dòng)采數(shù)據(jù)、可自動(dòng)整理數(shù)據(jù)、工作效率高、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/00GK102128861SQ201010610868
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者司志高, 尚中鋒, 張永懷, 張青云, 王書潛, 祁澤剛, 秦偉山 申請(qǐng)人:河南漢威電子股份有限公司