專利名稱：一種氧濃度監(jiān)測控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氧濃度監(jiān)測控制裝置，尤其涉及一種自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)氧氣濃度的氧濃度監(jiān)測控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的氧濃度監(jiān)測控制裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，存在一定的缺陷，無法實現(xiàn)實時自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)氧氣濃度的功能。另有一些氧濃度監(jiān)測控制裝置使用傳統(tǒng)的氧傳感器，易受一氧化碳，二氧化碳和氮氧化物的影響，且不適用于放射性測試的應(yīng)用；使用傳統(tǒng)電解質(zhì)的氧傳感器，溶解氧化鉛 的容量有限，容易發(fā)生氧化鉛飽和的情況，過量的氧化鉛沉淀在鉛正極上容易導(dǎo)致電池失效，使產(chǎn)品的使用壽命降低；此外，現(xiàn)有的氧濃度監(jiān)測控制裝置不具有溫度補償電路，適用的溫度環(huán)境受限，且具有信號輸出不穩(wěn)定、具有腐蝕性等缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種氧濃度監(jiān)測控制裝置，能夠?qū)崟r自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)的氧氣濃度，使封閉空間的氧氣達到理想狀態(tài)；本實用新型所要解決的另一技術(shù)問題在于，提供一種弱酸電解質(zhì)氧傳感器，具有更大的容量來溶解氧化鉛，可以進一步提升產(chǎn)品的使用壽命；弱酸電解質(zhì)氧傳感器具有穩(wěn)定的信號輸出、安全無腐蝕，應(yīng)用廣泛。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種氧濃度監(jiān)測控制裝置，用以自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)的氧氣濃度，包括氧氣檢測與信號處理電路、開關(guān)量輸出電路以及警報電路，所述氧氣檢測與信號處理電路分別連接用于存儲基準(zhǔn)氧氣濃度值信息的存儲器和用于放射性測試、氣體混合和環(huán)境空氣檢測的弱酸電解質(zhì)氧傳感器；氧濃度監(jiān)測控制裝置處理還包括分別與所述氧氣檢測與信號處理電路、所述開關(guān)量輸出電路以及所述警報電路相連接的，用于根據(jù)所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器輸出的電流信號判斷所述電流信號是否超過了所述存儲器存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值信息，并相應(yīng)開啟與其相連接的所述開關(guān)量輸出電路和所述警報電路的控制器；所述開關(guān)量輸出電路連接供氧設(shè)備或通風(fēng)機，所述報警電路連接報警器.優(yōu)選的，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器主要由鉛正極、金負極以及弱酸電解質(zhì)組成，所述金負極上包覆無孔塑料橡膠膜。優(yōu)選的，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器上設(shè)置溫度補償電路，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器的溫度補償范圍從5° C-400 C。優(yōu)選的，氧氣透過所述無孔塑料橡膠膜作用在所述金電極上；所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器輸出的電流信號與加載在其上的氧氣分壓呈線性比例關(guān)系。本實用新型實施例一種氧濃度監(jiān)測控制裝置具有如下優(yōu)點由于包括分別與控制器相連接的氧氣檢測與信號處理電路、開關(guān)量輸出電路以及警報電路，控制器可以根據(jù)弱酸電解質(zhì)氧傳感器輸出的電流信號判斷電流信號是否超過了存儲器存儲的氧氣濃度值信息，并相應(yīng)開啟與其相連接的開關(guān)量輸出電路和警報電路，該裝置能夠?qū)崟r自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)的氧氣濃度，使封閉空間的氧氣達到理想狀態(tài)；同時，由于通過弱酸電解質(zhì)氧傳感器進行感應(yīng)，不受一氧化碳，二氧化碳和氮氧化物的影響；其有更大的容量來溶解氧化鉛，避免氧化鉛沉淀在鉛正極上導(dǎo)致電池失效的情況，進一步提升產(chǎn)品的使用壽命；弱酸電解質(zhì)氧傳感器具有穩(wěn)定的信號輸出、安全無腐蝕，應(yīng)用廣泛。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實用新型實施例所提供的氧濃度監(jiān)測控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面參考附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行描述。參見圖1，本實用新型實施例所提供的氧濃度監(jiān)測控制裝置，用以自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)的氧氣濃度，包括氧氣檢測與信號處理電路I、開關(guān)量輸出電路2以及警報電路3，所述氧氣檢測與信號處理電路I分別連接用于存儲基準(zhǔn)氧氣濃度值信息的存儲器11和用于放射性測試、氣體混合和環(huán)境空氣檢測的弱酸電解質(zhì)氧傳感器12 ；氧濃度監(jiān)測控制裝置處理還包括分別與所述氧氣檢測與信號處理電路I、所述開關(guān)量輸出電路2以及所述警報電路3相連接的，用于根據(jù)所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器12輸出的電流信號判斷所述電流信號是否超過了所述存儲器12存儲的氧氣濃度值信息，并相應(yīng)開啟與其相連接的所述開關(guān)量輸出電路2和所述警報電路3的控制器4 ；所述開關(guān)量輸出電路2連接供氧設(shè)備或通風(fēng)機21，所述報警電路3連接報警器31.優(yōu)選的，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器12主要由鉛正極、金負極以及弱酸電解質(zhì)組成，所述金負極上包覆無孔塑料橡膠膜。優(yōu)選的，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器12上設(shè)置溫度補償電路，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器12的溫度補償范圍從5° C-400 C。優(yōu)選的，氧氣透過所述無孔塑料橡膠膜作用在所述金電極上；所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器12輸出的電流信號與加載在其上的氧氣分壓呈線性比例關(guān)系。以下具體說明本實用新型氧濃度監(jiān)測控制裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理。氧氣檢測與信號處理電路I是受控制器4控制的用于反饋弱酸電解質(zhì)氧傳感器12感應(yīng)的氧氣分壓以及存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值信息的電路結(jié)構(gòu)，其于控制器4電連接。實施時，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12感應(yīng)的氧氣分壓和存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值信息通過該電路傳輸給控制器4，并接收控制器4發(fā)出的控制指令。[0026]存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值信息可以根據(jù)實際的應(yīng)用環(huán)境進行設(shè)定，其可以是一個范圍也可以是一固定值，如其可以設(shè)備該封閉空間的基準(zhǔn)氧氣濃度值在10%-15%之間。本實施例中，存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值信息是一固定值為19%。具體實施時，控制器4可以根據(jù)弱酸電解質(zhì)氧傳感器12輸出的電流信號判斷所述電流信號是否超過了存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值信息，并相應(yīng)開啟與其相連接的開關(guān)量輸出電路2和所述警報電路3.以下舉例說明弱酸電解質(zhì)氧傳感器12實時感應(yīng)封閉空間，如室內(nèi)的氧氣濃度(具體傳感結(jié)構(gòu)及傳感方式后續(xù)詳細說明)并反饋給控制器4，控制器4實時讀取該反饋信號并將其與存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值進行比較，當(dāng)由弱酸電解質(zhì)氧傳感器12感應(yīng)的室內(nèi)氧氣濃度低于存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值時，也就是上述的19%時，控制器4控制啟動開關(guān)量輸出電路2和警報電路3.由于開關(guān)量輸出電路2連接供氧設(shè)備或通風(fēng)機21，報警電路3連接報警器31，供氧設(shè)備或通風(fēng)機21補充室內(nèi)氧氣，直至控制器4判別室內(nèi)氧氣達到基準(zhǔn)的濃度值，判別過程與上述啟動開關(guān)量輸出電路2和警報電路3的過程相逆，開關(guān)量輸出電路2關(guān)閉供氧電源，報警電路3關(guān)閉報警器31.優(yōu)選的實施方式中，氧濃度監(jiān)測控制裝置得工作電壓可以采用交流電壓 110V-250V之間，其氧氣的監(jiān)測范圍是0-100%，開關(guān)量輸出電路2輸出的功率是0. 5KW。以下舉例說明其安裝的過程首先，將氧濃度監(jiān)測控制裝置通過連接線分別連接在交流電源和通風(fēng)機21上，注意將氧濃度監(jiān)測控制裝置上的弱酸電解質(zhì)氧傳感器12與通風(fēng)機21至少保持有2米的距離，不宜直接將弱酸電解質(zhì)氧傳感器12對著通風(fēng)機21的進出口。弱酸電解質(zhì)氧傳感器12是應(yīng)用于放射性測試，氣體混合和環(huán)境空氣檢測的器件，其具有穩(wěn)定的信號輸出、安全無腐蝕以及輸出不受CO，C02, NOx等酸性氣體的影響等特性，因傳感器內(nèi)部采用的是弱酸性電解質(zhì)，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12在放射測試等一些應(yīng)用中，提供比傳統(tǒng)氧氣傳感器更好的性能。且弱酸電解質(zhì)氧傳感器12不受一氧化碳，二氧化碳和氮氧化物的影響，所以相對KOH等傳統(tǒng)類型的電解質(zhì)產(chǎn)品，其在應(yīng)用上有更強的技術(shù)優(yōu)勢。弱酸電解質(zhì)氧傳感器12的構(gòu)造主要由鉛正極、金負極以及弱酸電解質(zhì)組成，金負極上包覆無孔塑料橡膠膜，氧氣透過無孔塑料橡膠膜經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)作用在金電極上，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12輸出的電流信號與加載在其上的氧氣分壓呈線性比例關(guān)系。具體輸出的電流信號按以下化學(xué)關(guān)系式進行輸出02 + 4H+ = 4e 2H202Pb 2Pb++ + 4e02 + 4H+ + 2Pb 2H20 + 2Pb++弱酸電解質(zhì)氧傳感器12與傳統(tǒng)的電解質(zhì)氧傳感器相比，雖然都會產(chǎn)生氧化鉛，但氧化鉛通常情況下會溶解于電解質(zhì)，本實用新型優(yōu)選實施方式所使用的弱酸電解質(zhì)氧傳感器12相對傳統(tǒng)的電解質(zhì)氧傳感器，如KOH電解質(zhì)，有明顯的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12更易使氧化鉛飽和，而傳統(tǒng)電解質(zhì)傳感器易使氧化鉛沉淀在鉛正極上而導(dǎo)致電池失效。弱酸電解質(zhì)氧傳感器12有更大的容量來溶解氧化鉛，進而進一步提升產(chǎn)品的使用壽命；同時，由于弱酸電解質(zhì)氧傳感器12具有單獨的弱酸電解質(zhì)，使其不易受二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等氣體的影響，也正由于此特性，使弱酸電解質(zhì)氧傳感器12也適用在放射測試的環(huán)境中。弱酸電解質(zhì)氧傳感器12上設(shè)置溫度補償電路，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12的溫度補償范圍從5° C-40° C，也就是說弱酸電解質(zhì)氧傳感器12可以儲存在-15° C到50 ° C的溫度范圍中。需要說明的是，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12對燃燒產(chǎn)生的常見的幾種氣體有著非常低的或者基本沒有的交叉干擾，其在發(fā)生位移和運動時輸出信號仍非常穩(wěn)定。雖然傳感器在化學(xué)原理上會受制冷劑和碳氫化合物等一部分氣體的輕微影響，但因本實用新型弱酸電解質(zhì)氧傳感器12所使用的電解質(zhì)為酸性，因此C02，N2，Ar，CH4等氣體對其沒有影響；CI2，CFC，s，S02, NH3, HCI, CO, H2S，NOx，H2等氣體對其有著非常小的影響。優(yōu)選的實施方式中，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12用于測量0到100%的氧含量,其輸出的電流信號隨著氧氣分壓成線性變化，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12可以補償從5 ° to 40° C的溫度變化的影響。弱酸電解質(zhì)氧傳感器12的滿量程(100%氧含量)精度為土 2%，在常溫常壓下，滿量程精度可達到土 1%或更高。關(guān)于弱酸電解質(zhì)氧傳感器12的零點偏移參數(shù)如下，由于弱酸電解質(zhì)氧傳感器12使用CPVC的塑料外殼,理論上來說,一些環(huán)境中的氧氣可以透過外殼到傳感器內(nèi)部產(chǎn)生極小的基準(zhǔn)電壓，但實際中，這個電壓產(chǎn)生后，將很快在周圍空氣的作用下達到平衡?；谶@個原因，傳感器產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓是非常穩(wěn)定的，當(dāng)?shù)?含量為100%的氣流遇到弱酸電解質(zhì)氧傳感器12時，基準(zhǔn)電壓(也就是零點電壓)為500uV或更小。在正常工作狀態(tài)下，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12在常溫常壓下工作8小時內(nèi)滿量程漂移小于1%，但仍有其它因素可以決定氧傳感器的長期穩(wěn)定性和漂移，這些因素會直接影響到產(chǎn)品的應(yīng)用，例如工作溫度、采集壓力、電擊/振動以及化學(xué)品等。突然的溫度改變會導(dǎo)致信號漂移，但這個漂移是暫時的，因弱酸電解質(zhì)氧傳感器12本身的殼體會與環(huán)境溫度一致，由于這個原因，當(dāng)溫度變化量小于I ° C/小時，傳感器的信號將不會出現(xiàn)漂移。本實用新型的氧濃度監(jiān)測控制裝置還包括狀態(tài)指示燈，其包括綠色狀態(tài)指示燈和紅色狀態(tài)指示燈。具體的，弱酸電解質(zhì)氧傳感器12實時感應(yīng)室內(nèi)的氧氣濃度，并反饋給控制器4，控制器4實時讀取該反饋信號并將其與存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值進行比較，綠色指示燈閃亮表示室內(nèi)環(huán)境中的氧氣濃度在正常的范圍內(nèi)，即弱酸電解質(zhì)氧傳感器12感應(yīng)的室內(nèi)氧氣濃度高于存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度固定值19%，控制器4控制斷開開關(guān)量輸出電路2和警報電路3。當(dāng)弱酸電解質(zhì)氧傳感器12感應(yīng)的室內(nèi)氧氣濃度低于存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度固定值19%時，紅色指示燈閃亮，表示室內(nèi)環(huán)境中的氧氣濃度低于預(yù)設(shè)值，控制器4控制閉合開關(guān)量輸出電路2和警報電路3，啟動供氧設(shè)備或通風(fēng)機21補充室內(nèi)氧氣并通過報警器31進行報警，該過程直至弱酸電解質(zhì)氧傳感器12感應(yīng)的室內(nèi)氧氣濃度高于存儲器11存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度固定值。由于弱酸電解質(zhì)氧傳感器12是消耗品，在初次使用每使用3-5個就需要進行標(biāo)定，具體的，將氧濃度監(jiān)測控制裝置放置在通風(fēng)開闊的地方，按下相關(guān)的標(biāo)定按鈕，上述紅色指示燈和綠色指示燈閃爍，松開相關(guān)的按鈕，氧濃度監(jiān)測控制裝置將自動標(biāo)定好弱酸電解質(zhì)氧傳感器12。本實用新型的氧濃度監(jiān)測控制裝置，由于包括分別與控制器相連接的氧氣檢測與信號處理電路、開關(guān)量輸出電路以及警報電路，控制器可以根據(jù)弱酸電解質(zhì)氧傳感器輸出的電流信號判斷電流信號是否超過了存儲器存儲的氧氣濃度值信息，并相應(yīng)開啟與其相連接的開關(guān)量輸出電路和警報電路，該裝置能夠?qū)崟r自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)的氧氣濃度，使封閉空間的氧氣達到理想狀態(tài)；同時，由于通過弱酸電解質(zhì)氧傳感器進行感應(yīng)，不受一氧化碳，二氧化碳和氮氧化物的影響；其有更大的容量來溶解氧化鉛，避免氧化鉛沉淀在鉛正極上導(dǎo)致電池失效的情況，進一步提升產(chǎn)品的使用壽命；弱酸電解質(zhì)氧傳感器具有穩(wěn) 定的信號輸出、安全無腐蝕，應(yīng)用廣泛。以上所揭露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種氧濃度監(jiān)測控制裝置，用以自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)的氧氣濃度，其特征在于，包括氧氣檢測與信號處理電路(I)、開關(guān)量輸出電路(2)以及警報電路(3)，所述氧氣檢測與信號處理電路(I)分別連接用于存儲基準(zhǔn)氧氣濃度值信息的存儲器(11)和用于放射性測試、氣體混合和環(huán)境空氣檢測的弱酸電解質(zhì)氧傳感器(12)； 氧濃度監(jiān)測控制裝置處理還包括分別與所述氧氣檢測與信號處理電路(I)、所述開關(guān)量輸出電路(2)以及所述警報電路(3)相連接的，用于根據(jù)所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器(12)輸出的電流信號判斷所述電流信號是否超過了所述存儲器(12)存儲的基準(zhǔn)氧氣濃度值信息，并相應(yīng)開啟與其相連接的所述開關(guān)量輸出電路(2)和所述警報電路(3)的控制器(4)； 所述開關(guān)量輸出電路(2 )連接供氧設(shè)備或通風(fēng)機(21)，所述報警電路(3 )連接報警器(31)。
2.如權(quán)利要求I所述的氧濃度監(jiān)測控制裝置，其特征在于，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器(12)主要由鉛正極、金負極以及弱酸電解質(zhì)組成，所述金負極上包覆無孔塑料橡膠膜。
3.如權(quán)利要求I或2所述的氧濃度監(jiān)測控制裝置，其特征在于，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器(12)上設(shè)置溫度補償電路，所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器(12)的溫度補償范圍從5。C-40。Co
4.如權(quán)利要求3所述的氧濃度監(jiān)測控制裝置，其特征在于，氧氣透過所述無孔塑料橡膠膜作用在所述金電極上； 所述弱酸電解質(zhì)氧傳感器(12)輸出的電流信號與加載在其上的氧氣分壓呈線性比例關(guān)系。
專利摘要本實用新型公開了一種氧濃度監(jiān)測控制裝置，用以自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)的氧氣濃度，包括氧氣檢測與信號處理電路、開關(guān)量輸出電路以及警報電路，所述氧氣檢測與信號處理電路分別連接存儲器和弱酸電解質(zhì)氧傳感器；還包括分別與所述氧氣檢測與信號處理電路、開關(guān)量輸出電路以及警報電路相連接的控制器；開關(guān)量輸出電路連接供氧設(shè)備或通風(fēng)機，報警電路連接報警器。本實用新型的氧濃度監(jiān)測控制裝置，能夠?qū)崟r自動監(jiān)測和調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)的氧氣濃度，使封閉空間的氧氣達到理想狀態(tài)；其包括的弱酸電解質(zhì)氧傳感器，具有更大的容量來溶解氧化鉛，可以進一步提升產(chǎn)品的使用壽命；弱酸電解質(zhì)氧傳感器具有穩(wěn)定的信號輸出、安全無腐蝕，應(yīng)用廣泛。
文檔編號G01N27/403GK202562884SQ20122010262
公開日2012年11月28日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者吳小兵, 羅超 申請人:深圳天派門窗科技有限公司