一種非色散紅外氣體傳感器溫壓特性測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明主要為了解決非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性的測(cè)試而研制的一種仿真系統(tǒng)，系統(tǒng)主要是由測(cè)試槽、溫度監(jiān)控子系統(tǒng)、氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)氣樣氣瓶、進(jìn)氣管道、排氣管道和接線端子電路組成。系統(tǒng)分別通過(guò)對(duì)溫度監(jiān)控子系統(tǒng)和氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)的調(diào)控實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和氣壓的實(shí)時(shí)控制和檢測(cè)，測(cè)試槽內(nèi)外電路系統(tǒng)的電氣連接由氣密性良好且隔熱的接線端子電路實(shí)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種非色散紅外氣體傳感器溫壓特性測(cè)試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種機(jī)械電子自動(dòng)控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用于非色散紅外氣體傳感器系統(tǒng)中光譜吸收度與溫壓特性的測(cè)試，也可以應(yīng)用于相關(guān)的其它領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)用非色散紅外氣體傳感器系統(tǒng)檢測(cè)氣體濃度常用的分析模型是光譜吸收定律，而光譜吸收定律僅在恒溫、恒壓的理想條件下適用，它不能描述光譜吸收度與溫度氣壓之間的關(guān)系，但在實(shí)際應(yīng)用中常常會(huì)受到溫度氣壓變化的影響，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果發(fā)生偏差。為了提高檢測(cè)精度，在相關(guān)傳感器系統(tǒng)的研制過(guò)程中，常常需要解決光譜吸收度與溫度氣壓之間關(guān)系的問(wèn)題。因此，本發(fā)明提出了一種可以實(shí)時(shí)仿真環(huán)境溫度和氣壓條件的控制系統(tǒng)，主要用于非色散紅外氣體傳感器系統(tǒng)中光譜吸收度與溫度氣壓之間關(guān)系的探索。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提高檢測(cè)精度，在相關(guān)傳感器系統(tǒng)的研制過(guò)程中，常常需要解決光譜吸收度與溫度氣壓之間關(guān)系的問(wèn)題。因此，本發(fā)明提出了一種可以實(shí)時(shí)仿真環(huán)境溫度和氣壓條件的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要由測(cè)試槽、溫度監(jiān)控子系統(tǒng)、氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)氣樣瓶、進(jìn)氣管道、排氣管道和接線端子電路組成，測(cè)試槽是一個(gè)氣密性良好、隔熱且可承受300kPa箱體；溫度監(jiān)控子系統(tǒng)主要由半導(dǎo)體制冷器及其控制電路、溫度檢測(cè)電路等組成，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控測(cè)試槽的溫度；氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)主要由氣泵及驅(qū)動(dòng)控制電路、測(cè)試槽、進(jìn)氣管道、排氣管道、標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)氣樣氣瓶、氣壓檢測(cè)電路等組成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試槽的氣壓控制，標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)氣樣氣瓶不僅起到對(duì)測(cè)試槽增壓的作用而且還可提供標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)氣體；測(cè)試槽內(nèi)溫度監(jiān)控子系統(tǒng)、氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)和非色散紅外氣體傳感器的相關(guān)電路通過(guò)接線端子電路實(shí)現(xiàn)與外部的電氣連接；嵌入式系統(tǒng)包含溫度監(jiān)控電路、氣壓檢測(cè)電路、半導(dǎo)體制冷器控制電路和驅(qū)動(dòng)控制電路，嵌入式系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制。
[0004]測(cè)試槽是一個(gè)氣密性良好且隔熱的箱體，可承受300kPa，測(cè)試槽有一個(gè)進(jìn)氣管道和兩個(gè)排氣管道，一個(gè)排氣管道與氣泵相連，另一個(gè)排氣管道接開(kāi)關(guān)閥，進(jìn)氣管道通過(guò)減壓閥與標(biāo)準(zhǔn)氣樣氣瓶相連。
[0005]溫度監(jiān)控子系統(tǒng)主要由半導(dǎo)體制冷器及其控制電路、溫度檢測(cè)電路等組成，將溫度檢測(cè)電路中的溫度傳感器置于測(cè)試槽中，半導(dǎo)體制冷器A和B加裝在測(cè)試槽上，溫度檢測(cè)電路的電源線、地線和信號(hào)線以及半導(dǎo)體制冷器A和B的電源線、地線連接到測(cè)試槽內(nèi)部的接線端子電路的接線柱，溫度監(jiān)控子系統(tǒng)用于自動(dòng)檢測(cè)和控制測(cè)試槽內(nèi)溫度。通過(guò)鍵盤(pán)以步進(jìn)方式預(yù)設(shè)溫度值，通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)顯示測(cè)試槽內(nèi)溫度值，溫度監(jiān)控子系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值范圍為-15?55°C，精度:±0.1°C，溫度監(jiān)控子系統(tǒng)的溫度監(jiān)控范圍為-10?50°C，步進(jìn)單位0.1。。。
[0006]氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)主要由氣泵及其驅(qū)動(dòng)控制電路、測(cè)試槽、進(jìn)氣管道、排氣管道、標(biāo)準(zhǔn)待氣樣氣瓶、氣壓檢測(cè)電路等組成。氣泵的抽氣管道與測(cè)試槽的排氣管道連接便于抽出測(cè)試槽內(nèi)氣體，氣泵與嵌入式系統(tǒng)的氣泵驅(qū)動(dòng)控制電路連接，標(biāo)準(zhǔn)氣樣氣瓶通過(guò)調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)和減壓閥與進(jìn)氣管道連接，氣壓檢測(cè)電路的電源線、地線和信號(hào)線與測(cè)試槽內(nèi)的接線端子電路的接線柱連接。測(cè)試槽的增壓操作是通過(guò)手動(dòng)控制方式實(shí)現(xiàn)的，而減壓操作則是通過(guò)自動(dòng)控制方式實(shí)現(xiàn)。通過(guò)鍵盤(pán)以步進(jìn)方式預(yù)設(shè)氣壓值，通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)顯示測(cè)試槽內(nèi)氣壓值，氣壓控制范圍:80?116kPa，精度:±1%，氣壓預(yù)設(shè)值范圍70?126kPa，步進(jìn)單位 IkPa0
[0007]顯示器主要用于顯示溫度檢測(cè)值、溫度預(yù)設(shè)值、氣壓檢測(cè)值、氣壓預(yù)設(shè)值。
[0008]待測(cè)的非色散紅外氣體傳感器置于測(cè)試槽內(nèi)，可通過(guò)測(cè)試槽內(nèi)的接線端子電路中的bll—bl6號(hào)接線柱與外部電路實(shí)現(xiàn)電氣連接。
[0009]電源電路實(shí)現(xiàn)AC220V至系統(tǒng)電路所需電壓的轉(zhuǎn)換。
[0010]測(cè)試槽內(nèi)外電路可通過(guò)氣密性良好且隔熱的接線端子電路實(shí)現(xiàn)電氣連接，接線端子電路具有16x2個(gè)接線端子，測(cè)試槽內(nèi)外各有16個(gè)，測(cè)試槽內(nèi)外的接口端子的接線端子序號(hào)從左至右一次是bl、b2、b3......bl5、bl6和cl、c2、c3......cl5、cl6，它們之間——對(duì)應(yīng)連通，分別用于連接測(cè)試槽內(nèi)外的各種電路。測(cè)試槽內(nèi)外端子電路的接口線端子序號(hào)及名稱(chēng)如表I和表2所不。
[0011]

【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明是一種用于非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)主要由測(cè)試槽、溫度監(jiān)控子系統(tǒng)、氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)氣樣氣瓶、進(jìn)氣管道、排氣管道和接線端子電路組成，測(cè)試槽是一個(gè)氣密性良好、隔熱且可承受300kPa的箱體；溫度監(jiān)控子系統(tǒng)主要由半導(dǎo)體制冷器及其控制電路、溫度檢測(cè)電路等組成，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控測(cè)試槽內(nèi)溫度；氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)主要由氣泵及其驅(qū)動(dòng)控制電路、測(cè)試槽、進(jìn)氣管道、排氣管道、標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)氣樣氣瓶和氣壓檢測(cè)電路等組成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試槽內(nèi)氣壓控制；測(cè)試槽內(nèi)的溫度監(jiān)控子系統(tǒng)、氣壓監(jiān)控子系統(tǒng)和非色散紅外氣體傳感器的相關(guān)電路通過(guò)氣密性良好且隔熱的接線端子電路實(shí)現(xiàn)與外部的電氣連接；嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，能夠提供一種氣密性良好、隔熱、溫度和氣壓可控試驗(yàn)裝置，用于模擬一定的現(xiàn)場(chǎng)溫度和氣壓環(huán)境。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，能夠增強(qiáng)和降低測(cè)試槽內(nèi)氣壓，增壓方法是通過(guò)手動(dòng)方式向測(cè)試槽中注入標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)氣體直至達(dá)到預(yù)設(shè)氣壓值；降壓方法是通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)控制氣泵抽氣實(shí)現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)通過(guò)溫度檢測(cè)電路檢測(cè)測(cè)試槽內(nèi)溫度，并控制兩個(gè)半導(dǎo)體制冷器分別進(jìn)行制冷和制熱，從而實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、3和4所述非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)溫度控制范圍:-10?50°C，精度:±0.1°C ;氣壓控制范圍:80?116kPa，精度:±1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4和5所述非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)可對(duì)溫度和氣壓值進(jìn)行預(yù)設(shè)，通過(guò)步進(jìn)方式預(yù)設(shè)溫度值，步進(jìn)單位0.rc，范圍是-15?55°C ;通過(guò)步進(jìn)方式預(yù)設(shè)氣壓值，步進(jìn)單位lkPa，范圍是70?126kPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3、4、5和6所述非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)可同時(shí)顯示溫度和氣壓實(shí)時(shí)測(cè)試值和預(yù)設(shè)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述非色散紅外氣體傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，測(cè)試槽內(nèi)外電路通過(guò)氣密性良好且隔熱的接線端子電路實(shí)現(xiàn)電氣連接，接線端子電路具有16x2個(gè)接線端子，測(cè)試槽內(nèi)外各有16個(gè)，它們之間是一一相應(yīng)連通；分別用于連接測(cè)試槽內(nèi)外的各種電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述非色散紅外瓦斯傳感器溫度和氣壓特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，測(cè)試槽有一個(gè)進(jìn)氣管道和兩個(gè)排氣管道，一個(gè)排氣管道與氣泵相連，另一個(gè)排氣管道接開(kāi)關(guān)閥，進(jìn)氣管道通過(guò)減壓閥與標(biāo)準(zhǔn)氣樣氣瓶相連。
【文檔編號(hào)】G01N21/3504GK104198425SQ201410485931
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】吳永忠, 程文娟, 黃星星, 湯世祥, 陳浩, 史志恒 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)