本發(fā)明涉及濕度測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及一種高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)市面上對(duì)低溫常壓相對(duì)濕度測(cè)量技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是在高溫高壓環(huán)境的樣氣用傳統(tǒng)的低溫常壓相對(duì)濕度測(cè)量技術(shù)已經(jīng)無(wú)法勝任，市面上有一部分高溫相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x一般都是工作在恒溫下而且是常壓下，但是在惡劣環(huán)境下，特別是測(cè)量環(huán)境的溫度不是恒溫，壓力不是常溫下，這種高溫相對(duì)測(cè)量?jī)x就無(wú)法勝任。

所以本高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x技術(shù)研究成果填補(bǔ)了相對(duì)濕度測(cè)量領(lǐng)域?qū)Ω邷馗邏合鄬?duì)濕度測(cè)量技術(shù)的空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)未考慮環(huán)境溫度本身對(duì)濕度測(cè)量的影響。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量方法，包括如下步驟：

S1、采集氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動(dòng)勢(shì)E，采集環(huán)境壓強(qiáng)P_environment，采集環(huán)境溫度t；

S2、獲取溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m，求解環(huán)境相對(duì)濕度RH；所述

其中，R為理想氣體常數(shù)8.314J·mol^-1·K^-1，所述T為絕對(duì)溫度值值(K)，所述F為法拉第常數(shù)96500c·mol^-1。

在該技術(shù)方案中，求解環(huán)境的相對(duì)濕度充分考慮了環(huán)境壓強(qiáng)P_environment、環(huán)境溫度t對(duì)濕度測(cè)量的影響，相比較與未考慮環(huán)境溫度t對(duì)測(cè)量相對(duì)濕度的影響，更加具有實(shí)踐意義，測(cè)量獲得相對(duì)濕度更精確。在該技術(shù)方案中，通過(guò)獲取溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m，并進(jìn)一步求解相對(duì)濕度，所獲得相對(duì)濕度精確度高。

進(jìn)一步而言，所述步驟S1包括：

S11、依次采集N次氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i，依次采集M次環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}，依次采集L次環(huán)境溫度t_k；所述i滿足1≤i≤N，E_i為最近第i次采集的所述輸出電動(dòng)勢(shì)；所述j滿足1≤j≤M，P_{environment_j}為最近第j次采集的所述環(huán)境壓強(qiáng)；所述k滿足1≤k≤L，t_k為最近第k次采集的所述環(huán)境溫度；

S12、去除噪聲數(shù)據(jù)步驟：

計(jì)算各個(gè)氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i的波動(dòng)值BD_E_i，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_E_i≥α的輸出電動(dòng)勢(shì)E_i；所述α取值為0＜α≤0.5；

計(jì)算各個(gè)環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}的波動(dòng)值BD_P_{environment_j}，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_P_{environment_j}≥β的輸出電動(dòng)勢(shì)P_{environment_j}；所述β取值為0＜β≤0.5；

計(jì)算各個(gè)輸出電動(dòng)勢(shì)t_k的波動(dòng)值BD_t_k，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_t_k≥γ的輸出電動(dòng)勢(shì)t_k；所述γ取值為0＜γ≤0.5；

S13、求解平均值步驟：求解余下的各個(gè)所述氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i的平均值E；求解余下的各個(gè)所述環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}的平均值P_environment；求解余下的各個(gè)所述環(huán)境溫度t_k的平均值t。

由于高溫高壓環(huán)境下，壓強(qiáng)值和溫度值測(cè)量容易漂移，測(cè)量值會(huì)上下波動(dòng)，需要校正。在該技術(shù)方案中，環(huán)境壓強(qiáng)P_environment和環(huán)境溫度t是經(jīng)過(guò)濾波處理，對(duì)采集的溫度和環(huán)境壓強(qiáng)就行數(shù)字校正，提高測(cè)量數(shù)據(jù)得到精確性和穩(wěn)定性。同時(shí)，在該技術(shù)方案中，將波動(dòng)值較大的數(shù)據(jù)剔除，減少數(shù)據(jù)波動(dòng)。觀察波動(dòng)求解公式，其自由度為n-1，采樣數(shù)據(jù)越大，波動(dòng)指數(shù)越接近真實(shí)結(jié)果，能夠更精確反應(yīng)數(shù)據(jù)的波動(dòng)性。

進(jìn)一步而言，所述步驟S2包括：

S21、根據(jù)所述氧濃差電動(dòng)勢(shì)E、環(huán)境壓強(qiáng)P_environment，求解被測(cè)氣體的水蒸氣分壓P_w，所述

S22、根據(jù)所述環(huán)境溫度t，獲取環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m；

S23、根據(jù)RH＝Pw/Pm，求解環(huán)境相對(duì)濕度RH。

在該技術(shù)方案中，首先通過(guò)氧濃差電動(dòng)勢(shì)E、環(huán)境壓強(qiáng)P_environment求解被測(cè)氣體的水蒸氣分壓P_w，再獲得飽和水蒸氣分壓P_m，最后得到相對(duì)濕度RH。

進(jìn)一步而言，在所述氧化鋯傳感器工作前，還包括氧化鋯傳感器的預(yù)熱步驟SA；所述步驟SA具體為：

SA、主控制器對(duì)氧化鋯傳感器的電熱絲進(jìn)行加熱，采用PID算法使氧化鋯傳感器預(yù)熱到第一工作溫度Twork，所述Twork滿足：650℃≤Twork≤900℃。

進(jìn)一步而言，所述預(yù)熱步驟SA的預(yù)熱時(shí)長(zhǎng)不少于5min。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)預(yù)熱，有效提高氧化鋯傳感器的測(cè)量性能和精確性。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量系統(tǒng)，包括氧化鋯傳感器、環(huán)境溫度采集模塊、環(huán)境壓強(qiáng)采集模塊、主控制器、預(yù)熱模塊；

所述預(yù)熱模塊與所述主控制器的第一輸出端連接，所述預(yù)熱模塊用于對(duì)所述氧化鋯傳感器預(yù)熱；

所述氧化鋯傳感器與所述主控制器的第二輸入端連接；

所述環(huán)境溫度采集模塊與所述主控制器的第三輸入端連接；

所述環(huán)境壓強(qiáng)采集模塊與所述主控制器的第四輸入端連接；

所述主控制器采集氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動(dòng)勢(shì)E，采集環(huán)境壓強(qiáng)采集模塊輸出的環(huán)境壓強(qiáng)P_environment，采集環(huán)境溫度采集模塊輸出的環(huán)境溫度t；

所述主控制器被配置為：求解環(huán)境相對(duì)濕度RH；所述R為理想氣體常數(shù)8.314J·mol^-1·K^-1，所述T為絕對(duì)溫度值值(K)，所述F為法拉第常數(shù)96500c·mol^-1，所述P_m為當(dāng)前環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓。

在該技術(shù)方案中，求解環(huán)境的相對(duì)濕度充分考慮了環(huán)境壓強(qiáng)P_environment、環(huán)境溫度t對(duì)濕度測(cè)量的影響，相比較與未考慮環(huán)境溫度t對(duì)測(cè)量相對(duì)濕度的影響，更加具有實(shí)踐意義，測(cè)量獲得相對(duì)濕度更精確。在該技術(shù)方案中，通過(guò)獲取溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m，并進(jìn)一步求解相對(duì)濕度，所獲得相對(duì)濕度精確度高。

進(jìn)一步而言，主控制器包含數(shù)字濾波模塊；所述數(shù)字濾波模塊為：

依次采集N次氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i，依次采集M次環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}，依次采集L次環(huán)境溫度t_k；所述i滿足1≤i≤N，E_i為最近第i次采集的所述輸出電動(dòng)勢(shì)；所述j滿足1≤j≤M，P_{environment_j}為最近第j次采集的所述環(huán)境壓強(qiáng)；所述k滿足1≤k≤L，t_k為最近第k次采集的所述環(huán)境溫度；

計(jì)算各個(gè)氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i的波動(dòng)值BD_E_i，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_E_i≥α的輸出電動(dòng)勢(shì)E_i；所述α取值為0＜α≤0.5；

計(jì)算各個(gè)環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}的波動(dòng)值BD_P_{environment_j}，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_P_{environment_j}≥β的輸出電動(dòng)勢(shì)P_{environment_j}；所述β取值為0＜β≤0.5；

計(jì)算各個(gè)輸出電動(dòng)勢(shì)t_k的波動(dòng)值BD_t_k，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_t_k≥γ的輸出電動(dòng)勢(shì)t_k；所述γ取值為0＜γ≤0.5；

求解余下的各個(gè)所述氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i的平均值E；求解余下的各個(gè)所述環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}的平均值P_environment；求解余下的各個(gè)所述環(huán)境溫度t_k的平均值t。

由于高溫高壓環(huán)境下，壓強(qiáng)值和溫度值測(cè)量容易漂移，測(cè)量值會(huì)上下波動(dòng)，需要校正。在該技術(shù)方案中，環(huán)境壓強(qiáng)P_environment和環(huán)境溫度t是經(jīng)過(guò)濾波處理，對(duì)采集的溫度和環(huán)境壓強(qiáng)就行數(shù)字校正，提高測(cè)量數(shù)據(jù)得到精確性和穩(wěn)定性。同時(shí)，在該技術(shù)方案中，將波動(dòng)值較大的數(shù)據(jù)剔除，減少數(shù)據(jù)波動(dòng)。觀察波動(dòng)求解公式，其自由度為n-1，采樣數(shù)據(jù)越大，波動(dòng)指數(shù)越接近真實(shí)結(jié)果，能夠更精確反應(yīng)數(shù)據(jù)的波動(dòng)性。

進(jìn)一步而言，所述主控制器包含相對(duì)濕度求解模塊，所述相對(duì)濕度求解模塊被配置為：

根據(jù)所述氧濃差電動(dòng)勢(shì)E、環(huán)境壓強(qiáng)P_environment，求解被測(cè)氣體的水蒸氣分壓P_w，所述

根據(jù)所述環(huán)境溫度t，獲取環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m；

根據(jù)RH＝Pw/Pm，求解環(huán)境相對(duì)濕度RH。

在該技術(shù)方案中，首先通過(guò)氧濃差電動(dòng)勢(shì)E、環(huán)境壓強(qiáng)P_environment求解被測(cè)氣體的水蒸氣分壓P_w，再獲得飽和水蒸氣分壓P_m，最后得到相對(duì)濕度RH。

進(jìn)一步而言，所述預(yù)熱模塊對(duì)所述氧化鋯傳感器的預(yù)熱時(shí)長(zhǎng)不少于5min。

在該技術(shù)方案中，通過(guò)預(yù)熱，有效提高氧化鋯傳感器的測(cè)量性能和精確性。

進(jìn)一步而言，一種高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量系統(tǒng)，還包括顯示模塊、輸入模塊，所述顯示模塊的輸入端與所述主控制器的第五輸出端連接；所述輸入模塊的輸入端與所述主控制器的第六輸出端連接。

在該技術(shù)方案中，設(shè)置顯示模塊和輸入模塊，便于用戶控制、觀察和記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。其中，顯示模塊的內(nèi)容至少包括顯示相對(duì)濕度數(shù)據(jù)，輸入模塊用于控制顯示的內(nèi)容切換，包括相對(duì)濕度數(shù)據(jù)、歷史相對(duì)數(shù)據(jù)記錄等。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明求解環(huán)境的相對(duì)濕度充分考慮了環(huán)境壓強(qiáng)P_environment、環(huán)境溫度t對(duì)濕度測(cè)量的影響，相比較與未考慮環(huán)境溫度t對(duì)測(cè)量相對(duì)濕度的影響，更加具有實(shí)踐意義，測(cè)量獲得相對(duì)濕度更精確。本發(fā)明通過(guò)獲取溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m，并進(jìn)一步求解相對(duì)濕度，所獲得相對(duì)濕度精確度高。同時(shí)，由于高溫高壓環(huán)境下，壓強(qiáng)值和溫度值測(cè)量容易漂移，本發(fā)明還對(duì)環(huán)境壓強(qiáng)P_environment和環(huán)境溫度t的測(cè)量值進(jìn)行校正，提高相對(duì)濕度求解精度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一具體實(shí)施方式的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明另一具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3各溫度t下的飽和水蒸氣分壓表。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1所示，在本發(fā)明第一實(shí)施例中，提供一種高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量方法，包括如下步驟：

S1、采集氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動(dòng)勢(shì)E，采集環(huán)境壓強(qiáng)P_environment，采集環(huán)境溫度t；

S2、獲取溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m，求解環(huán)境相對(duì)濕度RH；所述

其中，R為理想氣體常數(shù)8.314J·mol^-1·K^-1，所述T為絕對(duì)溫度值值(K)，所述F為法拉第常數(shù)96500c·mol^-1，所述P_m為當(dāng)前環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓。

值得一提的是，環(huán)境壓強(qiáng)P_environment和環(huán)境溫度t可以為直接采集，也可以為經(jīng)過(guò)濾波處理。在本發(fā)明一實(shí)施例中，溫度t和環(huán)境壓強(qiáng)P_environment是直接采集的。但是，由于高溫高壓環(huán)境下，壓強(qiáng)值和溫度值測(cè)量容易漂移，需要校正，在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，對(duì)采集的溫度和環(huán)境壓強(qiáng)就行數(shù)字校正，提高測(cè)量數(shù)據(jù)得到精確性和穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，所述步驟S1包括：

S11、依次采集N次氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i，依次采集M次環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}，依次采集L次環(huán)境溫度t_k；所述i滿足1≤i≤N，E_i為最近第i次采集的所述輸出電動(dòng)勢(shì)；所述j滿足1≤j≤M，P_{environment_j}為最近第j次采集的所述環(huán)境壓強(qiáng)；所述k滿足1≤k≤L，t_k為最近第k次采集的所述環(huán)境溫度；

S12、去除噪聲數(shù)據(jù)步驟：

計(jì)算各個(gè)氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i的波動(dòng)值BD_E_i，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_E_i≥α的輸出電動(dòng)勢(shì)E_i；所述α取值為0＜α≤0.5；

計(jì)算各個(gè)環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}的波動(dòng)值BD_P_{environment_j}，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_P_{environment_j}≥β的輸出電動(dòng)勢(shì)P_{environment_j}；所述β取值為0＜β≤0.5；

計(jì)算各個(gè)輸出電動(dòng)勢(shì)t_k的波動(dòng)值BD_t_k，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_t_k≥γ的輸出電動(dòng)勢(shì)t_k；所述γ取值為0＜γ≤0.5；

S13、求解平均值步驟：求解余下的各個(gè)所述氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i的平均值E；求解余下的各個(gè)所述環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}的平均值P_environment；求解余下的各個(gè)所述環(huán)境溫度t_k的平均值t。

在本實(shí)施例中，所述步驟S2包括：

S21、根據(jù)所述氧濃差電動(dòng)勢(shì)E、環(huán)境壓強(qiáng)P_environment，求解被測(cè)氣體的水蒸氣分壓P_w，所述

S22、根據(jù)所述環(huán)境溫度t，獲取環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m；

S23、根據(jù)RH＝Pw/Pm，求解環(huán)境相對(duì)濕度RH。

在本實(shí)施例中，在所述氧化鋯傳感器工作前，還包括氧化鋯傳感器的預(yù)熱步驟SA；所述步驟SA具體為：

SA、主控制器對(duì)氧化鋯傳感器的電熱絲進(jìn)行加熱，采用PID算法使氧化鋯傳感器預(yù)熱到第一工作溫度Twork，所述Twork滿足：650℃≤Twork≤900℃。該溫度可以根據(jù)具體操作需要進(jìn)行設(shè)定，在一實(shí)施例中，采用650℃進(jìn)行預(yù)熱；在一實(shí)施例中，采用700℃進(jìn)行預(yù)熱；在另一實(shí)施例中，采用750℃進(jìn)行預(yù)熱；在另一實(shí)施例中，采用900攝氏度進(jìn)行預(yù)熱。

值得一提的是，在本實(shí)施例中，所述預(yù)熱步驟SA的預(yù)熱時(shí)長(zhǎng)不少于5min。在實(shí)際操作中，可以設(shè)置預(yù)熱定時(shí)報(bào)警，例如設(shè)置5分鐘報(bào)警器發(fā)成聲音，提醒操作人員預(yù)熱完成。

如圖2所示，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，提供一種高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量系統(tǒng)，包括氧化鋯傳感器、環(huán)境溫度采集模塊、環(huán)境壓強(qiáng)采集模塊、主控制器、預(yù)熱模塊；

所述預(yù)熱模塊與所述主控制器的第一輸出端連接，所述預(yù)熱模塊用于對(duì)所述氧化鋯傳感器預(yù)熱；

所述氧化鋯傳感器與所述主控制器的第二輸入端連接；

所述環(huán)境溫度采集模塊與所述主控制器的第三輸入端連接；

所述環(huán)境壓強(qiáng)采集模塊與所述主控制器的第四輸入端連接；

所述主控制器采集氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動(dòng)勢(shì)E，采集環(huán)境壓強(qiáng)采集模塊輸出的環(huán)境壓強(qiáng)P_environment，采集環(huán)境溫度采集模塊輸出的環(huán)境溫度t；

所述主控制器被配置為：求解環(huán)境相對(duì)濕度RH；所述R為理想氣體常數(shù)8.314J·mol^-1·K^-1，所述T為絕對(duì)溫度值值(K)，所述F為法拉第常數(shù)96500c·mol^-1，所述P_m為當(dāng)前環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓。

在本實(shí)施例中，所述主控制器包含數(shù)字濾波模塊；所述數(shù)字濾波模塊為：

依次采集N次氧化鋯傳感器輸出的氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i，依次采集M次環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}，依次采集L次環(huán)境溫度t_k；所述i滿足1≤i≤N，E_i為最近第i次采集的所述輸出電動(dòng)勢(shì)；所述j滿足1≤j≤M，P_{environment_j}為最近第j次采集的所述環(huán)境壓強(qiáng)；所述k滿足1≤k≤L，t_k為最近第k次采集的所述環(huán)境溫度；

計(jì)算各個(gè)氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i的波動(dòng)值BD_E_i，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_E_i≥α的輸出電動(dòng)勢(shì)E_i；所述α取值為0＜α≤0.5；

計(jì)算各個(gè)環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}的波動(dòng)值BD_P_{environment_j}，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_P_{environment_j}≥β的輸出電動(dòng)勢(shì)P_{environment_j}；所述β取值為0＜β≤0.5；

計(jì)算各個(gè)輸出電動(dòng)勢(shì)t_k的波動(dòng)值BD_t_k，所述刪除波動(dòng)指數(shù)BD_t_k≥γ的輸出電動(dòng)勢(shì)t_k；所述γ取值為0＜γ≤0.5；

求解余下的各個(gè)所述氧濃差電動(dòng)勢(shì)E_i的平均值E；求解余下的各個(gè)所述環(huán)境壓強(qiáng)P_{environment_j}的平均值P_environment；求解余下的各個(gè)所述環(huán)境溫度t_k的平均值t。

在本實(shí)施例中，所述主控制器包含相對(duì)濕度求解模塊，所述相對(duì)濕度求解模塊被配置為：

根據(jù)所述氧濃差電動(dòng)勢(shì)E、環(huán)境壓強(qiáng)P_environment，求解被測(cè)氣體的水蒸氣分壓P_w，所述

根據(jù)所述環(huán)境溫度t，獲取環(huán)境溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m；

根據(jù)RH＝Pw/Pm，求解環(huán)境相對(duì)濕度RH。

在本實(shí)施例中，所述預(yù)熱模塊對(duì)所述氧化鋯傳感器的預(yù)熱時(shí)長(zhǎng)不少于5min。

在本實(shí)施例中，一種高溫高壓相對(duì)濕度測(cè)量系統(tǒng)還包括顯示模塊、輸入模塊，所述顯示模塊的輸入端與所述主控制器的第五輸出端連接；所述輸入模塊的輸入端與所述主控制器的第六輸出端連接。

優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，主控制器為STM8S207CBT6單片機(jī)，顯示模塊采用12864液晶顯示模塊。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，按鍵輸入模塊為4個(gè)獨(dú)立按鍵電路，分別為返回、向下、向上、確認(rèn)。在本實(shí)施例中，設(shè)置有硬件看門(mén)狗電路，為保證程序正常運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，防止程序跑飛死機(jī)。

值得一提的是，在本實(shí)施例中，所述環(huán)境溫度采集模塊為一體式溫度變送器；所述一體式溫度變送器與所述主控制器的第三輸入端之間還連接有A/D轉(zhuǎn)換模塊；

在本實(shí)施例中，氧化鋯傳感器中裝有加熱絲對(duì)傳感器預(yù)熱，因?yàn)檠趸喸?00到750℃才能達(dá)到最佳工作點(diǎn)。此外，主控制器還控制三組報(bào)警繼電路高報(bào)或者低報(bào)，主控制器能夠和PLC進(jìn)行Modbus通訊，其中，Modbus通訊為RS485通訊電路。

在本實(shí)施例中，對(duì)氧化鋯傳感器輸出毫伏信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)過(guò)模數(shù)電路與主控制器連接。在另一實(shí)施例中，氧化鋯傳感器為數(shù)字型傳感器，直接與主控制器連接。

下面對(duì)本發(fā)明工作原理進(jìn)行進(jìn)一步描述。

氧化鋯是一種高溫電解質(zhì)濃差電池，在數(shù)百度的高溫環(huán)境下，具有能產(chǎn)生氧離子遷移的導(dǎo)電性能，由于被測(cè)氣體(煙氣或其它氣體)與參比氣體(空氣或其它氣體)在氧化鋯兩側(cè)鉑電極的氧分壓不同，在兩極間有一定數(shù)量的氧離子遷移而產(chǎn)生了氧濃差電勢(shì)，其電勢(shì)值與氧濃度的關(guān)系，可以用能斯特(Nernst)公式來(lái)表示：

其中，所述E為氧濃差電勢(shì)(尸)，R為理想氣體常數(shù)8.314J·mol^-1·K^-1，所述T為絕對(duì)溫度值值(K)，所述F為法拉第常數(shù)96500c·mol^-1，所述P₁為參比氣體氧分壓(空氣)，所述P₂為被測(cè)氣體氧分壓。

由式(1)可推得：

然后，根據(jù)Dalton定律，濕空氣總壓力等于各組氣體壓力之和。雖然大氣的氧氣濃度為20.6％，但是如果測(cè)量會(huì)發(fā)現(xiàn)儀表空氣(參比氣體)中的氧氣濃度為21％，有明顯差異。儀表空氣只是將大氣進(jìn)行了壓縮，理論上，儀表空氣的氧氣濃度應(yīng)該與大氣的一致，產(chǎn)生差異的原因是濕度。儀表空氣為干燥狀態(tài)，而大氣通常含有相對(duì)濕度為70％左右的水份，因此由于水蒸氣的緣故，氧氣濃度約降低為20.6％。由以上理論可知，參比氣體中的氧分壓比去總氣壓等于被測(cè)氣體的氧分壓比去除去水分的分壓即：

由式(3)可得：

將式(2)、(4)代入RH＝Pw/Pm可得：

其中，通過(guò)圖3可查詢(xún)得到溫度t下的飽和水蒸氣分壓P_m。值得一提的是，由于版面的限制，只是示意性的列舉多個(gè)溫度下的飽和水蒸氣分壓P_m。

此外，值得一提的是，在本發(fā)明中，高溫是指100℃以上，具體而言為100℃-300℃，高壓為101KPa-9000KPa

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。