CN104142299A - 红外甲烷传感器的压力补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种红外甲烷传感器的压力补偿方法，用以解决不同压力环境下测量值差异较大的问题。本发明的压力补偿方法设定一个补偿模型，用该补偿模型反映标定压力与实际压力形成的压力之比，标定浓度与实际浓度形成的浓度之比，上述两者之间的关系；通过多次测试数据计算出模型参数，完成补偿模型。在测量时将测量值代入补偿模型即可获得补偿后的实际浓度值。

Description

红外甲烷传感器的压力补偿方法

技术领域

本发明涉及一种红外甲烷传感器的压力补偿方法。

背景技术

红外甲烷传感器一般自带有温度补偿，但却不具有压力补偿，因此在不采取压力补偿时，红外甲烷传感器的测量值在不同压力环境下具有较大差异，为解决在不同的压力环境下浓度测量误差较大的问题，本发明设计了红外甲烷传感器的压力补偿方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外甲烷传感器的压力补偿方法，用以解决不同压力环境下测量值差异较大的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

红外甲烷传感器的压力补偿方法，步骤如下：

1）对红外甲烷传感器进行标定，并记录红外甲烷传感器一种甲烷标气的浓度值C₀和对应的标定压力P₀；

2）采用所述甲烷标气，在不同于上述标定压力环境下进行测试，每次测试记录红外甲烷传感器测量的浓度值和对应的压力值；测试的次数≤补偿模型的参数个数-1；

3）所述补偿模型反映，标定压力与实际压力形成的压力之比，标定浓度与实际浓度形成的浓度之比，上述两者之间的关系；根据步骤2）获得的浓度值、压力值，以及步骤1）获得的标定浓度C₀和标定压力P₀，分别求出压力之比和浓度之比，代入补偿模型，计算补偿模型的参数。

在实际测量时，首先读取红外甲烷传感器的实际测量值C_c和压力测量值P_p，根据步骤3）求出压力之比，带入补偿模型求出浓度之比C，根据红外甲烷传感器的实际测量值C_c，计算出补偿后的浓度值。

所述补偿模型为C=k₁P²+k₁P+k₃；式中，C表示浓度之比，P表示压力之比，k₁、k₂和k₃为补偿参数。

所述浓度之比为标定浓度比实际浓度，压力之比为标定压力比实际压力。

本发明的压力补偿方法，主要在于设定一个补偿模型，用该补偿模型反映标定压力与实际压力形成的压力之比，标定浓度与实际浓度形成的浓度之比，上述两者之间的关系；通过多次测试数据计算出模型参数，完成补偿模型。在测量时将测量值代入补偿模型即可获得补偿后的实际浓度值。

附图说明

图1是补偿方法流程示意图；

图2是采用补偿的测量方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本发明的思路为：

1）对红外甲烷传感器进行标定，记录红外甲烷传感器一种甲烷标气浓度值C₀和对应的标定压力P₀；

2）采用所述甲烷标气，在不同于上述标定压力环境下进行测试，每次测试记录红外甲烷传感器的浓度值和对应的压力值；

3）所述补偿模型反映，标定压力与实际压力形成的压力之比，标定浓度与实际浓度形成的浓度之比，上述两者之间的关系；根据步骤2）获得的浓度值、压力值，以及步骤1）获得的标定浓度C₀和标定压力P₀，分别求出压力之比和浓度之比，代入补偿模型，计算补偿模型的参数。

具体的，在步骤1）中，首先按照红外甲烷传感器的标定要求选择合适的甲烷标气对其进行标定，通常是2点标定（除零点外），如5%vol和50%vol两种标气浓度，记录一种甲烷标气，例如选择50%vol标气，标定后的浓度值C₀和对应的压力值P₀。标定步骤首先保证传感器在常温常压下的测量准确性，同时又把此时标定的参数应用于压力补偿过程。

进行测试确定补偿模型参数——即进行压力补偿曲线标定。选择的标气分别在不同于标定时压力的环境下进行压力补偿曲线标定，如压力分别为30kPa和60kPa（也可以分别采用正压和负压环境，使模型，即曲线拟合效果更佳），分别记录对应压力下的甲烷浓度值和压力值（C₃₀和P₃₀、C₆₀和P₆₀）。以压力之比和浓度之比为权重，压力之比和浓度之比为P₀/P₀和C₀/C₀,、P₀/P₃₀和C₀/C₃₀、P₀/P₆₀和C₀/C₆₀，分别为3对权重，把3对权重带入下式求出各补偿参数：

C=k₁P²+k₁P+k₃

式中，C表示浓度比值，P表示压力比值，k₁、k₂和k₃为补偿参数。

作为其它实施方式，压力之比和浓度之比也可以调换分子分母。补偿模型为二项式模型，为了使补偿更精确或者补偿模型更简单，也可以选取其它二项式模型，如三次或一次。应注意补偿模型变化导致模型参数变化时，相应增减测试次数以获得计算参数所需的数据。

在实际测量时，读取红外甲烷传感器的实际测量值C_c和压力测量值P_p，求出P₀/P_p，带入上式求出浓度比值C，根据红外甲烷传感器的实际测量值Cc，计算出补偿后的浓度值C*Cc，实现甲烷浓度补偿。

以上给出一种具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.红外甲烷传感器的压力补偿方法，其特征在于，步骤如下：

1）对红外甲烷传感器进行标定，并记录红外甲烷传感器一种甲烷标气的浓度值C₀和对应的标定压力P₀；

2）采用所述甲烷标气，在不同于上述标定压力环境下进行测试，每次测试记录红外甲烷传感器测量的浓度值和对应的压力值；测试的次数≤补偿模型的参数个数-1；

3）所述补偿模型反映，标定压力与实际压力形成的压力之比，标定浓度与实际浓度形成的浓度之比，上述两者之间的关系；根据步骤2）获得的浓度值、压力值，以及步骤1）获得的标定浓度C₀和标定压力P₀，分别求出压力之比和浓度之比，代入补偿模型，计算补偿模型的参数。

2.根据权利要求1所述的红外甲烷传感器的压力补偿方法，其特征在于，在实际测量时，首先读取红外甲烷传感器的实际测量值C_c和压力测量值P_p，根据步骤3）求出压力之比，带入补偿模型求出浓度之比C，根据红外甲烷传感器的实际测量值C_c，计算出补偿后的浓度值。

3.根据权利要求1所述的红外甲烷传感器的压力补偿方法，其特征在于，所述补偿模型为C=k₁P²+k₁P+k₃；式中，C表示浓度之比，P表示压力之比，k₁、k₂和k₃为补偿参数。

4.根据权利要求3所述的红外甲烷传感器的压力补偿方法，其特征在于，所述浓度之比为标定浓度比实际浓度，压力之比为标定压力比实际压力。