CN107478703A - 电化学气体传感器及其校准方法、空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电化学气体传感器校准方法,包括以下步骤:S100、获取电化学气体传感器的气体浓度检测值;S200、根据所述气体浓度检测值小于所述电化学气体传感器的气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值,更新所述气体浓度基准值。本发明还公开了一种电化学气体传感器、空调器。本发明能够提高电化学气体传感器的检测准确度。
Description
技术领域
本发明涉及传感技术领域,尤其涉及一种电化学气体传感器及其校准方法、空调器。
背景技术
电化学气体传感器是一种根据被测气体的化学反应在电极处产生的氧化或还原电流变化情况推算被测气体浓度的传感器。在电化学气体传感器的运行过程中,其性能会随着时间和检测量的增长发生衰减,导致零点漂移现象的产生。也就是说,由于电化学气体传感器的性质发生变化,对应气体浓度实际值为零时的气体浓度检测值,即气体浓度基准值产生了变化,使电化学气体传感器的检测准确度下降。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电化学气体传感器校准方法,旨在解决上述电化学气体传感器的零点漂移的技术问题,提高电化学气体传感器的检测准确度。
为实现上述目的,本发明提供一种电化学气体传感器校准方法,包括以下步骤:
S100、获取电化学气体传感器的气体浓度检测值;
S200、根据所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值,更新所述电化学气体传感器的气体浓度基准值。
在一种可能的设计中,所述步骤S200包括:
S210、在当前获取的所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时,累加一次异常次数;
S220、判断当前累加的异常次数结果是否小于第一预设次数;
若否,则执行步骤S231;若是,则执行步骤S232;
S231、计算所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值的第一平均值,将所述第一平均值作为更新后的所述气体浓度基准值;
S232、判断当前累加的异常次数结果是否小于或等于第二预设次数;若否,则返回执行所述步骤S100;若是,则执行步骤S241;
S241、判断上一次获取的所述气体浓度检测值是否大于或等于所述气体浓度基准值;若否,则返回执行所述步骤S100;若是,则执行步骤S251;
S251、清零所述异常次数,返回执行所述步骤S100;
其中,所述第二预设次数小于所述第一预设次数。
在一种可能的设计中,所述电化学气体传感器校准方法还包括以下步骤:
S310、在接收到电化学气体传感器的关机信号时,确定所述异常次数是否大于或等于所述第二预设次数,且小于所述第一预设次数;
S320、在所述异常次数大于或等于第二预设次数,且小于第一预设次数时,计算所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值的第二平均值,并累加一次预更新次数;
S330、存储所述第二平均值和所述预更新次数;
S340、在接收到电化学气体传感器的开机信号后,若所述预更新次数达到第三预设次数,计算所述第二平均值相对所述预更新次数的第三平均值,将所述第三平均值作为更新后的所述气体浓度基准值,并清零所述预更新次数。
在一种可能的设计中,所述步骤S200包括:
S260、累计所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值;
S270、在所述异常次数达到第四预设次数时,计算所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值的第四平均值,将所述第四平均值作为更新后的所述气体浓度基准值。
在一种可能的设计中,所述步骤S200包括:
S280、累计所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值;
S290、在所述异常次数达到第五预设次数时,计算当前至距当前预设历史次数获取的所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值的第五平均值,将所述第五平均值作为更新后的所述气体浓度基准值。
在一种可能的设计中,在所述步骤S200之后,所述电化学气体传感器校准方法还包括以下步骤:
S400、清零所述异常次数,返回执行所述步骤S100。
在一种可能的设计中,在所述步骤S100之前,所述电化学气体传感器校准方法还包括以下步骤:
S510、获取所述电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于零时的基准采样电压值AD0;
S520、获取所述电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPMi时的校验采样电压值ADi;
S530、根据所述基准采样电压值AD0、所述校验浓度PPMi、所述校验采样电压值ADi以及所述气体浓度PPM与所述采样电压值AD之间的函数关系PPM=K*(AD-AD0),计算系数K;
所述步骤S100包括:
S110、获取所述电化学气体传感器的采样电压值AD;
S120、根据PPMt=K*AD计算所述气体浓度检测值PPMt。
本发明还提出一种电化学气体传感器,包括电化学气体检测探头,微控制单元以及存储在所述微控制单元上并可在所述微控制单元上运行的电化学气体传感器校准程序,所述电化学气体检测探头用以根据气体浓度产生电流检测信号;所述微控制单元与所述电化学气体检测探头电连接;所述电化学气体传感器校准程序被所述微控制单元执行时实现电化学气体传感器校准方法的步骤,所述电化学气体传感器校准方法包括以下步骤:S100、获取电化学气体传感器的气体浓度检测值;S200、根据所述气体浓度检测值小于所述电化学气体传感器的气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值,更新所述气体浓度基准值。
在一种可能的设计中,所述电化学气体传感器还包括转换电阻,放大电路,滤波电路以及模数转换电路,所述转换电阻与所述电化学气体检测探头电连接,用以转换所述电流检测信号为电压检测信号;所述放大电路与所述转换电阻电连接,用以将所述电压检测信号进行放大;所述滤波电路与所述放大电路电连接,用以将放大后的所述电压检测信号进行滤波;所述模数转换电路,连接于所述滤波电路和所述微控制单元之间,用以将滤波后的所述电压检测信号转换为数字电压信号,并将所述数字电压信号输入所述微控制单元。
本发明进一步提出一种空调器,所述空调器执行电化学气体传感器校准方法,所述电化学气体传感器校准方法包括以下步骤:S100、获取电化学气体传感器的气体浓度检测值;S200、根据所述气体浓度检测值小于所述电化学气体传感器的气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值,更新所述气体浓度基准值;和/或,所述空调器包括电化学气体传感器,所述电化学气体传感器包括电化学气体检测探头,微控制单元以及存储在所述微控制单元上并可在所述微控制单元上运行的电化学气体传感器校准程序,所述电化学气体检测探头用以根据气体浓度产生电流检测信号;所述微控制单元与所述电化学气体检测探头电连接;所述电化学气体传感器校准程序被所述微控制单元执行时实现电化学气体传感器校准方法的步骤,所述电化学气体传感器校准方法包括以下步骤:S100、获取电化学气体传感器的气体浓度检测值;S200、根据所述气体浓度检测值小于所述电化学气体传感器的气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值,更新所述气体浓度基准值。
本发明的电化学气体传感器校准方法中,通过获取电化学气体传感器的气体浓度检测值,根据气体浓度检测值小于电化学气体传感器的气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值,更新气体浓度基准值。通过对异常次数的监测,便于及时发现电化学气体传感器的零点漂移现象。当电化学气体传感器产生零点漂移现象时,进一步根据异常次数和异常值得出更新后的气体浓度基准值,以纠正零点的漂移,而无需另外执行专门的气体浓度基准值标定操作,从而大大简化了电化学气体传感器的校准过程,减少了校准对其正常检测过程的影响,提高了电化学气体传感器的检测准确度。
附图说明
图1是本发明电化学气体传感器校准方法第一实施例的流程示意图;
图2是本发明电化学气体传感器校准方法第二实施例的流程示意图;
图3是本发明电化学气体传感器校准方法第三实施例的流程示意图;
图4是本发明电化学气体传感器校准方法第四实施例的流程示意图;
图5是本发明电化学气体传感器校准方法第五实施例的流程示意图;
图6是本发明电化学气体传感器校准方法第六实施例的流程示意图;
图7是本发明电化学气体传感器校准方法第七实施例的流程示意图;
图8是本发明电化学气体传感器一实施例的结构示意图;
图9是本发明电化学气体传感器另一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例的主要解决方案是:在电化学气体传感器的运行过程中,根据出现气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值,对气体浓度基准值进行校准,以校准电化学气体传感器的零点,解决零点漂移导致的检测准确度下降的问题。
在本发明的第一实施例中,如图1所示,电化学气体传感器校准方法包括以下步骤:
S100、获取电化学气体传感器的气体浓度检测值;
电化学气体传感器能够实现多种气体浓度的检测,例如甲醛、一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼等,通过电化学气体传感器检测环境中相应气体的浓度,便于实现生产或生活中的安全检测、环保监测以及过程控制等。被测气体的化学反应导致电化学气体传感器的电极之间氧化或还原电流的变化,故通常情况下,电化学气体传感器直接测得的为电流检测信号,通过将电流检测信号转换为电压检测信号,并对该电压检测信号进行放大、滤波、模数转换等操作,得到数字电压信号,进而得到与气体浓度相对应的数字形式的采样电压值AD,后文中还将详细阐述。通常,在电化学气体传感器的测量范围内,气体浓度与采样电压值之间存在线性关系,在后文中,将以气体浓度与采样电压值之间为线性关系为例进行详细阐述,即PPM=K*(AD-AD0),其中,AD0对应于气体浓度等于零时的采样电压值,K为系数,气体浓度检测值PPMt=K*AD,气体浓度基准值PPM0=K*AD0,根据PPM=K*(AD-AD0)=PPMt-PPM0可得到气体浓度。当然,在其它的电化学气体传感器中,气体浓度与采样电压值之间也可以具有其它形式的函数关系,在气体浓度的计算过程中,应根据实际情况进行相应的调整,在此不再赘述。
S200、根据气体浓度检测值小于电化学气体传感器的气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值,更新气体浓度基准值。
在电化学气体传感器中,当零点发生漂移时,也就是对应于气体浓度等于零时的采样电压值AD0发生了变化,相应的,气体浓度基准值K*AD0也发生了变化。此时,若不对气体浓度基准值进行校准,则可能出现最终得到的气体浓度检测值PPMt=K*AD<K*AD0,也就是气体浓度PPM=K*(AD-AD0)<0的异常情况。当电化学气体传感器的零点漂移程度逐渐增大时,气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数也将相应增多,导致检测准确度的下降,因此有必要对电化学气体传感器进行校准,以纠正零点漂移情况。在本实施例中,根据气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数判断是否需要对电化学气体传感器进行校准,进一步的,结合气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值,更新气体浓度基准值。考虑到零点漂移通常导致气体浓度基准值变小,因此,以获取到的最小的一个异常值为更新后的气体浓度基准值,或者,以一组异常值的平均值为更新后的气体浓度基准值,后文中还将详细阐述。根据获取到的异常次数和异常值更新气体浓度基准值,无需停止电化学气体传感器的运行而另外执行专门的标定操作,从而大大简化了电化学气体传感器的校准过程,减少了校准对电化学气体传感器正常运行状态的影响,提高了电化学气体传感器的检测准确度。
本发明的电化学气体传感器校准方法中,通过获取电化学气体传感器的气体浓度检测值,根据气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值更新电化学气体传感器的气体浓度基准值。通过对异常次数的监测,便于及时发现电化学气体传感器的零点漂移现象。当电化学气体传感器产生零点漂移现象时,进一步根据异常次数和异常值得出更新后的气体浓度基准值,以纠正零点的漂移,而无需另外执行专门的气体浓度基准值标定操作,从而大大简化了电化学气体传感器的校准过程,减少了校准对其正常检测过程的影响,提高了电化学气体传感器的检测准确度。
在本发明的第一实施例中,如图2所示,步骤S200包括:
S210、在当前获取的所述气体浓度检测值小于气体浓度基准值时,累加一次异常次数;
S220、判断当前累加的异常次数结果是否小于第一预设次数;
若否,则执行步骤S231;若是,则执行步骤S232;
S231、计算气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第一平均值,将所述第一平均值作为更新后的所述气体浓度基准值;
S232、判断当前累加的异常次数结果是否小于或等于第二预设次数;若否,则返回执行所述步骤S100;若是,则执行步骤S241;
S241、判断上一次获取的所述气体浓度检测值是否大于或等于气体浓度基准值;若否,则返回执行所述步骤S100;若是,则执行步骤S251;
S251、清零所述异常次数,返回执行所述步骤S100;
其中,所述第二预设次数小于所述第一预设次数。
需要注意的是,在本实施例中,若当前获取为气体浓度检测值的首次获取,且首次获取的气体浓度检测值小于气体浓度基准值,则异常次数由零累加一次,即若首次获取的气体浓度检测值小于气体浓度基准值,则在首次获取后,异常次数累加至一。
在本实施例中,考虑到电化学气体传感器检测过程中的涨落影响,即使其零点没有发生漂移,也就是即使气体浓度基准值相对实际气体浓度为零的情况没有发生偏离,也可能出现气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常情况。然而,不同于零点漂移,由涨落引起的气体浓度检测值小于气体浓度基准值的情况的出现通常是间断且无规律的。因此,为了排除涨落造成的干扰,在达到连续第二预设次数获取到的气体浓度检测值小于气体浓度基准值时,电化学气体传感器进入预校准状态,在预校准状态下,每获取到一次气体浓度检测值小于气体浓度基准值,均在原异常次数的基础上累加一次,得到新的异常次数,直至异常次数达到第一预设次数时,进入校准状态,对气体浓度基准值进行更新,以解决零点漂移造成的检测准确度下降的问题。而在连续获取的气体浓度检测值小于气体浓度基准值的次数小于第二预设次数时,电化学气体传感器处于正常运行状态,不进入预校准状态,此时,若获取到的气体浓度检测值大于或等于气体浓度基准值,则认为之前的气体浓度检测值小于气体浓度基准值是由于检测过程中的涨落引起的,而不是由于电化学气体传感器的零点漂移引起的,因此清零异常次数,重新累计,以排除涨落的干扰,一方面避免了在不必要的情况下频繁更新气体浓度基准值,另一方面,考虑到涨落引起的气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值也具有一定的随机性,并不能准确反映零点漂移的情况,以该异常值作为更新气体浓度基准值的依据,也容易导致气体浓度基准值更新不准确,重新累计有利于提高气体浓度基准值更新的准确度。
在当前的异常次数达到第一预设次数时,进入校准状态,具体的校准方式为,计算气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值相对于异常次数的第一平均值,将第一平均值作为更新后的气体浓度基准值,以纠正零点漂移对准确度的不良影响。
在一具体示例中,设定第一预设次数为1000次,第二预设次数为100次,在电化学气体传感器的运行过程中,在达到连续100次气体浓度检测值均小于气体浓度基准值后,进入预校准状态,在预校准状态下,每获取到一次气体浓度检测值小于气体浓度基准值,均累加一次异常次数,直至异常次数达到1000次,此时,进入校准状态,计算1000次气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值相对次数1000的第一平均值,将第一平均值作为更新后的气体浓度基准值。而在未达到连续100次气体浓度检测值小于气体浓度基准值时,每获取到大于或等于气体浓度基准值的气体浓度检测值,均清零异常次数,重新累计。
本实施例有利于排除电化学气体传感器运行过程中的涨落对校准过程的干扰,从而提高了电化学气体传感器的校准效率和准确度。
在本发明第一实施例的基础上,进一步考虑到在第一预设次数较大,或电化学气体传感器的连续运行时间较短的情况下,在电化学气体传感器的单次运行中,异常次数难以累计到第一预设次数,导致无法及时有效地更新气体浓度基准值。因此,在本发明的第二实施例中,通过在关机前存储本次电化学气体传感器运行过程中与气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常情况相关的信息,在下次开机后,根据存储的信息校准零点漂移,以提高电化学气体传感器的检测准确度。具体的,如图3所示,电化学气体传感器校准方法还包括以下步骤:
S310、在接收到电化学气体传感器的关机信号时,确定异常次数是否大于或等于第二预设次数,且小于第一预设次数;
由于关机信号可能在电化学气体传感器运行过程中的任何时刻被接收到,因此步骤S310与步骤S200之间并无确定的顺序关系。在接收到关机信号时,通过确定异常次数是否大于或等于第二预设次数,且小于第一预设次数,判断当前电化学气体传感器是否处于预校准状态。
S320、在异常次数大于或等于第二预设次数,且小于第一预设次数时,计算气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第二平均值,并累加一次预更新次数;
若异常次数大于或等于第二预设次数,且小于第一预设次数,表明此时电化学气体传感器处于预校准状态,虽然在本次运行中,电化学气体传感器的气体浓度基准值尚未被更新,但是,其气体浓度基准值已经发生了一定的漂移,通过计算气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第二平均值,即气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值相对其异常次数的第二平均值,初步获取气体浓度基准值的漂移情况,并累加一次预更新次数,以待后续操作。
S330、存储第二平均值和预更新次数;
存储第二平均值和预更新次数,以避免在电化学气体传感器关机后相关信息的丢失。
S340、在接收到电化学气体传感器的开机信号后,若预更新次数达到第三预设次数,计算第二平均值相对预更新次数的第三平均值,将第三平均值作为更新后的气体浓度基准值,并清零预更新次数。
在电化学气体传感器再次开机后,若预更新次数达到第三预设次数,表明电化学气体传感器的气体浓度基准值已发生了一定程度的变化,有必要对其进行更新,以提高检测准确度。具体的,根据存储的多个第二平均值和预更新次数,计算第二平均值相对预更新次数的第三平均值,将第三平均值作为更新后的气体浓度基准值,以更新气体浓度基准值,校准电化学气体传感器的零点漂移,提高其检测准确度。在本次更新之后,清零预更新次数,以免对下一次更新造成干扰。
在本发明的第三实施例中,如图4所示,步骤S200包括:
S260、累计气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值;
S270、在异常次数达到第四预设次数时,计算气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第四平均值,将第四平均值作为更新后的气体浓度基准值。
在本实施例中,根据累计的气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值,更新气体浓度基准值。相比而言,本实施例的校准方法比较简洁,有利于提高校准程序的实现效率。为了减少电化学气体传感器检测过程中的涨落产生的干扰,在本实施例中,可适当增大第四预设次数,以减少涨落引起的异常情况在所有气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常情况中所占的权重,提高校准的准确度。
在本发明的第四实施例中,如图5所示,步骤S200包括:
S280、累计气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值;
S290、在异常次数达到第五预设次数时,计算当前至距当前预设历史次数获取的气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第五平均值,将第五平均值作为更新后的气体浓度基准值。
在本实施例中,根据累计的气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值,更新气体浓度基准值。为了减少电化学气体传感器检测过程中的涨落产生的干扰,在计算平均值时,取较后获取的异常值的平均值,排除较先获取的异常值,以排除由于电化学气体传感器检测涨落引起的异常情况的干扰,且电化学气体传感器的性能变化通常是连续的,通过计算较后获取的异常值的第五平均值,有利于使更新后的气体浓度基准值更接近当前的电化学气体传感器的实际性能。例如,第五预设次数为2000次,预设历史次数为200次,即在累计到气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数达到2000次时,更新气体浓度基准值,并以第1801次至第2000次获取的200个较后的异常值的第五平均值作为更新后的气体浓度基准值,以提高检测准确度。
在上述实施例的基础上,本发明的第五实施例中,如图6所示,在步骤S200之后,还包括以下步骤:
S400、清零异常次数,返回执行步骤S100。
考虑到电化学气体传感器的性能处于连续的变化中,在本次更新气体浓度基准值后,清零异常次数,返回步骤S100,以便进行下一次更新,从而使得电化学气体传感器的零点始终处于相对准确的状态,提高其检测准确度。
在上述实施例的基础上,本发明的第六实施例中,如图7所示,在步骤S100之前,还包括以下步骤:
S510、获取电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于零时的基准采样电压值AD0;
S520、获取电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPMi时的校验采样电压值ADi;
S530、根据基准采样电压值AD0、校验浓度PPMi、校验采样电压值ADi以及气体浓度PPM与采样电压值AD之间的函数关系PPM=K*(AD-AD0),计算系数K;
步骤S100包括:
S110、获取电化学气体传感器的采样电压值AD;
S120、根据PPMt=K*AD计算气体浓度检测值PPMt。
其中,步骤S510、S520以及S530是对气体浓度PPM与采样电压值AD之间的函数关系PPM=K*(AD-AD0)中,系数K和基准采样电压值AD0的标定过程,通常在电化学气体传感器正式投入使用之前进行。在气体浓度实际值等于零时,通过一次或多次测量取平均值的方式,得到此时的采样电压值AD或采样电压值AD的平均值即为基准采样电压值AD0。在确定基准采样电压值AD0之后,控制气体浓度实际值的变化,得到对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPMi的校验采样电压值ADi,其中,每一校验采样电压值ADi均可通过多次测量取平均值的方式获取,再进行线性拟合,即可得到系数K。
例如,在一具体示例中,分光甲醛浓度与采样电压值之间的关系如下表所示,
i | PPMi(μg/m3) | ADi |
0 | 0 | 1289 |
1 | 83 | 6805 |
2 | 946 | 80963 |
3 | 638 | 46263 |
4 | 437 | 34293 |
5 | 80 | 9787 |
6 | 72 | 6829 |
根据上表可得,AD0=1289,经线性拟合,可得,K=0.0123,即PPM=0.0123*(AD-1289)。
在步骤S100中,即电化学气体传感器的使用过程中,根据获取的采样电压值AD和PPMt=K*AD,即可计算出对应的气体浓度检测值PPMt。
如图8所示,图8是本发明电化学气体传感器一实施例的结构示意图,该电化学气体传感器包括电化学气体检测探头100,微控制单元(MCU)200以及存储在MCU200上并可在MCU200上运行的电化学气体传感器校准程序,其中,电化学气体检测探头100用以根据气体浓度产生电流检测信号;MCU200与电化学气体检测探头100电连接;电化学气体传感器校准程序被MCU200执行时实现电化学气体传感器校准方法的步骤。
如图9所示,图9是本发明电化学气体传感器另一实施例的结构示意图,电化学气体传感器还包括转换电阻300,放大电路400,滤波电路500和模数转换电路600,其中,转换电阻300与电化学气体检测探头100电连接,用以转换电流检测信号为电压检测信号;放大电路400与转换电阻300电连接,用以将电压检测信号进行放大;滤波电路500与放大电路400电连接,用以将放大后的电压检测信号进行滤波;模数转换电路600连接于滤波电路500和MCU200之间,用以将滤波后的电压检测信号转换为数字电压信号。
MCU调用存储的电化学气体传感器校准程序,并执行以下操作:
S100、获取电化学气体传感器的气体浓度检测值;
S200、根据气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值,更新电化学气体传感器的气体浓度基准值。
MCU调用存储的电化学气体传感器校准程序,其中,S200包括以下操作:
S210、在当前获取的气体浓度检测值小于气体浓度基准值时,累加一次异常次数;
S220、判断当前累加的异常次数结果是否小于第一预设次数;
若否,则执行步骤S231;若是,则执行步骤S232;
S231、计算气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第一平均值,将第一平均值作为更新后的气体浓度基准值;
S232、判断当前累加的异常次数结果是否小于或等于第二预设次数;若否,则返回执行步骤S100;若是,则执行步骤S241;
S241、判断上一次获取的气体浓度检测值是否大于或等于气体浓度基准值;若否,则返回执行步骤S100;若是,则执行步骤S251;
S251、清零异常次数,返回执行步骤S100;
其中,第二预设次数小于第一预设次数。
MCU调用存储的电化学气体传感器校准程序,还执行以下操作:
S310、在接收到电化学气体传感器的关机信号时,确定异常次数是否大于或等于第二预设次数,且小于第一预设次数;
S320、在异常次数大于或等于第二预设次数,且小于第一预设次数时,计算气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第二平均值,并累加一次预更新次数;
S330、存储第二平均值和预更新次数;
S340、在接收到电化学气体传感器的开机信号后,若预更新次数达到第三预设次数,计算第二平均值相对预更新次数的第三平均值,将第三平均值作为更新后的气体浓度基准值,并清零预更新次数。
MCU调用存储的电化学气体传感器校准程序,S200包括以下操作:
S260、累计气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值;
S270、在异常次数达到第四预设次数时,计算气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第四平均值,将第四平均值作为更新后的气体浓度基准值。
MCU调用存储的电化学气体传感器校准程序,S200包括以下操作:
S280、累计气体浓度检测值小于气体浓度基准值的异常次数和气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值;
S290、在异常次数达到第五预设次数时,计算当前至距当前预设历史次数获取的气体浓度检测值小于气体浓度基准值时的异常值的第五平均值,将第五平均值作为更新后的气体浓度基准值。
MCU调用存储的电化学气体传感器校准程序,在S200之后,还执行以下操作:
S400、清零异常次数,返回执行步骤S100。
MCU调用存储的电化学气体传感器校准程序,在S100之前,还执行以下操作:
S510、获取电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于零时的基准采样电压值AD0;
S520、获取电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPMi时的校验采样电压值ADi;
S530、根据基准采样电压值AD0、校验浓度PPMi、校验采样电压值ADi以及气体浓度PPM与采样电压值AD之间的函数关系PPM=K*(AD-AD0),计算系数K;
S100包括:
S110、获取电化学气体传感器的采样电压值AD;
S120、根据PPMt=K*AD计算气体浓度检测值PPMt。
本发明提出一种空调器,该空调器执行电化学气体传感器校准方法,该电化学气体传感器校准方法参照上述实施例,由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
本发明还提出一种空调器,该空调器包括电化学气体传感器,该电化学气体传感器的具体结构和电化学气体传感器校准方法参照上述实施例,由于本空调器采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得空调执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电化学气体传感器校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
S100、获取电化学气体传感器的气体浓度检测值;
S200、根据所述气体浓度检测值小于所述电化学气体传感器的气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值,更新所述气体浓度基准值。
2.如权利要求1所述的电化学气体传感器校准方法,其特征在于,所述步骤S200包括:
S210、在当前获取的所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时,累加一次异常次数;
S220、判断当前累加的异常次数结果是否小于第一预设次数;
若否,则执行步骤S231;若是,则执行步骤S232;
S231、计算所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值的第一平均值,将所述第一平均值作为更新后的所述气体浓度基准值;
S232、判断当前累加的异常次数结果是否小于或等于第二预设次数;若否,则返回执行所述步骤S100;若是,则执行步骤S241;
S241、判断上一次获取的所述气体浓度检测值是否大于或等于所述气体浓度基准值;若否,则返回执行所述步骤S100;若是,则执行步骤S251;
S251、清零所述异常次数,返回执行所述步骤S100;
其中,所述第二预设次数小于所述第一预设次数。
3.如权利要求2所述的电化学气体传感器校准方法,其特征在于,所述电化学气体传感器校准方法还包括以下步骤:
S310、在接收到电化学气体传感器的关机信号时,确定所述异常次数是否大于或等于所述第二预设次数,且小于所述第一预设次数;
S320、在所述异常次数大于或等于第二预设次数,且小于第一预设次数时,计算所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值的第二平均值,并累加一次预更新次数;
S330、存储所述第二平均值和所述预更新次数;
S340、在接收到电化学气体传感器的开机信号后,若所述预更新次数达到第三预设次数,计算所述第二平均值相对所述预更新次数的第三平均值,将所述第三平均值作为更新后的所述气体浓度基准值,并清零所述预更新次数。
4.如权利要求1所述的电化学气体传感器校准方法,其特征在于,所述步骤S200包括:
S260、累计所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值;
S270、在所述异常次数达到第四预设次数时,计算所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值的第四平均值,将所述第四平均值作为更新后的所述气体浓度基准值。
5.如权利要求1所述的电化学气体传感器校准方法,其特征在于,所述步骤S200包括:
S280、累计所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值的异常次数和所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值;
S290、在所述异常次数达到第五预设次数时,计算当前至距当前预设历史次数获取的所述气体浓度检测值小于所述气体浓度基准值时的异常值的第五平均值,将所述第五平均值作为更新后的所述气体浓度基准值。
6.如权利要求1所述的电化学气体传感器校准方法,其特征在于,在所述步骤S200之后,还包括以下步骤:
S400、清零所述异常次数,返回执行所述步骤S100。
7.如权利要求1至6中任一项所述的电化学气体传感器校准方法,其特征在于,在所述步骤S100之前,还包括以下步骤:
S510、获取所述电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于零时的基准采样电压值AD0;
S520、获取所述电化学气体传感器对应于气体浓度实际值等于校验浓度PPMi时的校验采样电压值ADi;
S530、根据所述基准采样电压值AD0、所述校验浓度PPMi、所述校验采样电压值ADi以及所述气体浓度PPM与所述采样电压值AD之间的函数关系PPM=K*(AD-AD0),计算系数K;
所述步骤S100包括:
S110、获取所述电化学气体传感器的采样电压值AD;
S120、根据PPMt=K*AD计算所述气体浓度检测值PPMt。
8.一种电化学气体传感器,其特征在于,包括:
电化学气体检测探头,用以根据气体浓度产生电流检测信号;
微控制单元,所述微控制单元与所述电化学气体检测探头电连接;以及,
存储在所述微控制单元上并可在所述微控制单元上运行的电化学气体传感器校准程序,所述电化学气体传感器校准程序被所述微控制单元执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电化学气体传感器校准方法的步骤。
9.如权利要求8所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述电化学气体传感器还包括:
转换电阻,与所述电化学气体检测探头电连接,用以转换所述电流检测信号为电压检测信号;
放大电路,与所述转换电阻电连接,用以将所述电压检测信号进行放大;
滤波电路,与所述放大电路电连接,用以将放大后的所述电压检测信号进行滤波;
模数转换电路,连接于所述滤波电路和所述微控制单元之间,用以将滤波后的所述电压检测信号转换为数字电压信号,并将所述数字电压信号输入所述微控制单元。
10.一种空调器,其特征在于,所述空调器执行如权利要求1至7中任一项所述的电化学气体传感器校准方法;和/或,所述空调器包括如权利要求8或9中所述的电化学气体传感器。
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