CN110455984A - 气体浓度传感器标定装置及方法 - Google Patents

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徐杨
张贺
王廷春
董平军
吴瑞青
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China Petrochemical Corp
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Abstract

本发明涉及一种气体浓度传感器标定装置及方法，主要解决现有技术中需要选择已知浓度的标准气体进行换算、标定周期长的问题。本发明通过采用一种气体浓度传感器标定装置及方法，包括电能装置、端口电源线、进气口、气腔、传感器安装孔、传感器探头、中转器、端口数据线，电能装置通过端口电源线与中转器一端相连，中转器另一端连接于气体单元上，气体单元包括进气口、气腔、传感器安装孔，气腔与进气口及传感器安装孔相连，进气口及传感器密封形成腔室，用于采集气体，传感器探头、中转器组成传感器单元的技术方案较好地解决了上述问题，可用于气体浓度传感器标定中。

Description

气体浓度传感器标定装置及方法
技术领域
本发明涉及一种气体浓度传感器标定装置及方法。
背景技术
石化行业属于高危行业，其产品具有有毒有害、易燃易爆等特性，生产过程中，一旦发生泄漏，很容易造成人员伤亡事故，产生负面的社会效应。因此需要使用移动式气体检测装置或仪器，在现场对有毒有害、易燃易爆等气体浓度进行实时的监测。
为保证气体检测的准确性及可信度，气体检测装置在使用过程中需要进行气体传感器的标定。气体传感器标定是设计、制造和使用传感器的一个重要环节，任何传感器在制造、装配完备后都须对设计指标进行标定实验，以保证量值的准确传递，对新研制的传感器、使用一段时间后的传感器以及出现故障的传感器，都需要对其主要技术指标进行校准。
专利CN105548464A提供了一种气体传感器标定装置及标定方法，该专利只提供了气体传感器标定装置，未能提供相应的标定软件及与之配合的标定方法，无法满足石化企业的快速气体检测的要求。CN102778541B提供了一种气体传感器标定装置与方法，是一种适应在实验室条件下的标准标定方法，不适合本专利所述的场景。
目前，国内大部分的易燃易爆气体传感器标定必须在实验室条件下进行，效率非常低，而配气的步骤通常委托给专业厂家进行，花费时间长，成本高。在石化企业需要自行标定大量气体传感器的时候，现有的传感器标定方法就不能满足实际需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中需要选择已知浓度的标准气体进行换算、标定周期长的问题，提供一种新的气体浓度传感器标定装置，具有标定快速、效率高的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的气体浓度传感器标定方法。
为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种气体浓度传感器标定装置，包括电能装置、端口电源线、进气口、气腔、传感器安装孔、传感器探头、中转器、端口数据线，电能装置通过端口电源线与中转器一端相连，中转器另一端连接于气体单元上，气体单元包括进气口、气腔、传感器安装孔，气腔与进气口及传感器安装孔相连，进气口及传感器密封形成腔室，用于采集气体，传感器探头、中转器组成传感器单元，传感器探头安装于传感器安装孔上，中转器与传感器及端口电源线、端口数据线相连，用于采集、处理、比对电信号，并将电信号转换为数字信号。
上述技术方案中，优选地，端口电源线两侧使用USB接口。
上述技术方案中，优选地，电能装置为带有USB接口移动充电宝或计算机。
上述技术方案中，优选地，进气口位于气体标定装置上侧，与气腔相连，配有螺丝钉密封。
上述技术方案中，优选地，气腔包括四个传感器安装孔、四个中转器和一个进气口。
上述技术方案中，优选地，传感器安装孔能安装不同型号传感器，并配有螺丝帽进行器件固定密封。
上述技术方案中，优选地，端口数据线连接计算机及中转器，两侧使用USB接口，实现数据的传输。
上述技术方案中，优选地，计算机上安装有标定软件，通过计算机端口数据线获取传感器串口实时数据，实现标定传感器。
为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种气体浓度传感器标定方法，包括如下步骤：
(1)将传感器安装孔的螺丝帽打开，把标准及需标定传感器探头分别放置到传感器安装孔处，拧紧螺丝帽，取出中转器，分别连接两侧传感器探头及端口电源线、端口数据线，另将端口电源线一端插在电能装置处，端口数据线一侧连接到计算机，并在计算机端打开气体传感器标定软件，选择相应的串口并打开；
(2)调整零点：在气体标定软件处点击数据读取，待标定气体探头浓度变化趋于稳定时，查看左侧串口实时数据气体浓度是否为零，如不是，点击左侧调零按钮，获取中转器处将传感器探头数据，进行比对数据分析差异，然后将相应信息回传到中转器，进行数据再处理，出现标定成功，完成调零；
(3)标准气体标定：在进气口处通入标准浓度气体，待气体持续稳定填充气腔，在气体标定软件处进行数据读取，待两边气体浓度数据趋于稳定状态后，进行气体浓度数据对比，误差较大时，按照标准传感器探头数值进行标定；将标准数值输入到需标定的探头数据框内，点击开始标定按钮，获取中转器处的传感器探头数据，进行数据比对分析差异，然后将相应信息回传到中转器，进行数据再处理，出现标定成功提示，完成传感器的快速标定。
上述技术方案中，优选地，传感器安装前，将传感器探头放置于户外通风处。
本发明提供一种能够利用已标定探头进行对比读数从而快速标定未知探头的方法和***，能够安全、灵活地使用配气对探头进行快速标定，操作简便、效率高，能够满足石化企业对装置区各种气体传感器进行大批量快速标定的需要，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为气体传感器标定装置俯视图。
图2为气体传感器标定装置正视图。
图1、图2中，1为电能装置；2为端口电源线；3为进气口；4为气腔；5为传感器安装孔；6为传感器探头；7为中转器；8为端口数据线。
图3为石化行业中气体传感器标定***。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
一种气体浓度传感器标定装置，如图1、图2所示，包括电能装置、端口电源线、进气口、气腔、传感器安装孔、传感器探头、中转器、端口数据线，电能装置通过端口电源线与中转器一端相连，中转器另一端连接于气体单元上，气体单元包括进气口、气腔、传感器安装孔，气腔与进气口及传感器安装孔相连，进气口及传感器密封形成腔室，用于采集气体，传感器探头、中转器组成传感器单元，传感器探头安装于传感器安装孔上，中转器与传感器及端口电源线、端口数据线相连，用于采集、处理、比对电信号，并将电信号转换为数字信号。
端口电源线两侧使用USB接口。电能装置为带有USB接口移动充电宝。
进气口位于气体标定装置上侧，与气腔相连，配有螺丝钉密封。
气腔包括四个传感器安装孔、四个中转器和一个进气口。
传感器安装孔能安装两种不同型号传感器，并配有螺丝帽进行器件固定密封。
端口数据线连接计算机及中转器，两侧使用USB接口，实现数据的传输。
计算机上安装有标定软件，通过计算机端口数据线获取传感器串口实时数据，实现标定传感器。
【实施例2】
一种气体浓度传感器标定装置，如图1、图2所示，包括电能装置、端口电源线、进气口、气腔、传感器安装孔、传感器探头、中转器、端口数据线，电能装置通过端口电源线与中转器一端相连，中转器另一端连接于气体单元上，气体单元包括进气口、气腔、传感器安装孔，气腔与进气口及传感器安装孔相连，进气口及传感器密封形成腔室，用于采集气体，传感器探头、中转器组成传感器单元，传感器探头安装于传感器安装孔上，中转器与传感器及端口电源线、端口数据线相连，用于采集、处理、比对电信号，并将电信号转换为数字信号。
端口电源线两侧使用USB接口。电能装置为带有USB接口的计算机。
进气口位于气体标定装置上侧，与气腔相连，配有螺丝钉密封。
气腔包括四个传感器安装孔、四个中转器和一个进气口。
传感器安装孔能安装两种不同型号传感器，并配有螺丝帽进行器件固定密封。
端口数据线连接计算机及中转器，两侧使用USB接口，实现数据的传输。
计算机上安装有标定软件，通过计算机端口数据线获取传感器串口实时数据，实现标定传感器。
【实施例3】
一种气体浓度传感器标定装置，如图1、图2所示，包括电能装置、端口电源线、进气口、气腔、传感器安装孔、传感器探头、中转器、端口数据线，电能装置通过端口电源线与中转器一端相连，中转器另一端连接于气体单元上，气体单元包括进气口、气腔、传感器安装孔，气腔与进气口及传感器安装孔相连，进气口及传感器密封形成腔室，用于采集气体，传感器探头、中转器组成传感器单元，传感器探头安装于传感器安装孔上，中转器与传感器及端口电源线、端口数据线相连，用于采集、处理、比对电信号，并将电信号转换为数字信号。
端口电源线两侧使用USB接口。电能装置为带有USB接口的计算机。
进气口位于气体标定装置上侧，与气腔相连，配有螺丝钉密封。
气腔包括两个传感器安装孔、两个中转器和一个进气口。
传感器安装孔能安装两种不同型号传感器，并配有螺丝帽进行器件固定密封。
端口数据线连接计算机及中转器，两侧使用USB接口，实现数据的传输。
计算机上安装有标定软件，通过计算机端口数据线获取传感器串口实时数据，实现标定传感器。
【实施例4】
一种气体浓度传感器标定装置，如图1、图2所示，包括电能装置、端口电源线、进气口、气腔、传感器安装孔、传感器探头、中转器、端口数据线，电能装置通过端口电源线与中转器一端相连，中转器另一端连接于气体单元上，气体单元包括进气口、气腔、传感器安装孔，气腔与进气口及传感器安装孔相连，进气口及传感器密封形成腔室，用于采集气体，传感器探头、中转器组成传感器单元，传感器探头安装于传感器安装孔上，中转器与传感器及端口电源线、端口数据线相连，用于采集、处理、比对电信号，并将电信号转换为数字信号。
端口电源线两侧使用USB接口。电能装置为带有USB接口的计算机。
进气口位于气体标定装置上侧，与气腔相连，配有螺丝钉密封。
气腔包括一个传感器安装孔、一个中转器和一个进气口。
传感器安装孔能安装两种不同型号传感器，并配有螺丝帽进行器件固定密封。
端口数据线连接计算机及中转器，两侧使用USB接口，实现数据的传输。
计算机上安装有标定软件，通过计算机端口数据线获取传感器串口实时数据，实现标定传感器。
【实施例5】
进行气体浓度传感器标定时，包括如下步骤：
(1)将传感器探头6统一拿到户外通风的地方(空气清洁，无目标气体场所)，放置2小时左右；
(2)如图1所示，将传感器安装孔5的螺丝帽打开，把标准及需标定传感器探头6分别放置到安装孔5处，拧紧螺丝帽。取出中转器7，分别连接两侧传感器探头6及端口电源线2、端口数据线8。另将端口电源线2一端插在电能装置处。端口数据线8一侧连接到PC，并在PC端打开气体传感器标定软件，选择相应的串口打开；
(3)调整零点：在气体标定软件处点击数据读取，待标定气体探头浓度变化趋于稳定时，查看左侧串口实时数据气体浓度是否为零，如不是，点击左侧调零按钮，获取中转器7处将传感器探头数据，进行比对数据分析差异，然后将相应信息回传到中转器7，进行数据再处理，按照提示等待一分钟后，出现标定成功，完成调零；
(4)标准气体标定：在进气口3处通入标准浓度气体，待气体持续稳定填充气腔4，在气体标定软件处进行数据读取，待两边气体浓度数据趋于稳定状态后，进行气体浓度数据对比，误差较大时，按照标准传感器探头6数值进行标定。将标准数值输入到需标定的探头数据框内，点击开始标定按钮，气体标定程序会获取中转器7处传感器探头数据，进行数据比对分析差异，然后将相应信息回传到中转器7，进行数据再处理，等待一分钟时间，出现标定成功提示，完成传感器的快速标定；
【比较例】
专利CN105548464A针对现有技术存在的气体浓度不易自行改变，专业配气周期长，且采用标准气瓶直接对气体传感器进行标定的方式，导致工作效率低的技术问题，发明了一种自行改变气体浓度，且能够标定气体传感器，提高工作效率，操作简单、安全的气体传感器标定装置。但是该专利只提供了气体传感器标定装置，未能提供相应的标定软件及与之配合的标定方法，无法满足石化企业的快速气体检测的要求。
本发明提供一种能够利用已标定探头进行对比读数从而快速标定未知探头的方法和***，能够安全、灵活地使用配气对探头进行快速标定，操作简便、效率高，能够满足石化企业对装置区各种气体传感器进行大批量快速标定的需要，取得了较好的技术效果。

Claims (10)

1.一种气体浓度传感器标定装置，包括电能装置、端口电源线、进气口、气腔、传感器安装孔、传感器探头、中转器、端口数据线，电能装置通过端口电源线与中转器一端相连，中转器另一端连接于气体单元上，气体单元包括进气口、气腔、传感器安装孔，气腔与进气口及传感器安装孔相连，进气口及传感器密封形成腔室，用于采集气体，传感器探头、中转器组成传感器单元，传感器探头安装于传感器安装孔上，中转器与传感器及端口电源线、端口数据线相连，用于采集、处理、比对电信号，并将电信号转换为数字信号。
2.根据权利要求1所述气体浓度传感器标定装置，其特征在于端口电源线两侧使用USB接口。
3.根据权利要求1所述气体浓度传感器标定装置，其特征在于电能装置为带有USB接口移动充电宝或计算机。
4.根据权利要求1所述气体浓度传感器标定装置，其特征在于进气口位于气体标定装置上侧，与气腔相连，配有螺丝钉密封。
5.根据权利要求1所述气体浓度传感器标定装置，其特征在于气腔包括四个传感器安装孔、四个中转器和一个进气口。
6.根据权利要求1所述气体浓度传感器标定装置，其特征在于传感器安装孔能安装不同型号传感器，并配有螺丝帽进行器件固定密封。
7.根据权利要求1所述气体浓度传感器标定装置，其特征在于端口数据线连接计算机及中转器，两侧使用USB接口，实现数据的传输。
8.根据权利要求7所述气体浓度传感器标定装置，其特征在于计算机上安装有标定软件，通过计算机端口数据线获取传感器串口实时数据，实现标定传感器。
9.一种权利要求1-8所述的气体浓度传感器标定方法，包括如下步骤：
(1)将传感器安装孔的螺丝帽打开，把标准及需标定传感器探头分别放置到传感器安装孔处，拧紧螺丝帽，取出中转器，分别连接两侧传感器探头及端口电源线、端口数据线，另将端口电源线一端插在电能装置处，端口数据线一侧连接到计算机，并在计算机端打开气体传感器标定软件，选择相应的串口并打开；
(2)调整零点：在气体标定软件处点击数据读取，待标定气体探头浓度变化趋于稳定时，查看左侧串口实时数据气体浓度是否为零，如不是，点击左侧调零按钮，获取中转器处将传感器探头数据，进行比对数据分析差异，然后将相应信息回传到中转器，进行数据再处理，出现标定成功，完成调零；
(3)标准气体标定：在进气口处通入标准浓度气体，待气体持续稳定填充气腔，在气体标定软件处进行数据读取，待两边气体浓度数据趋于稳定状态后，进行气体浓度数据对比，误差较大时，按照标准传感器探头数值进行标定；将标准数值输入到需标定的探头数据框内，点击开始标定按钮，获取中转器处的传感器探头数据，进行数据比对分析差异，然后将相应信息回传到中转器，进行数据再处理，出现标定成功提示，完成传感器的快速标定。
10.根据权利要求9所述气体浓度传感器标定方法，其特征在于传感器安装前，将传感器探头放置于户外通风处。
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