专利名称：氮气浓度检测器的制作方法
技术领域：
本发明 涉及气体浓度检测装置，尤其涉及一种氮气浓度检测器。
背景技术：
在动态色谱低温氮吸附法比表面积测试过程中，需要对混合气体中氮气的浓度进 行检测，目前使用的检测方法是通过流量传感器分别测试载气和氮气的流速，根据流速比 来计算混合气体中的氮气浓度。此种方法的检测精度由于受到流量传感器精度(精度小于 0. lml/min)的限制，使得在检测流量小于lOml/min流量时的最高精度只能达到1%，使得 氮气浓度检测精度过低，造成测试结果精度无法保证，无法满足测试的要求。
实用新型内容基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型实施例提供一种氮气浓度检测器， 利用该检测器可以对氮气浓度进行准确的检测。本实用新型是通过下述技术方案实现的本实用新型实施例提供一种氮气浓度检测器，其特征在于，包括参比池、测量池和四个热敏电阻；四个热敏电阻连接形成电桥电路，形成的电桥电 路中两个相对设置的热敏电阻设置在参比池内，电桥电路中另外两个相对设置的热敏电阻 设置在测量池内，电桥电路的两个电极作为输入测量电压的输入电极，另外两个电极作为 输出电信号的输出电极。通过上述本实用新型实施方式提供的技术方案可以看出，本实用新型实施方式中 通过将四个阻值相等的热敏电阻连接形成电桥电路，使其中两个相对设置的热敏电阻作为 参比池，另外两个相对的电阻作为测量池，并将两个电极作为引入测量电压的输入电极，将 另外两个电极作为输出电信号的输出电极，在利用该检测器检测氮气浓度时，使氮气浓度 为零的基准载气作为参比气体通过参比池，使被检测的混合有氮气的氮气和载气的混合气 体通过测量池，根据输出电信号值的变化，即可确定被检测混合气体中的氮气浓度。该检测 器具有结构简单、使用方便，检测准确的特点。
图1为本实用新型实施例提供的检测器的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的检测器的各热敏电阻连接成电桥电路的示意图；图3为本实用新型实施例提供的检测器的不锈钢金属池体的正面视图；图4为本实用新型实施例提供的检测器的不锈钢金属池体的俯视图；图5为本实用新型实施例提供的检测器的不锈钢金属池体的正面剖视图；图6为本实用新型实施例提供的检测器的不锈钢金属池体的侧面剖视图。
具体实施方式
为便于理解，
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。实施例 本实用新型实施例提供一种氮气浓度检测器，用于检测混合有氮气的气体中的氮 气浓度，如图1、2所示，该检测器包括参比池、测量池和四个热敏电阻；其中，四个热敏电阻连接形成电桥电路，形成的电桥电路中两个相对设置的热敏 电阻札、R2设置在参比池1内，参比池1用于通过氮气浓度为零的基准载气A，电桥电路中 另外两个相对设置的热敏电阻R3、R4设置在测量池2内，测量池2用于通过被检测的载气和 氮气混合，且氮气浓度未知的混合气体B，电桥电路的两个电极作为输入测量电压Vtl的输入 电极，另外两个电极作为输出电信号V的输出电极。该检测器的输出电极输出的电信号与 被检测的氮气浓度满足下述拟合关系式C = (atg(V/a+b)-c)/d ；其中C为被检测的氮气 浓度；V为输出电信号值；a为校正系数；b、c、d为常数。上述检测器中，四个热敏电阻中任意两个热敏电阻的阻值之差不超过各热敏电阻 阻值的士 10%。一般四个热敏电阻的阻值可采用50 Ω 士 10 Ω 200 Ω 士 10 Ω。实际中，上述检测器中的参比池和测量池均设置在一个不锈钢金属池体21内(参 见图3-6所示)，参比池和测量池分别设有两个热敏电阻安装孔201、202，热敏电阻安装孔 201,202内均设有绝缘层，可在热敏电阻安装孔201、202内与热敏电阻的接触固定点处设 置绝缘层，使安装孔内设置的热敏电阻与参比池、测量池及不锈钢金属池体绝缘；不锈钢金 属池体21正面池壁上设有与参比池内部连通的基准气体进气孔23，及与测量池内部连通 的检测气体进气孔22，在不锈钢金属池体21侧壁上分别设有使参比池内部两个热敏电阻 的安装孔相互连通的连通工艺孔26，及使测量池内部两个热敏电阻的安装孔相互连通的连 通工艺孔27，不锈钢金属池体21正面池壁上的基准气体进气孔23与参比池内的连通工艺 孔26连通，检测气体进气孔22与测量池内的连通工艺孔27连通。不锈钢金属池体21正 面池壁上一般还设置固定该不锈钢金属池体21用的安装孔24。利用上述检测器检测混合气体中的氮气浓度时，使该检测器的参比池1中通过氮 气浓度为零的基准高纯载气Α，该检测器的测量池2中通过待测的载气和氮气混合、且氮气 浓度未知的混合气体B，当氮气浓度变化时，混合气体的导热系数将发生变化，混合气体导 热系数变化将引起测量池中的热敏电阻阻值变化从而将浓度信号转换为电信号，从该检测 器的输出电极输出。进一步，根据输出的电信号V，结合下述拟合关系式，即可计算确定所检 测混合气体中的氮气浓度，拟合关系式为氮气浓度与检测器电压信号的拟合关系式C = (atg (V/a+tg (b)) _b) /c其中C 混气浓度；V 检测器输出信号；a 校正系数；b为常数；c 值为 0. 152 士 0. 1 ；通过上述检测器利用拟合关系式，利用检测器测量得到的各参数，可方便的对氮 气浓度进行准确的检测，还可以通过已知氮气浓度的标准气体对该氮气浓度检测器的电信号和混气浓度的拟合关系式进行校正，校正方法为使检测器测量池分别通过氮气浓度为 零的基准载气Ctl和已知氮气浓度Cfe的标准气体，将得到检测器输出的电信号Vtl和Vp由 CpCfe和VpVfe求解二元一次方程即可求得校正系数a和常数b ；则对于未知氮气浓度的混 合气体，得到输出电信号后即可通过拟合关系式得到相应的浓度。实际中，利用上述检测器 取得各参数后，可由软件自动对拟合关系式进行修正。
综上所述，本实用新型实施例的检测器通过准确检测得到因被检测混合气体中氮 气浓度变化引起的输出电信号变化，利用得到的输出电信号，即可结合输出电信号与混合 气体中氮气浓度的拟合关系式，准确的得到混合气体中氮气的浓度。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变 化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权 利要求书的保护范围为准。
权利要求一种氮气浓度检测器，其特征在于，包括参比池、测量池和四个热敏电阻；四个热敏电阻连接形成电桥电路，形成的电桥电路中两个相对设置的热敏电阻设置在参比池内，电桥电路中另外两个相对设置的热敏电阻设置在测量池内，电桥电路的两个电极作为输入测量电压的输入电极，另外两个电极作为输出电信号的输出电极。
2.根据权利要求1所述的氮气浓度检测器，其特征在于，所述检测器的输出电极输出 的电信号与被检测的氮气浓度满足下述拟合关系式C = (atg(V/a+tg(b))-b)/c ；其中C 为被检测的氮气浓度；V为输出电信号值；a为校正系数；b为常数，c的值为0. 152士0. 1。
3.根据权利要求1所述的氮气浓度检测器，其特征在于，所述四个热敏电阻中任意两 个热敏电阻的阻值之差不超过各热敏电阻阻值的士 10%。
4.根据权利要求1 3任一项所述的氮气浓度检测器，其特征在于，所述四个热敏电阻 的阻值为 50 Q 士 10 Q 200 Q 士 10 Q。
5.根据权利要求1 3任一项所述的氮气浓度检测器，其特征在于，所述检测器还包 括不锈钢金属池体，所述参比池和测量池均设置在不锈钢金属池体内，参比池与测量池上 各设有两个热敏电阻安装孔，不锈钢金属池体正面池壁上设有与参比池内部连通的基准气 体进气孔，及与测量池内部连通的检测气体进气孔。
6.根据权利要求5所述的氮气浓度检测器，其特征在于，所述参比池与测量池上的热 敏电阻安装孔内与热敏电阻的接触固定点处均设有绝缘层。
7.根据权利要求5所述的氮气浓度检测器，其特征在于，所述不锈钢金属池体侧壁上 分别设有使参比池内部两个热敏电阻的安装孔相互连通的连通工艺孔，及使测量池内部两 个热敏电阻的安装孔相互连通的连通工艺孔。
专利摘要本实用新型提供一种氮气浓度检测器。该检测器包括参比池、测量池和四个热敏电阻；四个热敏电阻连接形成电桥电路，形成的电桥电路中两个相对设置的热敏电阻设置在参比池内，电桥电路中另外两个相对设置的热敏电阻设置在测量池内，电桥电路的两个电极作为输入测量电压的输入电极，另外两个电极作为输出电信号的输出电极。该检测器在检测氮气浓度时，使作为基准参比的氮气浓度为零的基准载气通过参比池，使被检测的载气与氮气的混合气体通过测量池，根据输出电信号值的变化，即可确定被检测混合气体中的氮气浓度。该检测器具有结构简单、使用方便，检测准确的特点。
文档编号G01K7/24GK201600347SQ20092011045
公开日2010年10月6日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者柳剑峰 申请人:贝士德仪器科技(北京)有限公司