一种非色散红外气体传感器温压特性测试系统的制作方法
【专利摘要】本发明主要为了解决非色散红外气体传感器温度和气压特性的测试而研制的一种仿真系统，系统主要是由测试槽、温度监控子系统、气压监控子系统、嵌入式系统、标准待测气样气瓶、进气管道、排气管道和接线端子电路组成。系统分别通过对温度监控子系统和气压监控子系统的调控实现对温度和气压的实时控制和检测，测试槽内外电路系统的电气连接由气密性良好且隔热的接线端子电路实现，嵌入式系统对系统进行总体控制。
【专利说明】一种非色散红外气体传感器温压特性测试系统
【技术领域】
[0001]本发明是一种机械电子自动控制系统，主要应用于非色散红外气体传感器系统中光谱吸收度与温压特性的测试，也可以应用于相关的其它领域。
【背景技术】
[0002]应用非色散红外气体传感器系统检测气体浓度常用的分析模型是光谱吸收定律，而光谱吸收定律仅在恒温、恒压的理想条件下适用，它不能描述光谱吸收度与温度气压之间的关系，但在实际应用中常常会受到温度气压变化的影响，导致检测结果发生偏差。为了提高检测精度，在相关传感器系统的研制过程中，常常需要解决光谱吸收度与温度气压之间关系的问题。因此，本发明提出了一种可以实时仿真环境温度和气压条件的控制系统，主要用于非色散红外气体传感器系统中光谱吸收度与温度气压之间关系的探索。
【发明内容】
[0003]为了提高检测精度，在相关传感器系统的研制过程中，常常需要解决光谱吸收度与温度气压之间关系的问题。因此，本发明提出了一种可以实时仿真环境温度和气压条件的控制系统。本系统主要由测试槽、温度监控子系统、气压监控子系统、嵌入式系统和标准待测气样瓶、进气管道、排气管道和接线端子电路组成，测试槽是一个气密性良好、隔热且可承受300kPa箱体；温度监控子系统主要由半导体制冷器及其控制电路、温度检测电路等组成，能够实时监控测试槽的温度；气压监控子系统主要由气泵及驱动控制电路、测试槽、进气管道、排气管道、标准待测气样气瓶、气压检测电路等组成，可实现对测试槽的气压控制，标准待测气样气瓶不仅起到对测试槽增压的作用而且还可提供标准待测气体；测试槽内温度监控子系统、气压监控子系统和非色散红外气体传感器的相关电路通过接线端子电路实现与外部的电气连接；嵌入式系统包含温度监控电路、气压检测电路、半导体制冷器控制电路和驱动控制电路，嵌入式系统可以对系统进行总体控制。
[0004]测试槽是一个气密性良好且隔热的箱体，可承受300kPa，测试槽有一个进气管道和两个排气管道，一个排气管道与气泵相连，另一个排气管道接开关阀，进气管道通过减压阀与标准气样气瓶相连。
[0005]温度监控子系统主要由半导体制冷器及其控制电路、温度检测电路等组成，将温度检测电路中的温度传感器置于测试槽中，半导体制冷器A和B加装在测试槽上，温度检测电路的电源线、地线和信号线以及半导体制冷器A和B的电源线、地线连接到测试槽内部的接线端子电路的接线柱，温度监控子系统用于自动检测和控制测试槽内温度。通过键盘以步进方式预设温度值，通过显示器实时显示测试槽内温度值，温度监控子系统的预设值范围为-15?55°C，精度:±0.1°C，温度监控子系统的温度监控范围为-10?50°C，步进单位0.1。。。
[0006]气压监控子系统主要由气泵及其驱动控制电路、测试槽、进气管道、排气管道、标准待气样气瓶、气压检测电路等组成。气泵的抽气管道与测试槽的排气管道连接便于抽出测试槽内气体，气泵与嵌入式系统的气泵驱动控制电路连接，标准气样气瓶通过调节阀、流量计和减压阀与进气管道连接，气压检测电路的电源线、地线和信号线与测试槽内的接线端子电路的接线柱连接。测试槽的增压操作是通过手动控制方式实现的，而减压操作则是通过自动控制方式实现。通过键盘以步进方式预设气压值，通过显示器实时显示测试槽内气压值，气压控制范围:80?116kPa，精度:±1%，气压预设值范围70?126kPa，步进单位 IkPa0
[0007]显示器主要用于显示温度检测值、温度预设值、气压检测值、气压预设值。
[0008]待测的非色散红外气体传感器置于测试槽内，可通过测试槽内的接线端子电路中的bll—bl6号接线柱与外部电路实现电气连接。
[0009]电源电路实现AC220V至系统电路所需电压的转换。
[0010]测试槽内外电路可通过气密性良好且隔热的接线端子电路实现电气连接，接线端子电路具有16x2个接线端子，测试槽内外各有16个，测试槽内外的接口端子的接线端子序号从左至右一次是bl、b2、b3......bl5、bl6和cl、c2、c3......cl5、cl6，它们之间——对应连通，分别用于连接测试槽内外的各种电路。测试槽内外端子电路的接口线端子序号及名称如表I和表2所不。
[0011]
【权利要求】
1.本发明是一种用于非色散红外气体传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，系统主要由测试槽、温度监控子系统、气压监控子系统、嵌入式系统和标准待测气样气瓶、进气管道、排气管道和接线端子电路组成，测试槽是一个气密性良好、隔热且可承受300kPa的箱体；温度监控子系统主要由半导体制冷器及其控制电路、温度检测电路等组成，能够实时监控测试槽内温度；气压监控子系统主要由气泵及其驱动控制电路、测试槽、进气管道、排气管道、标准待测气样气瓶和气压检测电路等组成，可实现对测试槽内气压控制；测试槽内的温度监控子系统、气压监控子系统和非色散红外气体传感器的相关电路通过气密性良好且隔热的接线端子电路实现与外部的电气连接；嵌入式系统实现系统总控。
2.根据权利要求1所述非色散红外气体传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，能够提供一种气密性良好、隔热、温度和气压可控试验装置，用于模拟一定的现场温度和气压环境。
3.根据权利要求1所述非色散红外气体传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，能够增强和降低测试槽内气压，增压方法是通过手动方式向测试槽中注入标准待测气体直至达到预设气压值；降压方法是通过系统自动控制气泵抽气实现的。
4.根据权利要求1所述非色散红外气体传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，系统通过温度检测电路检测测试槽内温度，并控制两个半导体制冷器分别进行制冷和制热，从而实现温度的自动控制。
5.根据权利要求1、3和4所述非色散红外气体传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，系统温度控制范围:-10?50°C，精度:±0.1°C ;气压控制范围:80?116kPa，精度:±1%。
6.根据权利要求1、3、4和5所述非色散红外气体传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，系统可对温度和气压值进行预设，通过步进方式预设温度值，步进单位0.rc，范围是-15?55°C ;通过步进方式预设气压值，步进单位lkPa，范围是70?126kPa。
7.根据权利要求1、3、4、5和6所述非色散红外气体传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，系统可同时显示温度和气压实时测试值和预设值。
8.根据权利要求1所述非色散红外气体传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，测试槽内外电路通过气密性良好且隔热的接线端子电路实现电气连接，接线端子电路具有16x2个接线端子，测试槽内外各有16个，它们之间是一一相应连通；分别用于连接测试槽内外的各种电路。
9.根据权利要求1所述非色散红外瓦斯传感器温度和气压特性测试系统，其特征在于，测试槽有一个进气管道和两个排气管道，一个排气管道与气泵相连，另一个排气管道接开关阀，进气管道通过减压阀与标准气样气瓶相连。
【文档编号】G01N21/3504GK104198425SQ201410485931
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】吴永忠, 程文娟, 黄星星, 汤世祥, 陈浩, 史志恒 申请人:合肥工业大学