一种便携式微氧测试仪的制作方法

本实用新型涉及气体检测领域，特别涉及一种测量环境中微量氧气体的便携式微氧测试仪。

背景技术：

微量氧气体含量测量技术应用广泛，尤其在空分制氮、化工流程、磁性材料等高温烧结炉保护气体、电子行业保护性气体以及玻璃、建材行业等多个领域得到应用。在现有的氧含量测试仪主要分为常氧测试仪和微氧测试仪，一般微氧测试的测量范围在微量或痕量氧之间，且环境中氧含量越低，要保证测量的精度就越难。

常用的电化学式传感器的工作原理是当被测气体氧分子通过透气膜即可在传感器内发生氧化-还原反应，当氧分子到达正极表面时，发生还原反应，同时负极发生氧化反应，两个反应发生时有电流产生，电流的大小与反应速度成正比。微氧测试仪的微氧传感器在常氧中反应迅速，也会减少使用寿命。

现有的氧测试仪量程范围一般0～100％、0～25％、0～21％、0～1000ppm、 0～100ppm、0～10ppm等。在传感器产生电流到显示输出，经历多个电流处理过程，测试精确度较低。为了解决微氧传感器使用寿命和测量精度的问题，需要进行更进一步的研究。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种体积小，操作方便，能精确测量环境中微量氧气体的测试仪。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种便携式微氧测试仪，包括气路系统和电路系统，所述的气路系统包括通过气管依次串联的进气阀门、针阀、第一过滤器、稳压阀、平面四通阀、第二过滤器、流量计和出气阀门，其中所述平面四通阀还与微氧传感器连通。

进一步的，所述气管为不锈钢气管，在连接处做密封处理。

进一步的，所述流量计为浮子流量计，量程为0～1000ml/min。

进一步的，所述第一过滤器和第二过滤器均为不锈钢材质，。

进一步的，所述的稳压阀进气口的压力为0.2MPa～0.6MPa，出气口压力为0.2MPa。

进一步的，所述的微氧传感器为电化学式传感器，由多个功能芯片构成，可通过编程实现微量氧气体含量数据的定时定位输出和定时定位提取，也可以实现数据的实时输入与输出功能，其测量范围为0～1000ppm，精度为输出信号的0.2％。

进一步的，所述电路系统包括依次连接的微氧传感器、运算放大电路、 A/D转换电路、微处理器和显示电路，其中所述微处理器还与存储器、RS232 通信组件以及电源转换电路组件的接口相连。

进一步的，所述的运算放大电路包含多级可调电阻，在微氧测试仪的校验过程中进行不同测量范围的多级校验，保证微小范围内测量的精度。

进一步的，所述的A/D转换电路将4～20mA电流输入转换为0～5V电压输出；所述的微处理器由多个功能芯片构成，可通过编程实现微量氧气体含量数据的定时定位输出和定时定位提取，也可实现数据的实时输入与输出功能。

进一步的，所述的显示电路包括显示模块和按键装置；其中所述的显示模块包括数字显示屏和电源显示灯，所述的数字显示屏包括但不限于LED 显示屏、液晶屏；所述的按键装置包括校准键、电源开关键、气泵开关键。

相对于现有技术，本实用新型所述的便携式微氧测试仪具有以下优势：

(1)由于所述便携式微氧测试仪采用不锈钢管路连接气路，又进行气密工艺处理，保证待检气体的纯度；

(2)通过针阀和稳压阀的设置，使待检气体进入微氧传感器的气体的流量和压强都比较稳定，保证检测的准确性；

(3)通过进出口气路上过滤器的设置，使气体更加纯净，保护微氧传感器，使测试仪的使用寿命和准确性提高；

(4)通过设置电流信号多级放大电路，可分别对0～100ppm和 0～1000ppm多级校验，保证微量氧测量的精度。所述的一种便携式微氧测试仪还具有体积小，操作方便，数据准确、精度高的优点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种便携式微氧测试仪的吹扫状态的气路系统连接图；

图2是本发明一种便携式微氧测试仪的检测状态的气路系统连接图；

图3是本发明一种便携式微氧测试仪的电路系统连接图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种便携式微氧测试仪，包括气路系统和电路系统，如图1和2所示，所述的气路系统包括通过气管依次串联的进气阀门、针阀、第一过滤器、稳压阀、平面四通阀、第二过滤器、流量计和出气阀门，其中所述平面四通阀的两个气口分别通过气管与稳压阀和第二过滤器相连通，剩余的两个气口与微氧传感器连通。其中，所述气管均采用不锈钢气管，在气管与设备连接处进行密封工艺处理；针阀材质为不锈钢，阀门尺寸为6mm～12mm；所述流量计为浮子流量计，量程为0～1000ml/min；所述第一过滤器和第二过滤器均为不锈钢材质，体积小，具有气体单向流通性，具有过滤气体中的颗粒物和滴状物的功能；稳压阀进气口的压力为0.2MPa～0.6MPa，出气口压力为 0.2MPa。

如图3所示，本发明的所述电路系统包括依次连接的微氧传感器、运算放大电路、A/D转换电路、微处理器和显示电路，其中所述微处理器还与存储器、RS232通信组件以及电源转换电路组件的接口相连。

其中，所述的微氧传感器为电化学式传感器，由多个功能芯片构成，可通过编程实现微量氧气体含量数据的定时定位输出和定时定位提取，也可以实现数据的实时输入与输出功能，其测量范围为0～1000ppm，精度为输出信号的0.2％，微氧传感器输出信号为微弱的电流信号；所述的运算放大电路能够实现微氧传感器电流信号的多级放大和整流滤波，多级放大可以分为数据的低端放大、中端放大和高端放大三个阶段，且运算放大电路包含 0～100ppm和0～1000ppm多级可调电阻，在微氧测试仪的校验过程中进行不同测量范围的多级校验，保证微小范围内测量的精度；

所述的A/D转换电路将4～20mA电流输入转换为0～5V电压输出；所述的微处理器由多个功能芯片构成，可通过编程实现微量氧气体含量数据的定时定位输出和定时定位提取，也可实现数据的实时输入与输出功能，本发明中的微处理器与存储器、显示电路和RS232接口相连，实现数据的编辑、控制和存储功能；电源转换电路组件将220V电压转换成各个电路工作所用的直流电压0V、+5V和-5V；

所述的显示电路包括显示模块和按键装置；其中所述的显示模块包括数字显示屏和电源显示灯，所述的数字显示屏包括但不限于LED显示屏、液晶屏；所述的按键装置包括校准键、电源开关键、气泵开关键。

如图1和2所示，本发明的便携式微氧传感器的气路系统工作流程为：被测气体由进气阀门进入针阀，针阀与第一过滤器的进气阀门相连；第一过滤器的出气阀门与稳压阀相连，气体流经稳压阀后输出的气体压力稳定；稳压阀的出气阀门与平面四通阀的气口4相连，平面四通阀的气口1与第二过滤器相连，第二过滤器依次连接流量计和出气阀门。平面四通阀的气口3与微氧传感器的进气阀门相连，平面四通阀的气口2与微氧传感器的出气阀门相连。通过改变平面四通阀的手柄可以改变阀门口的连通情况。

电路系统工作流程为：被测气体透过微氧传感器的感应膜扩散到传感器内部，与传感器内部的物质发生电化学反应并形成微小电流，运算放大电路将微小电流放大，A/D转换电路将电流信号转换成电压信号，微处理器与存储器、显示电路和RS232接口相连，实现数据的编辑、控制和存储功能，并显示出来方便记录；电源转换电路将220V电压转换成各个电路工作所用的低电压。

所述的便携式微氧测试仪设置吹扫档和检测档两个档位，在检测环境中的含微量气体之前，先将平面四通阀的手柄搬至在吹扫档，此时气口2、3 连通，气口1、4连通(气口3、4不连通，气口1、2不连通)，此时氧传感器并未连入气路中；然后将平面四通阀的手柄搬至检测档，进行气体检测，气口3、4连通，气口1、2连通(气口2、3不连通，气口1、4不连通)，此时传感器传入气路中；检测完成后，在将平面四通阀的手柄搬回吹扫档，起到保护微氧测试仪中微氧传感器的作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。