一种传感器测试系统的制作方法

文档序号:11197568
一种传感器测试系统的制造方法与工艺

本发明涉及测试技术领域,具体而言,涉及一种传感器测试系统。



背景技术:

氢能源作为一种新型绿色能源,具有分布广泛(有水即可制氢)、可再生永不枯竭、无污染、能量密度大和应用面广等越来越受到人们的青睐,并在化工、航天、军工等行业得到广泛的开发应用。

氢气是易燃易爆气体,与空气混合极易发生爆炸。为了保障存在氢气的工业生产过程和使用的安全性,需要氢气传感器来检测。氢检测技术作为氢能源开发利用的基础性关键技术之一,它的研究和开发变得越来越重要,国家921载人航天工程把连续显示0-2%氢气浓度列为研究课题。因此,研究高性能的氢气传感器已经成为国民经济领域及国防的重要需求,在实际应用中氢气传感器的性能是影响检测结果准确性的重要因素,实现传感器的性能检测准确性是目前亟待解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种传感器测试系统,通过设置测试平台、光源、测试腔体、储气装置、配气装置和光学分析装置实现了待检测气体传感器测试精度和响应速度的性能检测。

为实现上述目的,本发明实施例采用如下技术方案:

一种传感器测试系统,包括测试平台、光源、测试腔体、储气装置、配气装置和光学分析装置;

所述光源、测试腔体和所述光学分析装置分别设置于所述测试平台,待检测气体传感器设置于所述测试腔体内,所述待检测气体传感器连接于所述光源与所述光学分析装置之间,所述测试腔体与所述配气装置连通,所述储气装置为多个,各所述储气装置分别与所述配气装置连通;

所述配气装置根据预设配气标准获取各所述储气装置中的气体并配置均匀后输送至所述测试腔体,在所述光源向所述待检测气体传感器传输光时,所述光学分析装置每间隔预设时长获取所述光源发出的光通过所述待检测气体传感器前后的数据,进而获得待检测气体传感器不同时刻的检测结果,将所述检测结果与预存性能数据指标进行匹配得到所述待检测气体传感器的测试精度和响应速度的性能。

可选的,在上述传感器测试系统中,所述传感器测试系统还包括温度控制装置和湿度控制装置,所述温度控制装置设置于所述测试腔体内并检测和/或调整所述测试腔体内的温度,所述湿度控制装置设置于所述测试腔体内并检测和/或调整所述测试腔体内的湿度。

可选的,在上述传感器测试系统中,所述待检测气体传感器包括感应部,所述传感器测试系统还包括电信号检测装置,所述电信号检测装置连接于所述感应部的两端,所述电信号检测装置用于检测所述感应部两端的电信号,分析得到所述待检测气体传感器的电性能。

可选的,在上述传感器测试系统中,所述电信号检测装置的两端分别连接分别通过探针与所述感应部的两端连接,所述传感器测试系统还包括探针位移调节装置,所述探针位移调节装置为两个,其中一个所述探针位移调节装置设置于所述感应部的一端与所述电信号检测装置之间,另一个所述探针设置于所述感应部的另一端与所述信号检测装置之间。

可选的,在上述传感器测试系统中,所述传感器测试系统还包括光纤连接器,所述光纤连接器连接于所述光源与所述待检测气体传感器之间和/或所述光学分析装置与所述待检测气体传感器之间,所述光纤连接器包括单模通信光纤、多模通信光纤和/或裸露光纤。

可选的,在上述传感器测试系统中,所述光纤连接器包括第一光纤连接器和第二光纤连接器,所述第一光纤连接器连接于所述光源与所述待检测气体传感器之间,所述第二光纤连接器连接于所述光学分析装置与所述待检测气体传感器之间。

可选的,在上述传感器测试系统中,所述传感器测试系统还包括控制气体输送速率的气体流量控制装置,所述气体流量控制装置连接于所述配气装置与所述测试腔体之间。

可选的,在上述传感器测试系统中,所述光源为激光光源,多个储气装置中包括存储有氮气的储气装置,所述测试腔体与存储有氮气的储气装置连通。

可选的,在上述传感器测试系统中,所述传感器测试系统还包括抽真空装置,所述抽真空装置与所述测试腔体连通。

本发明还提供一种传感器测试系统,包括测试平台、光源、测试腔体、储气装置、配气装置、光学分析装置、探针位移调节装置和电信号检测装置。

所述光源、测试腔体、所述光学分析装置和电信号检测装置分别设置于所述测试平台,待检测气体传感器设置于所述测试腔体内,所述待检测气体传感器连接于所述光源与所述光学分析装置之间,所述测试腔体与所述配气装置连通,所述储气装置为多个,各所述储气装置分别与所述配气装置连通,所述电信号检测装置的两端分别连接分别通过探针与所述待检测气体传感器的两端连接。

所述配气装置根据预设配气标准获取各所述储气装置中的气体并配置均匀后输送至所述测试腔体,在所述光源向所述待检测气体传感器传输光时,所述光学分析装置每间隔预设时长获取所述光源发出的光通过所述待检测气体传感器前后的数据,进而获得待检测气体传感器不同时刻的检测结果,所述电信号检测装置每间隔预设时长检测所述待检测气体传感器的电信号,将所述检测结果和电信号与预存性能数据指标进行匹配得到所述待检测气体传感器的测试精度和响应速度的性能。

本发明提供了一种传感器测试系统,通过设置测试平台、光源、测试腔体、储气装置、配气装置和光学分析装置实现了待检气体传感器的测试精度和响应速度的性能检测。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的部分实施例,因此不应被看作是对本发明保护范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种传感器测试系统的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种传感器测试系统的另一结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种传感器测试系统的结构框图。

图4为本发明实施例提供的一种传感器测试系统的另一结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种传感器测试系统的另一结构示意图。

图标:10-传感器测试系统;20-待检测气体传感器;110-测试平台;130-光源;150-测试腔体;170-储气装置;190-配气装置;210-光学分析装置;230-温度控制装置;250-湿度控制装置;270-电信号检测装置;290-探针位移调节装置;310-光纤连接器;330-气体流量控制装置;350-抽真空装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请结合图1、图2和图3,本发明提供一种传感器测试系统10,所述传感器测试系统10用于检测待检测气体传感器20的性能,所述传感器测试系统10包括:测试平台110、光源130、测试腔体150、储气装置170、配气装置190和光学分析装置210。

所述光源130、测试腔体150和光学分析装置210设置于所述测试平台110,待检测气体传感器20设置于所述测试腔体150内,所述待检测气体传感器20连接于所述光源130与所述光学分析装置210之间,所述测试腔体150与所述配气装置190连通,所述储气装置170为多个,各所述储气装置170分别与所述配气装置190连通。

在本实施例中,所述光源130为激光光源。所述测试平台110用于对光学分析装置210和测试腔体150以及光源130起到支撑或固定的作用。所述测试平台110还可以用于对所述储气装置170和配气装置190起到支撑作用,所述测试平台110的形状大小可以不做具体限定,根据实际需求并方便用户对待检测气体传感器20进行测试进行设置即可,在此不做具体。

所述储气装置170具有良好的气密性,各所述储气装置170可以用于存储不同的气体,也可以存在两个或者两个以上的储气装置170用于存储同种气体。在本实施例中各所述储气装置170储存的气体不同。所述气体可以是但不限于稀有气体、有毒气体、可燃气体、氧气、氮气、空气、二氧化碳和/或氢气。

可选的,多个所述储气装置170中,存在一个储气装置170与所述测试腔体150连通,且该储气装置170中存储的气体是所述待检测气体传感器20不能检测到的气体,通过上述设置使得初始状态下所述储气装置170中不存在所述待检测气体传感器20能够检测到的气体,以保证检测结果的可靠性。在本实施例中,多个储气装置170中包括存储有氮气的储气装置170,所述测试腔体150与存储有氮气的储气装置170连通。

所述储气装置170具有良好的气密性,各所述储气装置170可以用于存储不同的气体,也可以存在两个或者两个以上的储气装置170用于存储同种气体。在本实施例中各所述储气装置170储存的气体不同。所述气体可以是但不限于稀有气体、有毒气体、可燃气体、氧气、氮气、空气、二氧化碳和/或氢气。

可选的,多个所述储气装置170中,存在一个储气装置170与所述测试腔体150连通,且该储气装置170中存储的气体是所述待检测气体传感器20不能检测到的气体,通过上述设置使得初始状态下所述储气装置170中不存在所述待检测气体传感器20能够检测到的气体,以保证检测结果的可靠性。在本实施例中,可选的,与所述测试腔体150连通的储气装置170中存储的气体为氮气。

所述配气装置190可以是动态配气装置,所述动态配气装置具备二级配气能力,可针对不同浓度的目标气源自动实现ppb量级至10%量级的宽范围、且大量程配气。在本实施例中,所述动态配气装置的气体稀释比可达100000000:1,耐压1.6Mpa,且气体漏率小于10-8Pa.m3/s。所述动态配气装置可针对不同浓度的目标气源实现宽范围低浓度的全自动配气,并且有浓度模式和流量模式两种调节方式。即只需预先设置配气浓度,所述动态配气装置自动选择是否需要二次配气,实现宽范围低浓度的配气。最大稀释比例(相对于N2):一次配气最大稀释比例为1L/0.1mL=10000倍,超出该稀释比例,即自动进行二次配气,二次配气后实现配气精度为10ppb级。

所述测试腔体150具有良好气密性,具体的,所述测试腔体150可采用负压、正压密封,所述测试腔体150的漏率低于10-8Pa.m3/s。所述腔体的形状可以是正方体、长方体、圆柱体或不规则的腔体,只要能实现对待检测气体传感器20进行检测即可。具体的,所述测试腔体150容量介于0.8L至2L之间所述测试腔体150还设置有一个观察窗,以方便用户观察实验过程中测试腔体150内的情况。

请结合图4,可选的,所述测试腔体150还设置有一个抽真空装置350,所述抽真空装置350与所述测试腔体150连通。在对待检测气体传感器20进行性能测试之前,可多次控制与所述测试腔体150连通的储气装置170向所述测试腔体150中充入氮气,之后通过抽真空装置350抽出所述测试腔体150中的氮气以清洗所述测试腔体150以避免检测过程中因外部因素影响待检测气体传感器20的性能检测结果。

所述待检测气体传感器20可以是稀有气体检测传感器、有毒气体检测传感器、可燃气体检测传感器或氧气检测传感器、二氧化碳检测传感器或氢气检测传感器。在本实施例中,所述待检测气体传感器20为氢传感器。

所述光学分析装置210用于获取所述光源130发出的光通过所述待检测气体传感器20前后的数据,所述数据包括光强和光波长等,并根据所述数据得到检测结果。具体的,所述检测结果可以是根据光波长变化值和/或光强度变化值以及波长变化速率和/或光强变化速率等对应的待检测气体传感器20的响应速度和测试精度。

在对待检测气体传感器20进行性能测试时,所述配气装置190根据预设配气标准获取各所述储气装置170中的气体并配置均匀后输送至所述测试腔体150,在所述光源130向所述待检测气体传感器20传输光时,所述光学分析装置210每间隔预设时长获取所述光源130发出的光通过所述待检测气体传感器20前后的数据,进而获得待检测气体传感器20不同时刻的检测结果,将所述检测结果与预存性能数据指标进行匹配得到所述待检测气体传感器20的测试精度和响应速度的性能。

其中,所述预存性能指标包括待检测气体传感器20的响应速度对应的性能等级、测试精度对应的性能等级、检测结果准确性对应的优劣等级通过上述设置可以实现对所述待检测气体传感器20的测试精度和响应速度的性能测试。

可选的,所述传感器测试系统10还包括温度控制装置230和湿度控制装置250,所述温度控制装置230设置于所述测试腔体150内并检测和/或调整所述测试腔体150内的温度,所述湿度控制装置250设置于所述测试腔体150内并检测和/或调整所述测试腔体150内的湿度。通过设置所述温度控制装置230和湿度控制装置250可以测试不同温度和/或湿度环境下待检测气体传感器20的测试精度以及测试时长。

请结合图5,在本实施例中,所述传感器测试系统10还包括电信号检测装置270,所述待检测气体传感器20具有感应部,所述电信号检测装置270连接于所述感应部的两端,所述电信号检测装置270用于检测所述感应部两端的电信号,分析得到所述待检测气体传感器20的电性能。所述电信号检测装置270包括电阻检测器件、电流检测器件和/或电压检测器件。

可选的,所述电信号检测装置270的两端分别通过探针与所述感应部的两端连接,所述传感器测试系统10还包括探针位移调节装置290,所述探针位移调节装置290为两个,其中一个所述探针位移调节装置290设置于所述感应部的一端与所述电信号检测装置270之间,另一个所述探针设置于所述感应部的另一端与所述电信号检测装置270之间。在对所述待检测气体传感器20进行电信号检测时,可移动所述探针,以检测不同部位之间的电信号。

在本实施例中,可选的,所述光学分析装置210与所述电信号检测装置270同时且每间隔预设时长获取待检测气体传感器20的电阻、电压数据,根据所述光学分析装置210获得的数据和所述电信号检测装置270获得的数据与预存性能数据指标进行匹配,从而可以得出更准确的待检测气体传感器20测试精度、响应速度、重复稳定性等性能结果。

可选的,所述传感器测试系统10还包括光纤连接器310,所述光纤连接器310连接于所述光源130与所述待检测气体传感器20之间和/或所述光学分析装置210与所述待检测气体传感器20之间,所述光纤连接器310包括单模通信光纤、多模通信光纤和/或裸露光纤。通过采用光纤连接器310以测试不同的光纤对所述待检测气体传感器20产生的影响,进一步检测所述待检测气体传感器20在不同的连接器件下的待响应速度、测试精度及测试结果准确性的性能。

所述光纤连接器310可以是一个也可以是两个,在本实施例中,所述光纤连接器310为两个,也即所述光纤连接器310包括第一光纤连接器和第二光纤连接器,所述第一光纤连接器连接于所述光源130与所述待检测气体传感器20之间,所述第二光纤连接器连接于所述光学分析装置210与所述待检测气体传感器20之间。通过采用所述第一光纤连接器和第二光纤连接器使得所述传感器测试系统10能够实现对不同光传输介质下待检测气体传感器20的性能测试。

可选的,所述传感器测试系统10还包括控制气体输送速率的气体流量控制装置330,所述气体流量控制装置330连接于所述配气装置190与所述测试腔体150之间。通过设置所述气体流量控制装置330使得所述待检测气体传感器20能够对不同浓度的气体进行检测,实现不同浓度情况下检测待检测气体传感器20的准确性。

本发明还提供一种传感器测试系统10,包括测试平台110、光源130、测试腔体150、储气装置170、配气装置190、光学分析装置210、探针位移调节装置290和电信号检测装置270。

所述光源130、测试腔体150、所述光学分析装置210和电信号检测装置270分别设置于所述测试平台110,待检测气体传感器20设置于所述测试腔体150内,所述待检测气体传感器20连接于所述光源130与所述光学分析装置210之间,所述测试腔体150与所述配气装置190连通,所述储气装置170为多个,各所述储气装置170分别与所述配气装置190连通,所述电信号检测装置270的两端分别连接分别通过探针与所述待检测气体传感器20的两端连接。

所述配气装置190根据预设配气标准获取各所述储气装置170中的气体并配置均匀后输送至所述测试腔体150,在所述光源130向所述待检测气体传感器20传输光时,所述光学分析装置210每间隔预设时长获取所述光源130发出的光通过所述待检测气体传感器20前后的数据,进而获得待检测气体传感器20不同时刻的检测结果,所述电信号检测装置270每间隔预设时长检测所述待检测气体传感器20的电信号,将所述检测结果和电信号与预存性能数据指标进行匹配得到所述待检测气体传感器20的测试精度和响应速度的性能。

综上,本发明实施例提供的一种传感器测试系统10,所述传感器测试系统10通过设置测试平台110、光源130、测试腔体150、储气装置170、配气装置190和光学分析装置210实现了待检测气体传感器20的测试精度及响应速度的性能检测。进一步的,通过设置温度控制装置230和湿度控制装置250实现了不同温度和/或不同湿度环境下的待检测气体传感器20性能测试。进一步的,通过设置所述电信号检测装置270及探针位移调节装置290以检测待检测气体传感器20在测试过程中的电信号的变化并根据电信号变化得到所述待检测气体传感器20的性能。进一步的,通过设置光纤连接器310以实现不同传输介质下待检测气体传感器20的性能测试。进一步,通过设置气体流量控制装置330,以实现不同浓度下待检测气体传感器20的准确性。

需要说明的是,在本文中,诸如“第一”、“第二”和“第三”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”或者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、物品或者设备不仅包括那些要素,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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,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发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

再多了解一些
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