基于红外气体分析器的标准气体稀释装置的稀释误差检测装置的制作方法

本实用新型属于标准气体稀释装置的检测校准技术领域，具体涉及一种基于红外气体分析器的标准气体稀释装置的稀释误差检测装置。

背景技术：
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标准气体稀释装置被广泛应用于各类气体分析仪器的生产厂商和检测机构，该装置以流量比混合法为基本原理，通过严格控制一定比例的标准气体和稀释气体的流量，并加以混合而制得目标浓度的气体。主要用于配置特定浓度的标准气体，满足开展气体分析仪、气体检测报警仪的检定、校准工作，或者用于满足气体分析质量控制时对不同浓度标准气体的需求。因此，标准气体稀释装置配置出的标准气体的准确程度，是开展气体分析仪、气体检测报警仪的检定校准工作的基础，标准气体的准确程度直接影响到检定校准结果准确性。

标准气体稀释装置的应用日益广泛，但是，如何保证标准气体稀释装置配置出的标准气体的准确性，成为一个急需解决的问题。目前，我国还没有对标准气体稀释装置进行检定的国家检定规程和校准规范。目前仅能依据流量计检定规程对标准气体稀释装置的部分部件进行校准或测试，但流量计只是整个标准气体稀释装置的主要部件之一，且标准气体稀释装置在工作时是由多个流量计相互配合工作，仅对流量计进行校准无法全面评价整个标准气体稀释装置的计量性能。

近几年修订的气体分析仪器的相关检定规程或校准规范逐步完善了对标准气体稀释装置的要求，例如JJF1263-2010《六氟化硫检测报警仪校准规范》中明确规定标准气体稀释装置的稀释误差不超过±1%，JJG1105-2015《氨气检测仪检定规程》中规定标准气体稀释装置的最大稀释误差不超过±1.5%，因此，有必要探讨和研究标准气体稀释装置的稀释误差的测量方法，以满足其有效溯源的需求。

技术实现要素：
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综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本实用新型提供了一种基于红外气体分析器的标准气体稀释装置的稀释误差检测装置，它是用待检测的标准气体稀释装置配制一定浓度的目标气体，通过红外气体分析器测量目标气体的浓度值，得到一组测量值；再在相同条件下，使用红外气体分析器测量与该目标气体浓度值相同的钢瓶装标准气体的浓度值，得到一组参考值。测量值与参考值的差值即为待检测的标准气体稀释装置的稀释误差。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于红外气体分析器的标准气体稀释装置的稀释误差检测装置，其中：包括待检测的标准气体稀释装置、流量控制系统、换向阀、红外气体分析器及钢瓶装标准气体，所述的待检测的标准气体稀释装置的出气口及钢瓶装标准气体的出气口通过管路连接换向阀，换向阀的出气口通过管路连接流量控制系统，所述的流量控制系统的出气口连接红外气体分析器。

进一步，所述的流量控制系统包括单片机控制器、触摸屏显示装置及质量流量控制器，所述的质量流量控制器的进气口连接换向阀的出气口，所述的质量流量控制器的出气口连通红外气体分析器的进气口，所述的单片机控制器的A/D转换模块通过数据线与质量流量控制器的控制口连接，所述的单片机控制器的输入模块及显示模块通过数据线连接通过控制线连接触摸屏显示装置。

一种基于红外气体分析器的标准气体稀释装置的稀释误差的检测方法，其中：包括以下检测步骤：

a、首先确定待检测的标准气体稀释装置的最大稀释倍数k，使用该标准气体稀释装置配制稀释倍数为2%k的目标气体；

b、开启红外气体分析器，待充分预热后，标定红外线分析器的零点和量程；

c、通过触摸屏显示装置设置流量控制系统的气体流量；

d、启动换向阀，使待检测的标准气体稀释装置1的出气口与流量控制系统连通，将步骤a中配制的目标气体通入红外气体分析器，待红外气体分析器示值稳定后，在时刻t1记录红外气体分析器的示值C1；启动换向阀，使与目标气体浓度相同的钢瓶装标准气体的出气口与流量控制系统连通，将钢瓶装标准气体通入红外气体分析器，待红外气体分析器示值稳定后，在时刻t2记录红外气体分析器的示值S1，在时刻t3记录红外气体分析器的示值S2；启动换向阀，再次使待检测的标准气体稀释装置的出气口与流量控制系统连通，将步骤a中配制的目标气体通入红外气体分析器，待红外气体分析器示值稳定后，在时刻t4记录红外气体分析器的示值C2；

e、计算待检测的标准气体稀释装置的稀释误差，计算公式如下：

式中：

—待检测的标准气体稀释装置的稀释误差值；

—通入目标气体时，红外气体分析器的示值；

—通入与目标气体浓度值相等的瓶装标准气体时，红外气体分析器的示值；

f、重复步骤d、e，对待检测的标准气体稀释装置的稀释倍数为2%k时的稀释误差值进行多次测量计算，多次测量得到的稀释误差值的平均值即为该标准气体稀释装置的稀释倍数为2%k时的稀释误差；

g、利用待检测的标准气体稀释装置配制不同稀释倍数的目标气体，重复步骤b~f，对待检测的标准气体稀释装置的不同的稀释倍数的稀释误差进行测量计算，得出不同稀释倍数的稀释误差；

h、分析待检测的标准气体稀释装置的各个稀释倍数的稀释误差，以绝对值最大的稀释误差作为该待检测的标准气体稀释装置的稀释误差。

进一步，所述的步骤c中设置的流量控制系统的气体流量为400~600ml/min。

进一步，所述的步骤d中，测量时t2-t1= t4-t3。

进一步，所述的步骤f中，测量次数为至少四次。

进一步，所述的步骤g中，利用待检测的标准气体稀释装置配制稀释倍数为10%k、30%k、50%k、80%k的目标气体，重复步骤b~f，计算出待检测的标准气体稀释装置的不同稀释倍数的稀释误差。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型是用待检测的标准气体稀释装置配制一定浓度的目标气体，通过红外线分析器测量目标气体的浓度值，得到一组测量值；再在相同条件下，使用红外线分析器测量与该目标气体浓度值相同的钢瓶装标准气体的浓度值，得到一组参考值。测量值与参考值的差值即为待检测的标准气体稀释装置的稀释误差。

2、本实用新型通过流量控制系统用于控制所有实验过程中的待测气体的流量，以保证所有的测量都是在相同的流量条件下完成，避免由于流量不同引入的气体浓度测量误差。通过操作触摸屏显示装置可以对质量流量控制器的流量进行设置，质量流量控制器的实际流量也可反馈回单片机控制器，形成一个闭环控制。

3、本实用新型利用红外气体分析器对目标气体的浓度进行测量，红外气体分析器是一种可对待测气体进行快速测量的分析仪器，分析结构准确度高、误差小、具有良好的长期稳定性和选择性。

4、本实用新型的步骤d中，在利用红外气体分析器对目标气体及钢瓶标准气体浓度进行检测时，检测时间要求满足t2-t1= t4-t3，即时间间隔相同，用以消除由于红外分析器的线性漂移引入的系统误差。

5、本实用新型的检测方法采用对待检测的标准气体稀释装置的不同的稀释倍数进行多次测量，以保证测量结果的准确性，能够真实反映待检测的标准气体稀释装置的整体计量性能。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的流量控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，一种基于红外气体分析器的标准气体稀释装置的稀释误差检测装置，包括待检测的标准气体稀释装置1、流量控制系统4、换向阀3、红外气体分析器5及钢瓶装标准气体2，所述的待检测的标准气体稀释装置1的出气口及钢瓶装标准气体2的出气口通过管路连接换向阀3，换向阀3的出气口通过管路连接流量控制系统4，所述的流量控制系统4包括单片机控制器42、触摸屏显示装置43及质量流量控制器41，所述的质量流量控制器41的进气口连接换向阀3的出气口，所述的质量流量控制器41的出气口连通红外气体分析器5的进气口，所述的单片机控制器42的A/D转换模块通过数据线与质量流量控制器41的控制口连接，所述的单片机控制器42的输入模块及显示模块通过数据线连接通过控制线连接触摸屏显示装置43。

利用上述基于红外气体分析器的标准气体稀释装置的稀释误差检测装置进行稀释误差检测的检测方法，它是用待检测的标准气体稀释装置1配制一定浓度的目标气体，通过红外线分析器对目标气体浓度进行测量，得到一组测量值；再在相同条件下，使用红外线分析器测量与目标气体浓度值相同的钢瓶装标准气体2的浓度值进行测量，得到一组参考值，将测量值与参考值进行对比分析评价待检测的标准气体稀释装置1的稀释误差。

包括以下检测步骤：

a、首先确定待检测的标准气体稀释装置1的最大稀释倍数k，例如某台标准气体稀释装置的常用最大稀释倍数k=200，使用该标准气体稀释装置配制稀释倍数为2%k的目标气体，即稀释4倍左右的目标气体。

b、开启红外气体分析器5，待充分预热后，标定红外线分析器的零点和量程。

c、通过触摸屏显示装置43设置流量控制系统4的气体流量；流量控制系统4的气体流量为500ml/min。

d、启动换向阀3，使待检测的标准气体稀释装置1的出气口与流量控制系统4连通，将步骤a中配制的目标气体通入红外气体分析器5，待红外气体分析器5示值稳定后，在时刻t1记录红外气体分析器5的示值C1；启动换向阀3，使与目标气体浓度相同的钢瓶装标准气体2的出气口与流量控制系统4连通，将钢瓶装标准气体2通入红外气体分析器5，待红外气体分析器5示值稳定后，在时刻t2记录红外气体分析器5的示值S1，在时刻t3记录红外气体分析器5的示值S2；启动换向阀3，再次使待检测的标准气体稀释装置1的出气口与流量控制系统4连通，将步骤a中配制的目标气体通入红外气体分析器5，待红外气体分析器5示值稳定后，在时刻t4记录红外气体分析器5的示值C2，测量时应满足t2-t1= t4-t3，用以消除由于红外分析器的线性漂移引入的系统误差。

e、计算待检测的标准气体稀释装置1的稀释误差，计算公式如下：

式中：

—待检测的标准气体稀释装置1的稀释误差值；

—通入目标气体时，红外气体分析器5的示值；

—通入与目标气体浓度值相等的瓶装标准气体时，红外气体分析器5的示值。

f、重复步骤d、e，对待检测的标准气体稀释装置1的稀释倍数为2%k时的稀释误差值进行四次测量计算，多次测量得到的稀释误差值的平均值即为该标准气体稀释装置的稀释倍数为2%k时的稀释误差。

g、利用待检测的标准气体稀释装置1配制稀释倍数为10%k、30%k、50%k、80%k的目标气体，重复步骤b~f，计算出待检测的标准气体稀释装置1的不同稀释倍数的稀释误差，得出不同稀释倍数的稀释误差；

h、分析待检测的标准气体稀释装置1的各个稀释倍数的稀释误差，以绝对值最大的稀释误差作为该待检测的标准气体稀释装置的稀释误差。

本实用新型在具体实施时，可设置多个不同浓度的钢瓶装标准气体2，各个钢瓶装标准气体2的出气口分别通过管路连接换向阀3的进气口，可在每个管路上都设置控制阀，可根据待检测的标准气体稀释装置1配制的目标气体的浓度选择相应浓度的钢瓶装标准气体2。而且，在选择设定目标气体浓度时，即在选择待检测的标准气体稀释装置1的稀释倍数时，也可以根据钢瓶装标准气体2的浓度，选择待检测的标准气体稀释装置1配制的目标气体的浓度。

要说明的是，上述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。