溶解氧传感器标定装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及测量技术领域，特别是指一种溶解氧传感器标定装置。


背景技术：

[0002]
传统的溶解氧传感器标定方法一般使用两点标定，即零点标定和满量程标定，其标定液及标定方法分别为：将过量的na
2
so
3
溶于蒸馏水中，经过充分搅拌，使na
2
so
3
将溶液中的氧吸收殆尽，得到无氧水溶液，测定仪器的零点误差；在（25
±
0.5）℃时，将空气通入蒸馏水并使其中的溶解氧浓度达到饱和后，再静置一段时间使溶解氧达到稳定，然后测定仪器的量程误差，量程测量时需要对溶液进行不停的搅拌，防止与膜接触的瞬间将该部位溶液中的溶解氧消耗，影响测量精度，整个测量过程时间长，而且零点标定需要化学试剂na
2
so
3
，对眼睛、皮肤、粘膜有刺激作用，且标定产生废液，易对环境造成污染，满量程标定时，为了达到氧饱和且浓度稳定，要通过足够长时间的曝气处理并需静置一定时间，故标定耗时长，标定效率低，最重要的是这种标定方法无法对测量仪器范围内的其他点进行精度验证；
[0003]
另外，有些文献中报道过另一种试验方法，先分别制定饱和的n
2
溶液和饱和o
2
溶液，通过调节蠕动泵的流速，再将其按不同的比例混合，得到不同溶液中氧的浓度，从而达到对溶解氧传感器性能检定的目的，两种饱和的n
2
溶液和饱和o
2
溶液的配置时间长、稳定性差，且受蠕动泵精度的影响，溶解氧浓度很难达到仪器精度要求。
[0004]
而且，上述的两种标定方法结够复杂，操作繁琐，水溶液中氧浓度不宜达到稳定。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于提供一种溶解氧传感器标定装置，对溶解氧传感器标定精度高、无化学污染、操作简单，且标定过程安全性高。
[0006]
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
[0007]
一种溶解氧传感器标定装置，其包括氧气输入接口、氮气输入接口、饱和水蒸气输入接口、混气管道以及标定室；所述氧气输入接口、氮气输入接口和饱和水蒸气输入接口连接于混气管道上并与混气管道的内腔连通；所述混气管道与标定室连接且混气管道的内腔与标定室的内腔相通；所述标定室上设有与标定室内腔相通的液封口以及至少两个传感器安装口。
[0008]
所述标定室包括上盖和底板；所述上盖呈半球状且向上凸起，上盖的底部与底板密封连接且二者之间形成标定室的内腔，所述传感器安装口设置于上盖上，且传感器安装口的中心轴线穿过上盖的球心；所述液封口设置于底板上；所述混气管道与上盖相连接。
[0009]
所述混气管道的中心轴线与底板相互垂直，且混气管道的中心轴线穿过上盖的球心。
[0010]
所述上盖顶部中心设有一安装孔，所述混气管道密封插置于安装孔中；所述混气管道的上部伸出标定室的内腔外，混气管道的下部伸入标定室的内腔中；所述氧气输入接
口、氮气输入接口和饱和水蒸气输入接口与混气管道上端相连，且所述混气管道上宽下窄，混气管道下部渐缩成锥形。
[0011]
所述混气管道内壁设有至少两列混气叶片，各混气叶片向下倾斜。
[0012]
所述混气管道内壁上设有两列混气叶片，两列混气叶片上下错位设置。
[0013]
所述上盖上设有上、下两圈传感器安装口，其中上圈的传感器安装口中心点和上盖球心的连线与底板的夹角为60
°
，下圈的传感器安装口中心点和上盖球心的连线与底板的夹角为30
°
。
[0014]
所述氧气输入接口和氮气输入接口上均安装有气阀门。
[0015]
采用上述方案后，本实用新型的溶解氧传感器标定装置结构简单；而且本实用新型通过溶解氧传感器标定装置、氧气、氮气和饱和水蒸气进行标定，解决了溶液中氧浓度不稳定对测量误差的影响，简化了溶液中不同氧浓度的配比过程，节省标定时间，氮气和氧气扩散到空气中不会造成大气的污染，且标定过程中不需要任何化学试剂，避免对人体的伤害和二次污染；因此本实用新型对溶解氧传感器的标定精度高、无化学污染操作简单，且标定过程安全性高。
附图说明
[0016]
图1为本实用新型的溶解氧传感器标定装置的结构示意图；
[0017]
图2为本实用新型的溶解氧传感器标定装置的俯视图；
[0018]
图3为本实用新型的溶解氧传感器标定装置的仰视图；
[0019]
标号说明：
[0020]
氧气输入接口1，
[0021]
氮气输入接口2，
[0022]
饱和水蒸气输入接口3，
[0023]
混气管道4，混气叶片41，
[0024]
标定室5，上盖501，底板502，液封口51，液封接头511，传感器安装口52，安装孔53，
[0025]
气阀门6。
具体实施方式
[0026]
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
[0027]
如图1至图3所示，本实用新型揭示了一种溶解氧传感器标定装置，其包括氧气输入接口1、氮气输入接口2、饱和水蒸气输入接口3、混气管道4以及标定室5；其中所述氧气输入接口1、氮气输入接口2和饱和水蒸气输入接口3连接于混气管道4上并与混气管道4的内腔连通；所述混气管道4与标定室5连接且混气管道4的内腔与标定室5的内腔相通；所述标定室5上设有与标定室5内腔相通的液封口51以及至少两个传感器安装口52，各传感器安装口52中的一个用于安装标准溶解氧传感器，其余的则可用于安装待标定溶解氧传感器，标准溶解氧传感器的示数作为测定标准值。其中氧气输入接口1、氮气输入接口2和饱和水蒸气输入接口3用于将氧气、氮气和饱和水蒸气通入混气管道4和标定室5中，从而使得标定室5中可形成氧浓度不同的水饱和混合气体。
[0028]
具体的，配合图1至图3所示，所述标定室5包括上盖501和底板502，上盖501和底板502可采用亚克力板制成；所述上盖501呈半球状且向上凸起，上盖501的底部与底板502密封连接且二者之间形成标定室5的内腔，所述传感器安装口52设置于上盖501上，且传感器安装口52的中心轴线穿过上盖501的球心，所述液封口51设置于底板502上。由于上盖501呈半球状，且传感器安装口52的中心轴线穿过上盖501的球心，这样在标定室内的水饱和混合气体稳定后，能使得安装到各传感器安装口52上的溶解氧传感器接触到水饱和混合气体的氧浓度相同，状态一致，减小误差；配合图1和图2所示，其中所述上盖501上可设有上、下两圈传感器安装口52，上圈的传感器安装口52的数量可为4个，下圈的传感器安装口52的数量可为8个，上圈的传感器安装口52的中心和上盖501的球心的连线与底板502的夹角α为60
°
，下圈的传感器安装口52的中心和上盖501的球心的连线与底板502的夹角β为30
°
；配合图1和图3所示，所述液封口51可设置多个，且各液封口51关于上盖501的球心呈中心对称分布，液封口51上可密封安装有液封接头511，通过液封接头511外连接出气管，这样将出水管置于水中则能通过水将液封口51进行液封，使得溶解氧传感器标定装置在标定过程中能维持内外气压平衡。
[0029]
配合图1和图2所示，所述混气管道4与上盖501相连接，混气管道4也可采用亚克力板制成；混气管道4的中心轴线与底板502相互垂直，且混气管道501的中心轴线穿过上盖501的球心；其中所述上盖501顶部中心设有一安装孔53，所述混气管道4密封插置于安装孔53中，混气管道4的上部伸出标定室5的内腔外，混气管道4的下部则伸入标定室5的内腔中，这样能便于将混气管道4加长设置，以使得通入混气管道4中的饱和水蒸气能更好的与氧气或氮气混合。配合图1所示，所述氧气输入接口1、氮气输入接口2和饱和水蒸气输入接口3与混气管道4上端相连，所述混气管道4上宽下窄，混气管道4下部渐缩成锥形，这样混气管道4能对通入混气管道4的气体起到加速作用，从而使得通入混气管道4中的饱和水蒸气能更好的与氧气或氮气混合；其中所述氧气输入接口1、氮气输入接口2和饱和水蒸气输入接口3与混气管道4可一体成型，氧气输入接口1和氮气输入接口2上可均安装有气阀门6，通过气阀门6来调节通入混气管道4的氧气和氮气的量；配合图1所示，所述混气管道4内壁可设有至少两列混气叶片41，各混气叶片41向下倾斜设置，通过混气叶片41也能使得通入混气管道4中的饱和水蒸气能更好的与氧气或氮气混合；其中混气管道4内壁上可只设有两列混气叶片41，两列混气叶片41上下错位设置。
[0030]
本实用新型还揭示了一种溶解氧传感器标定方法，其包括如下步骤：
[0031]
步骤1：将标准溶解氧传感器和待标定溶解氧传感器安装于上述的溶解氧传感器标定装置的传感器安装口52上，其中若是溶解氧传感器标定装置的某个传感器安装口52没有安装溶解氧传感器，则该传感器安装口52通过堵头进行封堵密封；以及将装有氮气的氮气瓶、装有氧气的氧气瓶以及能产生饱和水蒸气的水蒸气发生器分别与所述的溶解氧传感器标定装置的氧气输入接口1、氮气输入接口2和饱和水蒸气输入接口3连接；
[0032]
步骤2：将所述的溶解氧传感器标定装置放入恒温箱或恒温水浴槽中，并通过水对溶解氧传感器标定装置的液封口51进行液封；
[0033]
步骤3：将所述恒温箱或恒温水浴槽的温度调节为多个不同预设温度中的一个；
[0034]
步骤4：将所述水蒸气发生器中的饱和水蒸气通入混气管道4和标定室5中，以及将氮气瓶中的氮气通入混气管道4和标定室5中；当待标定溶解氧传感器的示数为零时，停止
将氮气瓶中的氮气通入混气管道4和标定室5中；
[0035]
步骤5：保持将所述水蒸气发生器中的饱和水蒸气通入混气管道4和标定室5中，并将适量的氧气瓶中的氧气通入混气管道4和标定室5中，待标准溶解氧传感器的示数和待标定溶解氧传感器的示数稳定后，记录在当前预设温度下的标准溶解氧传感器的示数和待标定溶解氧传感器的示数；
[0036]
步骤6：重复步骤5，且重复次数至少为5次；其中可当标准溶解氧传感器的示数大于在当前设定温度值下的饱和溶解氧浓度的2倍时，停止重复步骤6，并进入步骤8；
[0037]
步骤7：将恒温箱或恒温水浴槽的温度依次调整为其他的预设温度，且每调整一次恒温箱或恒温水浴槽的温度就重复一次步骤4至6；
[0038]
步骤8：根据各个预设温度下的标准溶解氧传感器的示数数据和待标定溶解氧传感器的示数数据，对待标定溶解氧传感器进行仪器标定及温度校正。其中根据各个预设温度下的标准溶解氧传感器的示数数据和待标定溶解氧传感器的示数数据，对待标定溶解氧传感器进行仪器标定及温度校正为常规手段，具体是：将各预设温度下的标准溶解氧传感器示数数据映射到将待标定溶解氧传感器中。
[0039]
其中在所述的溶解氧传感器标定方法中，所述氮气瓶中的氮气的纯度为大于等于99.999%；所述氧气瓶中的氧气的纯度为大于等于99.999%，不仅可以减小标定的误差，还可以快速混合出不同氧浓度的水饱和混合气体；所述的多个预设温度的取值范围为0℃~40℃，以满足溶解氧传感器的正常使用温度的需求；所述的预设温度的数量可为大于等于8个。
[0040]
综上可知，本实用新型的溶解氧传感器标定装置结构简单；而且本实用新型通过溶解氧传感器标定装置、氧气、氮气和饱和水蒸气进行标定，解决了溶液中氧浓度不稳定对测量误差的影响，简化了溶液中不同氧浓度的配比过程，节省标定时间，氮气和氧气扩散到空气中不会造成大气的污染，且标定过程中不需要任何化学试剂，避免对人体的伤害和二次污染；因此本实用新型标定精度高、无化学污染、操作简单，且标定过程安全性高。
[0041]
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。