一种吸阻检测仪器的校准方法与流程

本发明涉及检测设备标准化，具体的说，涉及了一种吸阻检测仪器的校准方法。

背景技术：

1、目前，由于国内不同地区卷烟企业的生产、科研以及检测的环境条件千差万别，主要表现在不同地域环境大气压力与标准条件下大气压力存在差异。因此，为了保证卷烟吸阻检测仪器对相同样品在不同大气压力下压降值测量结果的一致性，通常将吸阻标准棒作为标准器具，通过两点校准的方法将一组吸阻标准棒在标准条件下测得的压降值传递给不同大气压力下卷烟吸阻检测仪器的测量值，建立修正曲线以达到校准的目的。

2、目前面临的主要问题包括：

3、校准过程中外界大气压力对吸阻标准棒本身压降值的影响并不满足严格的线性关系；同时，大气压力的改变也会导致cfo入口端体积流量发生变化，进而改变吸阻标准棒两端的压差，最终影响卷烟吸阻检测仪器校准结果的准确可靠。而目前行业内采用的针对环境参数的补偿方法，但是采用吸阻标准棒直接校准的方法受到许多不定因素的影响，如：吸阻检测仪器内置压差传感器是否精确、cfo入口端体积流量是否合格、校准过程中吸阻标准棒的保留时间时候符合校准要求、校准操作是否规范等，或多或少的都引入了干扰因素，需要设计一种新的修正补偿方法来提升环境参数的比重，尽可能的消除干扰因素影响。

4、另外，两点校准的方法也存在诸多缺陷：

5、首先，吸阻检测仪器的自带量程范围相对两点检测而言大得多，目前是预设了检测结果是线性变化的，通过两点检测即可确定曲线的变化趋势，进而推算出除采集的两点以外的其它定位的预测值，但吸阻检测仪器的实际变化趋势有可能超出预设的曲线范围，导致校准后的吸阻检测仪器仅在有限量程内准确。

6、基于该问题，通常需要增多检测点位，但实际操作过程中，校准人员在更换不同的标准棒期间，操作过程、安装过程、熟练度等诸多不确定因素都会干扰检测结果，导致得到的数据所依赖的实验条件出现差异，大幅增加了校准的难度。

7、为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种最大化减少了干扰因素，通过自动化作业完成校准的一种吸阻检测仪器的校准方法。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种吸阻检测仪器的校准方法，包括吸阻检测仪器、吸阻标准棒和校准装置；

4、所述校准装置包括连接气路、检测用压差传感器、大气压传感器、温湿度传感器、计时器和数据处理单元；

5、所述检测用压差传感器通过连接气路连接吸阻检测仪器的内置测点气路，所述检测用压差传感器连接数据处理单元；

6、所述数据处理单元分别连接大气压传感器和温湿度传感器以获取环境的大气压值和温湿度数据；

7、所述数据处理单元连接计时器以获取准确的校准时长；

8、所述数据处理单元连接吸阻检测仪器的数据接口，用于获取吸阻检测仪器的检测结果数据；

9、通过以下方法执行：

10、将检测用压差传感器的连接气路接入吸阻检测仪器的内置测点气路，使得检测用压差传感器的测点和吸住检测仪器的内置压差传感器的测点相同；

11、待吸阻检测仪器预热结束后，在吸阻检测仪器的测头处安装吸阻标准棒，吸阻检测仪器的进气通路通过吸阻标准棒与外界环境导通形成检测气路；

12、开始校准后，数据采集模块同时读取检测用压差传感器、内置压差传感器、吸阻检测仪器的测量值，数据处理模块根据检测用压差传感器与实际采集的环境参数计算理论压降值，并通过pds值进行补偿，利用得到的补偿值对吸阻检测仪器所测得的数值进行校准；

13、补偿的pds值通过以下公式计算得到：

14、

15、x＝3.48×10-6×pd+3.38×10-2

16、f(p)＝-1.981×10-5×p2+0.03761×p-0.2611

17、f(p,pd)＝-1.946×10-2-2.289×10-3×p+6.119×10-6×pd-1.268×10-6×p2-7.619×10-4×p×pd

18、其中，pds为通过计算得到的理论压降值，pa；pd为不同规格吸阻标准棒通过校准用压差传感器测量得到的实际压降值，pa；p为不同大气环境下通过大气压传感器测量得到的环境大气压，hpa。

19、基上所述，吸阻标准棒设置有若干个规格，可依据实际校准需求，通过替换不同规格的吸阻标准棒，实现对吸阻检测仪器的校准。

20、基上所述，所述吸阻检测仪器的内置压差传感器具有外接数据接口，所述数据处理单元还连接所述内置压差传感器，用于获取内置压差传感器的数值，并根据校准用压差传感器的压降值对内置压差传感器进行直接校准，根据所述补偿值对吸住检测仪器的显示压降值进行校准。

21、基上所述，还包括数据存储模块和数据传输模块，所述数据存储模块和数据传输模块连接数据处理模块，用于存储备份数据，所述数据处理模块根据备份的历史数据，生成校准关系的线性图，可用于对吸阻检测仪器的检测诊断。

22、基上所述，补偿的pds的计算步骤中，pd值的相对变化所依据的公式和相关参数，是消除所有统计无关项之后建立的。

23、一种吸阻检测仪器的校准方法，包括吸阻检测仪器和校准装置；

24、所述校准装置包括封装箱体大气压传感器、温湿度传感器、和封装于封装箱体内部的调压阀、校准用压差传感器、外接电源模块、计时器和数据处理单元；

25、所述封装箱体中设置连接气路，所述连接气路主要分为进口管路和出口管路，所述进口管路连通大气，所述调压阀安装于进口管路上，所述出口管路连接有烟支状空管，所述烟支状空管作为连接吸阻检测仪器的连接器，所述校准用压差传感器的测点位于调压阀后的连接气路上或吸阻检测仪器的内置测点处；

26、所述数据处理单元连接检测用压差传感器用于获取校准状态下校准装置的压差值；

27、所述数据处理单元连接计时器用于准确获取时间参数，所述外接电源模块为调压阀供电，通过控制外接电源模块的电压值来控制调压阀的开度，所述数据处理单元连接外接电源模块用于输出调节指令；

28、所述数据处理单元外接数据接口，所述数据接口为吸阻检测仪器内置压差传感器数据连接口；

29、所述烟支状空管的出气端用于连接吸阻检测仪器的进气通路；

30、通过以下方法执行：

31、建立外接电源模块输出的电压值与调压阀的调节压力之间的关系曲线；

32、根据电源模块输出的电压值与调压阀的调节压力之间的关系曲线与实际校准需要，确定采集点个数，并对应至大致的电压值；

33、吸阻检测仪器的内置气路通过烟支状空管和连接气路导通形成检测气路，吸阻检测仪器校准系统启动后，检测气路在负压发生装置和流量单元的作用下产生稳定气流；

34、校准时，根据实际校准需求，数据处理单元控制外接电源模块升压，当升压至第一个采集点区间所对应的电压值时，停止升压，保持电压值不变，开启通气进行校准操作，在规定的校准时间范围内，数据处理单元同时采集多个内置压差传感器和校准用压差传感器的平稳示值，求平均后将校准用压差传感器的数据发送至内置压差传感器进行关于第一个采集点的校准，同时吸阻检测仪器停止供气；

35、数据处理单元控制外接电源模块继续升压，升压至第二个采集点区间所对应的电压值时，停止升压，重复上述过程，对内置压差传感器进行关于第二个采集点的校准，同时建立起采集点之间的压差传感器示值校准线；

36、完成所有采集点下对内置压差传感器校准的同时，还对吸阻检测仪器的示值进行校准，具体的，根据采集的大气压数据以及校准用压差传感器的示值进行补偿值的计算，补偿的pds值通过以下公式计算得到：

37、

38、x＝3.48×10-6×pd+3.38×10-2

39、f(p)＝-1.981×10-5×p2+0.03761×p-0.2611

40、f(p,pd)＝-1.946×10-2-2.289×10-3×p+6.119×10-6×pd-1.268×10-6×p2-7.619×10-4×p×pd

41、其中，pds为通过计算得到的理论压降值，pa；pd为不同规格吸阻标准棒通过校准用压差传感器测量得到的实际压降值，pa；p为不同大气环境下通过大气压传感器测量得到的环境大气压，hpa；

42、利用补偿的pds值对吸阻检测仪器的显示示值进行校准，建立采集点之间的最终读数示值校准线。

43、基上所述，还包括数据存储模块和数据传输模块，所述数据存储模块和数据传输模块连接数据处理模块，用于存储备份数据，所述数据处理模块根据备份的历史数据，生成校准关系的线性图。

44、基上所述，补偿的pds值计算过程中，所述pd值的相对变化所依据的公式和相关参数，是消除所有统计无关项之后建立的。

45、本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明具有以下优点：

46、1.在已有理论的基础上，把传统校准过程中将吸阻标准棒作为标准器具的方式转换为将外接压差传感器作为新的标准器具，同时搭配大气压传感器、温湿度传感器、计时器等传感器获取校准过程中的信息，最后根据传感器测得的数据带入校准模型完成对吸阻检测仪器的校准。

47、采用该校准方法可以保证对校准过程中吸阻检测仪器的关键元器件进行检测，同时避免校准过程中的人员误差，通过记录采集时间，保证校准过程符合校准要求，同时基于传感器和校准模型的校准方式可以为校准流程的数字化以及未来基于数据对吸阻检测仪器的监测诊断提供一定的理论基础。

48、2.基于该校准方法主要可以分为两种实施情况：

49、第一种是，吸阻检测仪器不开源，无法利用串口等数据传输方式通过修改示值实现对仪器的直接校准。

50、在该情境下，主要通过将吸阻标准棒作为样品，搭配校准系统，通过数据采集模块获取仪器的信息，通过比对采集数据与校准系统计算的结果实现校准。在此基础上，搭配补偿算法，实现校准结果实时显示，同时对仪器的关键元器件做出评价；搭配远程数据传输模块和云服务器可以实现校准结果实时传递给上级计量中心，实现远程校准，最终实现实时打印校准证书，极大的提高了校准效率，减少校准成本。

51、第二种是，吸阻检测仪器开源，可以利用串口等数据传输方式通过修改示值实现对仪器的直接校准。

52、在该情境下，利用调压阀系统作为样品，主要对内置压差传感器实现校准，在已知量程范围的基础上，可以实现对全量程内置压差传感器的校准，在保证压差传感器的技术上，通过开源协议和多点模块，导入校准模型，实现对吸阻检测仪器的全量程校准。该方法主要可以解决校准过程中默认的线性问题，更加符合实际的校准。

53、3.在基于调压阀的方案中，由于建立了电压和调节压力之间的关系曲线，可以通过调节电压值获取大量的采集点，实现有限量程范围内的多点连续测量，摆脱了标准棒规格的限制，灵活性大幅提升，可以解决当前校准方法中难以全量程校准的问题。