一種動態(tài)配氣系統(tǒng)及配氣方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種用于氣敏傳感器測試的動態(tài)配氣系統(tǒng)包括以下部件：待測氣源、稀釋氣源、第一氣體混合腔、第二氣體混合腔、氣體檢測裝置、多個閥門以及用于各部件間氣體傳輸?shù)臍怏w管路。各待測氣源連接于第一氣體混合腔；第二氣體混合腔具有至少兩個出氣口和至少兩個進氣口，第一出氣口及第二出氣口分別與氣體檢測裝置的出氣口以及第一進氣口連接，第一進氣口與第一氣體混合腔連接，第二進氣口與稀釋氣源連接，且稀釋氣源與氣體檢測裝置的第二進氣口連接。本發(fā)明專利技術(shù)還提供一種如所述動態(tài)配氣系統(tǒng)的動態(tài)配氣方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中動態(tài)配氣系統(tǒng)測試速度慢，精度低的問題。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種動態(tài)配氣系統(tǒng)及配氣方法，特別是涉及一種用于氣敏傳感器測試的動態(tài)配氣系統(tǒng)及配氣方法。
技術(shù)介紹
氣敏傳感器是對氣體中所含特定氣體成分的物理或化學性質(zhì)迅速感應(yīng)，并把感應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號，從而通過電信號反饋氣體是否存在及其濃度大小信息的傳感器。目前，氣敏傳感器廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷、自然災(zāi)害、生產(chǎn)安全和國防軍工等領(lǐng)域。隨著社會發(fā)展的需要，人們對氣敏傳感器的性能，如測量精度、選擇性、穩(wěn)定性等提出了更加苛刻的要求。對氣敏傳感器的標定和校準需要高精度、持續(xù)穩(wěn)定的配氣裝置。標準氣體的配置方法分為動態(tài)配氣法和靜態(tài)配氣法兩類。靜態(tài)配氣法是將一定量的已知濃度氣體或易揮發(fā)性液體加入到已知容積的稀釋氣體容器中，該方法是目前商業(yè)上和科研中使用較多的方法，具有設(shè)備簡單、操作容易的優(yōu)點。但是，由于容器壁對氣體有吸附作用和化學反應(yīng)，某些活潑氣體很難保持穩(wěn)定值；而且，靜態(tài)配氣法受容器體積限制，無法配比低濃度氣體；另外，在用于氣敏傳感器測試時，靜態(tài)氣體難以快速擴散和脫附，對測試結(jié)果都會造成極大影響。動態(tài)配氣法是持續(xù)按一定流量比將已知組分的氣體和稀釋氣混合，可以實現(xiàn)配置低濃度標氣和混合氣體，并可在氣敏傳感器測試時實現(xiàn)快速擴散和脫附，以達到精確的結(jié)果。但器件測試過程中需要切換不同濃度的標氣或混合氣體時，往往需要較長時間的沖洗檢測腔，氣氛才能恢復到原始狀態(tài)，傳感器吸附氣體后的解吸速度比較慢，大大影響了測試速度及準確性，不適合大量采集樣本數(shù)據(jù)。其次，配氣時氣體濃度往往還未到達預期濃度便進入檢測腔與傳感器發(fā)生反應(yīng)，容易造成檢測數(shù)據(jù)混亂和錯誤。最后，現(xiàn)有配氣系統(tǒng)往往只設(shè)有傳感器的溫控裝置，未設(shè)置氣氛溫控裝置，無法對氣體溫度進行調(diào)控，也無法模擬現(xiàn)實中的大氣溫度。因此，研制和開發(fā)一種精度高、濃度可變、溫度可變，且持續(xù)穩(wěn)定的動態(tài)配氣系統(tǒng)及配氣方法將具有非常重要的現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本專利技術(shù)的目的在于提供一種用于氣敏傳感器測試的動態(tài)配氣系統(tǒng)及配氣方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中動態(tài)配氣系統(tǒng)測試速度慢、精度低的問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本專利技術(shù)提供一種用于氣敏傳感器測試的動態(tài)配氣系統(tǒng)包括以下部件：待測氣源、稀釋氣源、第一氣體混合腔、第二氣體混合腔、氣體檢測裝置，以及用于各部件間氣體傳輸?shù)臍怏w管路和閥門。各待測氣源連接于所述第一氣體混合腔；所述第二氣體混合腔具有至少兩個出氣口和至少兩個進氣口，第一出氣口及第二出氣口分別與所述氣體檢測裝置的出氣口以及第一進氣口連接，第一進氣口與所述第一氣體混合腔連接，第二進氣口與所述稀釋氣源連接，且所述稀釋氣源與所述氣體檢測裝置的第二進氣口連接。優(yōu)選地，還包括氣體收集裝置，所述氣體收集裝置通過氣體閥門連接所述第二氣體混合腔的第一出氣口。優(yōu)選地，還包括氣體處理裝置，氣體處理裝置連接于所述氣體檢測裝置的出氣口以及第二氣體混合腔的第一出氣口。優(yōu)選地，氣體處理裝置前端氣路還設(shè)有可拆卸接頭。優(yōu)選地，還包括溫控裝置，溫控裝置設(shè)置于第二氣體混合腔以及氣體檢測裝置之間的氣體管路。優(yōu)選地，還包括第一流量控制裝置設(shè)置于待測氣源以及稀釋氣源與第二氣體混合腔之間的氣體管路，第二流量控制裝置設(shè)置于稀釋氣源與氣體檢測裝置之間的氣體管路；其中，所述第二流量控制裝置的量程大于等于第一流量控制裝置的量程。優(yōu)選地，閥門為多個手動閥門和多個自動閥門的組合。本專利技術(shù)還提供一種如所述的動態(tài)配氣系統(tǒng)的動態(tài)配氣方法：步驟一，測試前，調(diào)節(jié)閥門開關(guān)，釋放稀釋氣體和待測氣體；待測氣體進入第一氣體混合腔進行預混合后進入第二氣體混合腔；稀釋氣體分為兩路，一路進入氣體檢測裝置，進行清洗作業(yè)，另一路稀釋氣體進入第二氣體混合腔，與預混合后的待測氣體混合形成混合氣體；所述混合氣體通過第二氣體混合腔的第一出氣口排出，進行濃度調(diào)控；步驟二，測試開始，調(diào)節(jié)閥門開關(guān)，關(guān)閉稀釋氣體與氣體檢測裝置之間的氣體管路，使稀釋氣體只進入第二氣體混合腔和待測氣體混合形成混合氣體，所述混合氣體進入氣體檢測裝置和傳感器反應(yīng)，產(chǎn)生電信號輸出。優(yōu)選地，步驟一中，打開稀釋氣源和待測氣源前，還包括步驟：啟動第二氣體混合腔與氣體檢測裝置之間的溫控裝置，用于調(diào)節(jié)混合氣體的溫度。優(yōu)選地，還包括步驟三，測試中或測試結(jié)束，還包括將混合氣體輸出至氣體收集裝置的步驟。如上所述，本專利技術(shù)的一種動態(tài)配氣系統(tǒng)及配氣方法，具有以下有益效果：(1)本專利技術(shù)可以方便地更改調(diào)整氣體管路，用于模擬單組分或多組分氣體對氣敏傳感器的測試，保證了混合氣體中各氣體比例的準確性與穩(wěn)定；(2)本專利技術(shù)待測氣體進入第一氣體混合腔進行一次混氣，再通入第二氣體混合腔與稀釋氣進行二次混氣，混氣更均勻，為氣敏傳感器測試提供了持續(xù)穩(wěn)定的目標氣體濃度；(3)本專利技術(shù)混合后的氣體通過溫控裝置調(diào)溫后再進入氣體檢測裝置，可以實現(xiàn)對檢測氣體的溫度調(diào)控，可以實現(xiàn)對真實環(huán)境溫度的模擬；(4)本專利技術(shù)設(shè)置有獨立的稀釋氣路與氣體檢測裝置直接連接，可以進行大流量的快速沖洗，氣體檢測裝置只需要短時間的沖洗，氣體檢測裝置內(nèi)的氣氛就能恢復到原始狀態(tài)，有利于加快測試速度和測試精度；(5)本專利技術(shù)的第二氣體混合腔設(shè)置有獨立的氣體輸出氣路，不與氣體檢測裝置連接，直接外接氣體處理裝置，可進行氣體濃度調(diào)試，避免混氣后的前段氣體濃度未達標而對檢測數(shù)據(jù)造成混亂和錯誤；(6)本專利技術(shù)的第二氣體混合腔設(shè)置有獨立的氣體輸出氣路，不與氣體檢測裝置連接，直接外接氣體收集裝置，可進行儲氣和檢測，用于對混合氣體氣體濃度進行第三方檢驗。附圖說明圖1顯示為本專利技術(shù)的一種動態(tài)配氣系統(tǒng)示意圖。元件標號說明1稀釋氣源2待測氣源301第一流量控制裝置302第二流量控制裝置4第一氣體混合腔5第二氣體混合腔6氣體收集裝置7三通管8溫控裝置9傳感器陣列10氣體檢測裝置11可拆卸接頭12氣體處理裝置101～103,201～203閥門具體實施方式以下由特定的具體實施例說明本專利技術(shù)的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本專利技術(shù)的其他優(yōu)點及功效。請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本專利技術(shù)可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本專利技術(shù)所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于氣敏傳感器測試的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)配氣系統(tǒng)包括以下部件：待測氣源、稀釋氣源、第一氣體混合腔、第二氣體混合腔、氣體檢測裝置、多個閥門以及用于各部件間氣體傳輸?shù)臍怏w管路；各待測氣源連接于所述第一氣體混合腔；所述第二氣體混合腔具有至少兩個出氣口和至少兩個進氣口，第一出氣口及第二出氣口分別與所述氣體檢測裝置的出氣口以及第一進氣口連接，第一進氣口與所述第一氣體混合腔連接，第二進氣口與所述稀釋氣源連接，且所述稀釋氣源與所述氣體檢測裝置的第二進氣口連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于氣敏傳感器測試的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)配氣系統(tǒng)包括以
下部件：待測氣源、稀釋氣源、第一氣體混合腔、第二氣體混合腔、氣體檢測裝置、多個閥門
以及用于各部件間氣體傳輸?shù)臍怏w管路；
各待測氣源連接于所述第一氣體混合腔；所述第二氣體混合腔具有至少兩個出氣口和
至少兩個進氣口，第一出氣口及第二出氣口分別與所述氣體檢測裝置的出氣口以及第一進
氣口連接，第一進氣口與所述第一氣體混合腔連接，第二進氣口與所述稀釋氣源連接，且所
述稀釋氣源與所述氣體檢測裝置的第二進氣口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于：還包括氣體收集裝置，所述氣體
收集裝置通過氣體閥門連接所述第二氣體混合腔的第一出氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于：還包括氣體處理裝置，所述氣體
處理裝置連接于所述氣體檢測裝置的出氣口以及第二氣體混合腔的第一出氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于：所述氣體處理裝置前端氣路還設(shè)
有可拆卸接頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于：還包括溫控裝置，所述溫控裝置
設(shè)置于第二氣體混合腔以及氣體檢測裝置之間的氣體管路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)配氣系統(tǒng)，其特征在于：還包括第一流量控制裝置設(shè)置于
待測氣源以及稀釋氣源與第二氣體混合腔之間的氣體管路，第二流量控...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊志，蔣文凱，王濤，王帥，魏浩，張亞非，
申請(專利權(quán))人：上海交通大學，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31