[发明专利]一种气体浓度的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体浓度测量技术。

背景技术

气体浓度检测广泛应用于燃气、石油、化工、冶金等存在易燃、易爆、毒性气体的危险场所，厂矿内气体的浓度关系到作业工人的人生安全，准确地测量气体浓度可以帮助厂矿的生产人员制定出合理的排除危险气体计划，对生产中的安全隐患作出有效管控。此外气体浓度检测还可以应用于医疗、日化等多个行业。

现有技术下气体浓度测量多基于非色散红外光谱分析技术，即根据待测气体对某一波段红外光的吸收特性，选择特定波段红外光通过被测气体样本，红外光的衰减量与被测气体浓度之间的关系近似符合比尔兰博定律气体的红外吸收谱由大量非常尖锐、狭窄频段的吸收带组成，这些吸收带是振动-转动能级之间迁移的结果。采用上述方法测量气体浓度，具有以下不足：一、光谱分析技术需要购买相关光谱分析设备，但是这种设备价格较为昂贵，普通生产企业不具备购买实力。二、光谱分析技术对浓度测量人员的专业水平要求较高，使用这种方法需要具备较为深厚的光学知识，普通技术人员难以操作。三、采用上述方法，测量结果受气体压强影响较大，针对压强的补偿计算会造成最后测量结果有较大偏差。

随着人们生活水平的日益提高，人们对居住环境的空气质量也越来越重视。室内空气质量的好坏关系到居住者健康与否，VOC、氨气、硫化氢等是室内常见的污染气体，对这几种有害气体浓度的测量对人们针对性的改善室内空气具有很好的指导意义，但目前的气体浓度测量方法大多不能有效而精确的检测室内污染气体，并且没有针对性，传统的测量方法中有些不需要测量的气体会干扰对污染气体浓度的检测。

发明内容

为了解决现有技术下气体浓度测量方法步骤繁琐、操作不便、精度不高且容易被不需要测量气体干扰检测结果的问题，本发明公开了一种气体浓度的测量方法，其简化了气体浓度测量的步骤，降低了测量成本，便于操作且精度高，能够恰当的规避不需要测量气体对测量结果的干扰。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种气体浓度的测量方法，基于一种包括加热器、传感器和电位器的测量系统，其中所述传感器的电导率会因环境中待测气体的浓度而变化，所述加热器用来加热传感器，所述传感器与电位器串联；包括以下步骤：

S1加热器工作1-3小时后，调节电位器的输出电压在0.5V-1V范围内；

S2将测量系统置于洁净空气环境中，通电稳定5-20min后，记录传感器的输出电压值V₀和环境温度值T₀；

S3将测量系统置于待测气体环境中，通电稳定5-20min后，记录传感器的输出电压值V和环境温度值T；

S4根据T与T₀的差值，将传感器的输出电压补偿为V₁；

S4由公式TC＝e^ln(V1/V0)*C-1计算出待测气体浓度，单位为ppm。

较佳的，若待测气体环境中含有浓度TC>0.2ppm的不需要测量气体，对传感器进行稳定性补偿计算，直到待测气体浓度小于或等于0.2ppm。

较佳的，若待测气体浓度变化幅度在半小时内变化幅度超过0.2ppm，对传感器进行灵敏性补偿计算，气体浓度恢复到所述稳定性补偿前的值。

较佳的，所述稳定性补偿计算采取每小时待测气体浓度下降一半，直到其浓度值小于或等于0.2ppm为止的步骤。

较佳的，所述灵敏性补偿计算采取每分钟增加0.5倍的浓度值，直到浓度值恢复到稳定性补偿计算之前的步骤。

较佳的，当传感器初始值参照点发生漂移时，将V₁补偿为V₂。

较佳的，S1中加热的时间为2小时，电位器的输出电压为0.6V-0.8V。

较佳的，S2中通电时间为10min。

较佳的，所述传感器的供电设备为直流电源。

综上，本发明相对与现有技术的有益效果为：

1、简化了测量步骤，本技术方案一般只需要测量出两组数字，一组是在洁净空气环境中的电压和温度基准值，另一组是在待测气体中的电压和温度值，然后根据相关公式就可以计算出待测气体的浓度。相对于现有技术，测量的数值减少，计算步骤简化。对测量人员自身知识素养要求降低，便于推广应用。

2、测量成本低，本技术方案中的测量系统仅由加热器、传感器和电位器三个部分组成，成本低，耗电量低，与现有技术的光谱分析相比，节约测量成本。