[发明专利]一种浓度计算方法

说明书

本发明涉及一种浓度计算方法，属于气体浓度传感与测控仪器技术领域；步骤一、测量环境温度数据和空气中氢气浓度数据；步骤二、将氢气浓度数据和环境温度数据转换成电压信号，滤波，将滤波后的氢气浓度电压信号和环境温度电压信号发送至单片机；步骤三、测量不同浓度比例的混合气体中，氢气浓度随温度变化的数据；步骤四、拟合温度补偿系数；并将温度补偿系数发送至单片机；步骤五、根据拟合温度补偿系数，显示氢气浓度流信号对应的氢气浓度百分比；显示环境温度电流信号对应的温度值；本发明测量范围广，最高检测浓度可达100％；具有“广谱”性；灵敏度高，响应时间短；稳定性和可靠性高；结构简单且易于维护。

技术领域

本发明属于气体浓度传感与测控仪器技术领域，涉及一种浓度计算方法。

背景技术

气体浓度传感器广泛用于各行各业，大部分气体报警器都是采用电化学传感器，但传统电化学传感器通常存在感应器检测范围小、待测气体交叉影响和传感器的零点漂移问题。其他分析设备如半导体气敏传感器，灵敏度虽然较高，但稳定性差，工作温度大部分在300℃以上，需要加热装置，一般只能用做报警器。相对而言，热导传感器可靠性高、装置简单，但是也存在需要恒温检测来以减少辐射热耗散造成的误差的问题。因此，当前市场中的气体浓度传感器普遍存在以下问题：

(1)环境适应性差，需要恒温或加热装置

(2)检测气体单一，且待测气体交叉影响

(3)测量浓度范围小，且响应速度过慢，一般超过20秒。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种浓度计算方法，测量范围广，最高检测浓度可达100％；具有“广谱”性；灵敏度高，响应时间短；稳定性和可靠性高；结构简单且易于维护。

本发明解决技术的方案是：

一种浓度计算方法，包括如下步骤：

步骤一、在室外待测环境的地面上泼洒液氢，液氢挥发成氢气，将浓度传感器放置在室外待测环境中，测量环境温度数据和空气中氢气浓度数据；

步骤二、浓度传感器通过惠斯通电桥将氢气浓度数据转化为电压信号；将环境温度数据转换成电压信号；并对氢气浓度电压信号进行滤波处理；对环境温度电压信号进行滤波处理；将滤波后的氢气浓度电压信号和环境温度电压信号发送至单片机；

步骤三、测量不同浓度比例的混合气体中，氢气浓度随温度变化的数据；

步骤四、根据氢气浓度随温度变化的数据，拟合温度补偿系数；并将温度补偿系数发送至单片机；

步骤五；单片机将氢气浓度电压信号和环境温度电压信号均转化成电流信号，进行显示；并根据拟合温度补偿系数，显示氢气浓度流信号对应的氢气浓度百分比；根据拟合温度补偿系数，显示环境温度电流信号对应的温度值。

在上述的一种浓度计算方法，所述步骤一中，泼洒液氢量为0.5-2m³；室外温度为-20℃至50℃。

在上述的一种浓度计算方法，所述步骤三中，测量氢气浓度与环境温度的线性数据关系的具体方法为：

S1、准备10种不同浓度比例的氢气与惰性气体混合气体；

S2、将其中一种浓度的混合气体分别填充入测试容器中，并改变测试容器的温度；

S3、重复步骤二10次，获得每种浓度比例混合气体中氢气浓度随温度变化的数据。

在上述的一种浓度计算方法，所述步骤三中S1中，氢气的浓度分别为0％、1％、2％、4％、7％、10.1％、25.1％、50.1％、75.1％和100％。