[发明专利]一种潜水使用的混合气体成分比例的分析装置及方法

说明书

本发明公开了一种潜水使用的混合气体成分比例的分析装置及方法，本发明通过氧气传感器检测出被测气体的氧气浓度，通过超声波收发器来测量出声波在被测气体中的声速，从而得出氦气的含量，再根据氧气浓度和氦气含量，间接得到氮气的比例。采用上述设计，使得本发明能够准确且快速的分析出气体成分比例。

技术领域

本发明涉及潜水领域，特别是涉及一种潜水使用的混合气体成分比例的分析装置及方法。

背景技术

潜水混合气体的构成对于潜水生理模型计算是至关重要的，因此需要一个设备可以精确地分析吸入气体的气体构成，且它必须满足小型化、低功耗、响应快速以及高准确性需求。

因此，现在亟需设计一种能解决上述一个或者多个问题的潜水使用的混合气体成分比例的分析装置及方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的一个或者多个问题，本发明提供了一种潜水使用的混合气体成分比例的分析装置及方法。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：一种潜水使用的混合气体成分比例的分析装置，所述分析装置与气体管路连通,所述分析装置包括：

装置本体,所述装置本体上设有分析腔,所述分析腔用于收集被测气体；

氧气传感器,所述氧气传感器设置在所述分析腔内,用于检测所述分析腔内被测气体的氧气浓度；

超声波收发器,所述超声波收发器用于发出特定模式的调制信号,调制信号能够在分析腔内行进并折射返回；以及

微控制器，所述氧气传感器和所述超声波收发器分别与所述微控制器电连接。

在一些实施例中，所述氧气传感器包括：

用于收集被测气体的采样腔；

设置在所述采样腔内的红外发光二极管；

设置在所述采样腔内的光电二极管；

与所述红外发光二极管相配合的聚焦镜；

与所述聚焦镜相配合的光纤,所述红外发光二极管发出的红外线经过所述聚焦镜聚焦后,再通过所述光纤将波长为760nm～1000nm的红外线折射到所述光电二极管上；

用于测量气体压强的压力传感器；以及

设置在所述装置本体上的电路板,所述压力传感器、所述红外发光二极管和所述光电二极管分别与所述电路板电连接。

在一些实施例中，所述光电二极管上设有带通滤镜。

本发明还提出一种分析潜水使用的混合气体成分比例的方法，所述方法包括：

S1、令气体成分为氧气、氮气和氦气的被测气体进入分析腔内；

S2、氧气传感器采集分析腔内的被测气体，得到氧气分压,并结合压力传感器所检测到的数据得出被测气体中的氧气浓度；

S3、超声波收发器发出特定模式的调制信号，调制信号在充满被测气体的分析腔内行进并折射返回；

S4、测量出调制信号发射和返回后的时间差，在已知调制信号运动距离的前提下,得出声波在被测气体中的声速；

S5、在相同的温度和压强下，改变被测气体的氦气浓度，计算声波在不同氦气浓度下的声速，并将声速加以比较，从而得出氦气的浓度；

S6、已知氧气浓度和氦气浓度，来间接得出氮气的含量。

在一些实施例中，S2中氧气浓度的检测方法包括：

S21、红外发光二极管发射出波长为760nm～1000nm的红外线；