有机溶剂气体浓度检测方法技术

本发明专利技术公开了一种有机溶剂气体浓度检测方法，本发明专利技术采用催化燃烧式可燃气体传感器B1、和氧化物半导体式气体传感器B2同进行浓度检测，在进行浓度检测时，首先计算B1、B2在在不同温度条件下的温度补偿系数，用于后续温度补偿；其次，计算出B1、B2在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度，用于选定每一种有机溶剂气体的主检传感器和校准传感器，并根据主检传感器和校准传感器的值输出校准浓度值；最后结合校准浓度值和温度补偿系数得到实际浓度值。该方法中不仅利用催化传感器、半导体传感器共同作用，对浓度信息进行校准，还结合温度系数进行温度补偿，从而使输出的数据计量准确，且本发明专利技术成本低廉，使用寿命长。使用寿命长。使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
有机溶剂气体浓度检测方法


[0001]本专利技术涉及一种气体浓度检测方法，尤其涉及一种有机溶剂气体浓度检测方法。

技术介绍

[0002]而有机溶剂主要应用于在医药、冶金、燃气、石油化工等行业，有机溶剂气体是指挥发性有机化合物，对人体健康有巨大影响的气体，包括苯乙烯、丙二醇、、甲酚、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛等气体，这些气体存在安全隐患，所以需要对其进行检测。
[0003]但目前对气体浓度的检测，主要是使用催化传感器、或半导体传感器、以及行业内检测效果最好的光离子PID传感器进行检测，存在以下问题：（1）一般只能检测可燃性气体的浓度，而对于非可燃性有机溶剂气体，则不能检测。
[0004]（2）光离子PID传感器，但成本高，寿命短。催化传感器检测有很多有机溶剂气体响应很差，达不到理想的检测效果；半导体传感器检测不能满足计量测试的要求。检测单一气体浓度准确，但现场物质成份偏多出现干扰时，只能用于定性检测。
[0005]我们通过长期多次对有机溶剂气体测试发现，各种有机溶剂气体对催化和半导体传感器的响应度不一致，本专利技术同时使用半导体和催化传感器检测，通对比例算法确认现场境有机溶剂气体浓度，可通过国家计量检验，符合标准，且成本低兼，使用寿命长。
[0006]名词解释：用于探测有机溶剂气体浓度的气体浓度传感器，一般为以下两种：催化燃烧式可燃气体传感器和氧化物半导体式气体传感器。
[0007]催化燃烧式可燃气体传感器是利用催化燃烧的热效应原理，由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥，在一定温度条件下，可燃气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧，载体温度就升高，通过它内部的铂丝电阻也相应升高，从而使平衡电桥失去平衡，输出一个与可燃气体浓度成正比的电信号。通过测量铂丝的电阻变化的大小，就知道可燃性气体的浓度。主要用于可燃性气体的检测，具有输出信号线性好，指数可靠，价格便宜，不会与其他非可燃性气体发生交叉感染。
[0008]氧化物半导体式气体传感器：氧化物半导体式气体传感器是利用被测气体的吸附作用改变半导体的电导率，通过电流变化的比较来激发报警电路的机器。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。本专利技术中采用TO
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5 金属封装。
[0009]目前已知的气体浓度传感器，其可探测多种探测有机溶剂气体浓度。单片机在已知有机溶剂气体的种类时，调用对用的浓度计算公式，根据气体浓度传感器反馈的浓度信息，即可计算出对应的浓度值。催化燃烧式可燃气体传感器和氧化物半导体式气体传感器不同，其对应的浓度计算公式也不同，但都可以通过单片机进行调用和计算。
[0010]本专利技术中，催化燃烧式可燃气体传感器、氧化物半导体式气体传感器两者搭配使
用，主要用于各种可燃性气体及各种可燃空气污染物的检测(如VOC、氨气、硫化氢等。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的就在于提供一种解决上述问题，能实现有机溶剂气体浓度的精确检测、成本低廉、使用寿命长、测量方法简单的有机溶剂气体浓度检测方法。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种有机溶剂气体浓度检测方法，包括以下步骤：（1）构建一检测装置；所述检测装置包括单片机、温度传感器、气体浓度传感器单元和和供电单元，所述温度传感器输出端连接单片机，所述气体浓度传感器单元包括用于探测有机溶剂气体浓度的催化燃烧式可燃气体传感器B1和氧化物半导体式气体传感器B2，二者分别经一放大电路连接单片机；（2）计算B1、B2在不同温度条件下的温度补偿系数；（3）计算B1在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度，包括（31）
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（33）；（31）将B1在甲烷气体环境中的响应度作为催化传感器的基准响应度，灵敏度值为1；（32）选取一种有机溶剂气体，将B1置于其气体环境中获取当前响应度，并根据下式计算B1在当前有机溶剂气体环境下的相对灵敏度；相对灵敏度=当前响应度/基准响应度（33）选择其他有机溶剂气体，按照步骤（32）的方法，得到B1在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度；（4）计算B2在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度；（41）将B2在酒精气体环境中的响应度作为催化传感器的基准响应度，灵敏度值为1；（42）按照步骤（32）、（33）中计算B1在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度的方法，得到B2在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度；（5）测量有机溶剂气体浓度；（51）选取一待测有机溶剂气体，标记为A气体，对比其在B1、B2中的相对灵敏度值，相对灵敏度值高的传感器作为主检传感器，另一个为校准传感器；（52）将检测装置置于A气体中，单片机获取当前温度传感器的温度值、主检传感器、校准传感器的初始浓度值，并将A气体对应主检传感器的初始浓度值标记为C1，对应校准传感器的初始浓度值标记为C2，并确定一校准范围（C2
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10%LEL，C2+10%LEL）；（53）判断C1的值，若C1位于校准范围内，则输出C1值作为校准浓度值，否则输出（C2+C1）/2作为校准浓度值；（54）查找该校准浓度值对应的温度补偿系数，进行温度补偿，输出实际浓度值。
[0013]作为优选：所述步骤（2）中，计算B1在不同温度条件下的温度补偿系数；具体为：（21）以B1在20℃下的响应电压为基准响应电压，定义基准响应电压对应的温度系数为100%，（22）确定一温度范围，在温度范围内选取N个温度值，按顺序标记为T1
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TN；
（23）改变当前温度至T1，获取B1在当前温度下的当前响应电压，根据下式计算当前温度下的温度补偿系数；温度补偿系数=当前响应电压/基准响应电压*100%（24）依次改变温度T2
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TN；获取B1在所有温度值下的温度补偿系数，构建成B1的温度补偿系数表；（25）B2在不同温度条件下的温度补偿系数的计算方法，与B1相同。
[0014]作为优选：步骤（54）具体为，根据下式计算实际浓度值；校准温度值/温度补偿系数=实际浓度值。
[0015]作为优选：还包括步骤（6），所述单片机连接一显示器，并通过显示器实时显示计算得到的实际浓度值。
[0016]作为优选：B1和B2在使用前进行零点标定，具体为：将检测装置置于20℃环境中，上电老化24H后，将此时B1、B2工作电压值标定为其零点。
[0017]作为优选：所述零点标定为：所述单片机内置多种有机溶剂气体对应于B1和B2的的浓度计算公式，单片机在已知有机溶剂气体种类时，调用对应的浓度计算公式，并显示其对应B1和B2的初始浓度值。
[0018]作为优选：所述有机溶剂气体包括VOC气体、氨气和硫化氢。
[0019]本专利技术中：（1）首先采用温度传感器对不同环境温度进行测量，且以催化燃烧式可燃气体传感器B1、氧化物半导体式气体传感器B2在20℃下的响应电压为基准响应电压，定义基准响应电压对应的温度系数为100%本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机溶剂气体浓度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）构建一检测装置；所述检测装置包括单片机、温度传感器、气体浓度传感器单元和和供电单元，所述温度传感器输出端连接单片机，所述气体浓度传感器单元包括用于探测有机溶剂气体浓度的催化燃烧式可燃气体传感器B1和氧化物半导体式气体传感器B2，二者分别经一放大电路连接单片机；（2）计算B1、B2在不同温度条件下的温度补偿系数；（3）计算B1在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度，包括（31）
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（33）；（31）将B1在甲烷气体环境中的响应度作为催化传感器的基准响应度，灵敏度值为1；（32）选取一种有机溶剂气体，将B1置于其气体环境中获取当前响应度，并根据下式计算B1在当前有机溶剂气体环境下的相对灵敏度；相对灵敏度=当前响应度/基准响应度（33）选择其他有机溶剂气体，按照步骤（32）的方法，得到B1在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度；（4）计算B2在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度；（41）将B2在酒精气体环境中的响应度作为催化传感器的基准响应度，灵敏度值为1；（42）按照步骤（32）、（33）中计算B1在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度的方法，得到B2在不同有机溶剂气体环境下的相对灵敏度；（5）测量有机溶剂气体浓度；（51）选取一待测有机溶剂气体，标记为A气体，对比其在B1、B2中的相对灵敏度值，相对灵敏度值高的传感器作为主检传感器，另一个为校准传感器；（52）将检测装置置于A气体中，单片机获取当前温度传感器的温度值、主检传感器、校准传感器的初始浓度值，并将A气体对应主检传感器的初始浓度值标记为C1，对应校准传感器的初始浓度值标记为C2，并确定一校准范围（C2
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10%LEL，C2+10%LEL）；（53）判断C1的值，若C1位于校准范围内，则输出C1值作为校准浓度值，否则输出（C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾刚，陈晓晖，
申请(专利权)人：四川希尔得科技有限公司，
类型：发明
国别省市：