[发明专利]气液两相氧分析仪及工作方法

权利要求书

1.气液两相氧分析仪，包括主机、探头；所述主机和所述探头通过连接线连接；

所述主机包括外壳及设置在所述外壳内的电路部分；所述外壳上设有防水薄膜开关；所述防水薄膜开关设有操作键；

所述探头采用Clark氧电极；所述探头内置温度传感器(热敏电阻)；所述探头还安装有压力传感器和湿度传感器；

所述电路部分包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器、A/D转换器、单片机、存储器、显示器、报警器，所述第一放大器、第二放大器、第三放大器、第四放大器均与所述A/D转换器连接，所述单片机与所述存储器、显示器、报警器连接，所述单片机还与所述防水薄膜开关的操作键连接，对所述操作键的触发作出相应响应；

其特征在于：所述第一放大器的信号输入端与所述探头的氧信号输出端连接，所述第二放大器的信号输入端与所述温度传感器的信号输出端连接，所述第三放大器的信号输入端与所述压力传感器的信号输出端连接，所述第四放大器的信号输入端与所述湿度传感器的信号输出端连接。

2.如权利要求1所述的气液两相氧分析仪的工作方法，其特征在于：

a)用所述气液两相氧分析仪，测量不同温度下的饱和溶解氧水，用所述探头输出的电流I_t除以各温度下水的饱和溶解氧的浓度C₀，计算出不同温度下探头的斜率A_t，取得探头斜率A_t与温度的对应关系A_t＝a*f(t)，并将其存储于所述电路部分的存储器中，a值预设为1；

b)用所述气液两相氧分析仪在不同温度下测量一定氧浓度的标准气，用所述探头输出的电流I_t除以各温度下的标准气的浓度GC，计算出不同温度下探头的斜率B_t，取得探头斜率B_t与温度的对应关系B_t＝b*F(t)，并将其存储于所述电路部分的存储器中，b值预设为1；

所述气液两相氧分析仪具有校准模式、溶解氧测量模式和气体氧测量模式，三种模式的工作过程如下：

所述气液两相氧分析仪置于空气中开机自检后，自动进入所述校准模式，在所述校准模式下，依次执行以下1)、2)、3)的动作：

1)所述温度传感器、压力传感器、湿度传感器分别测量当前温度t、压力P_c、湿度H；所述探头测量当前电流I_t；将P_c存储于所述电路部分的存储器中；

2)根据温度t，得到当前温度t下水的饱和水蒸汽压力P_w和标准大气压P₀下水的饱和溶解氧浓度C₀；由公式C_P＝C₀*(P-H*P_w)/(P₀-P_w)计算出压力为P，温度为t，湿度为H时空气等效的溶解氧浓度C_P；用所述探头输出的电流I_t除以C_P，计算出当前温度下校准时探头的斜率A_t’；由温度t，根据存储在所述电路部分的存储器中探头斜率A_t与温度的对应关系A_t＝a*f(t)，计算出温度t时探头的斜率A_t，计算A_t’/A_t；令a＝A_t’/A_t，得到新的探头斜率A_t与温度的对应关系A_t＝a*f(t)，并将其存储在所述电路部分的存储器中；

3)由公式GC_P＝GC₀*(1-H*P_w/P_c)计算出压力为P_c，温度为t，湿度为H时空气中的氧浓度GC_P，式中GC₀为干空气的氧浓度，即GC₀＝20.94％；用所述探头输出的电流I_t除以GC_P，计算出当前温度下校准时探头的斜率B_t’；由温度t，根据存储在所述电路部分的存储器中探头斜率B_t与温度的对应关系B_t＝b*F(t)，计算出温度t时探头的斜率B_t，计算B_t’/B_t；令b＝B_t’/B_t，得到新的探头斜率B_t与温度的对应关系B_t＝b*F(t)，并将其存储在所述电路部分的存储器中；

所述校准模式执行完毕，所述气液两相氧分析仪自动进入所述溶解氧测量模式，在所述溶解氧测量模式下，依次执行以下I)、II)、III)、Ⅳ)的动作：

I)所述温度传感器测量当前温度t；所述探头测量当前电流I_t；

II)根据所述电路部分的存储器中存储的探头斜率A_t与温度的对应关系A_t＝a*f(t)，计算当前温度t下探头的斜率A_t；

III)用探头当前电流I_t除以当前温度t下探头的斜率A_t，即可得到当前样品的溶解氧浓度C_t，并将C_t和温度t的值显示在所述显示器上；

Ⅳ)重复步骤I)、II)、III)的动作；

当接收到所述操作键进行气体氧测量的命令时，所述气液两相氧分析仪进入所述气体氧测量模式，在所述气体氧测量模式下，依次执行以下A)、B)、C)、D)的动作：

A)所述温度传感器测量当前温度t；所述压力传感器测量当前压力P；所述探头测量当前电流I_t；

B)根据所述电路部分的存储器中存储的探头斜率B_t与温度的对应关系B_t＝b*F(t)，计算当前温度t下探头的斜率B_t；

C)由公式GC_t＝I_t/B_t*P_c/P计算当前样品的氧浓度GC_t，并将GC_t和温度t的值显示在所述显示器上；

D)重复步骤A)、B)、C)的动作；

当接收到所述操作键进行溶解氧测量的命令时，所述气液两相氧分析仪进入所述溶解氧测量模式；

当接收到所述操作键进行校准的命令时，所述气液两相氧分析仪进入所述校准模式；所述校准模式执行完毕，所述气液两相氧分析仪自动返回校准前所处的状态。