[发明专利]用于非色散红外设备的校准方法和校准设备

说明书

本发明涉及一种用于非色散红外气体分析仪的校准方法，按照该方法，其中待校准的测量装置是借助于受控状态的一个参考装置而被校准的。本发明还涉及一种用于该方法的校准装置。

在较低档次的非色散红外(NDIR)测量设备通常所采用的结构中，随着设备使用的年限加大，输出信号呈现出漂移趋势。在诸如日本公开专利59-173734等专利文献中详细地说明了这类非色散红外(NDIR)设备的技术。常规的测量设备经常需要移到实验室进行校准工作，而测量物体在校准操作期间处于非受控状态。这样的实验室校准是一项费钱又费时的工作，而且必须每间隔一定时间就重复进行以使设备保持所需的测量精度。上述问题在用非色散红外(NDIR)设备来监控循环气体中的二氧化碳浓度这样的空调设备中时特别令人恼火，因为此时测量设备的信号漂移影响了空调系统的性能。

本发明的一个目的是克服上述技术的缺点，并且得到一种全新的校准方法和装置。

本发明是基于对非色散红外(NDIR)设备进行校准，校准的方式是将一个在实验室校准过的非色散红外(NDIR)设备与待校准设备并列放置，然后使周围气体进行循环，使流经待校准设备的气体随后进入在实验室条件下被预定校准过的参考测量设备的样品腔中。

更具体地说，本发明提出一种用于非色散红外气体分析仪的校准方法，其中处于待校准的测量装置是借助于处于受控状态的一个参考装置而被校准的，其特征在于参考装置是一种受过实验室校准的非色散红外测量装置，该校准方法包括：使环境空气通过待校准的测量装置的测量腔以及参考装置的测量腔两者循环，以及调节待校准的测量装置的显示器的读数或者输出信号分别等于参考装置的显示器的读数或输出信号。

此外，本发明也提出一种用于校准非色散红外气体分析仪的装置，所述的装置包括一个用于校准待校准的测量装置的参考装置，其特征在于所述的参考装置是一个实验室校准过的非色散红外测量装置，包括使环境气体通过待校准的测量装置的测量腔以及参考装置的测量腔传送的泵。

本发明的效果显著。应用本发明时，在场校准过程中不再需要单独的校准气体混合物或者进行有关温度压力补偿的实验室校准。这类单独的校准气体混合物价格昂贵，难于使用。此外，如果常规校准过程采用的是通常的场校准方式时，如忽视了对压力和温度补偿，则会带来过大的不确定因素。本发明的方法实现了简单、快速和费用低廉的场校准，而且测量设备本身的校准过程中也不需从控制系统上拆下来。

以下，将参考附图借助于一些典型的实施例对本发明作更详细的分析。

图1是本发明校准装置的示意图。

图2是本发明另一种校准装置的示意图。

图3是非色散红外(NDIR)设备典型的输出电压-浓度曲线族图形。

图4是常规的校准装置的示意图。

图5是本发明校准装置的示意图。

参见图1，本发明的一种校准装置主要包括四部分，即一个待校准的非色散红外(NDIR)测量装置1、在实验室校准过的另一个非色散红外(NDIR)参考装置2、待校准装置的电子单元21和参考装置的电子单元20。在本发明中，实验室校准一词指采用至少两种浓度和组分不同且确切知道的不同的校准气体混合物在已知的温度和压力下把测量装置的显示读数或输出信号调整到正确值的过程。对二氧化碳测量而言，所用的典型的校准气体混合物包括氮气，用它来建立装置的零点，同时待校准的另一个浓度点通常是测量范围的上限(如对二氧化碳而言为2000ppm)。

通常，非色散红外(NDIR)测量装置包括一个适于向一个测量腔6发出红外辐射的光源3。用一个带通滤波器5来滤过所述的穿过测量腔的辐射，并用检测器4检测所述辐射。由光源3、测量腔6、带通滤波器5和检测器4组成的单元也被称为光学校准台。由此得到的测量结果在一个电子单元21中处理，所述单元21中的输出信号正比于气体浓度并且需要的话还可在显示器23上表示为气体浓度读数。在图中示出的实施例中，气体借助于加热引起的流动通过旁路流动管路9流到测量腔6，所述的旁路流动管路9通过入口管11和出口管8与光学校准台相连。该旁路管有一个透气管路部分10，待测气体就是通过该部分从测量装置周围的环境大气进入到装置的气体循环，进而进入测量腔6中。在一个低档的装置中，这样一个气体循环是由光源3所放出的热量所致的热致流动实现的。单独的泵也可用于使气体循环。