[实用新型]一种测量氧气浓度的仪器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量氧气浓度的仪器，可应用于工矿企业环境，船舱，坑道，化肥工业气体中氧含量的测定等相关领域。

背景技术

现有的测量氧气浓度的仪器是由电化学传感器构成，由于电化学传感器不稳定，仪器经常出现测量不准确等现象，所以在氧含量测量不准的时候就需要重新进行定标。由于现场环境的局限以及人员对定标操作过程的不熟悉，都会产生定标不准确和误操作等问题。另一方面，仪器测量结果受外界温度的影响比较大，并且不适宜工作于低温的环境。

实用新型内容

本实用新型技术解决的问题：克服现有技术的不足，提供一种测量氧气浓度的仪器，不易受外界温度的变化影响，实现了对实时氧气浓度的精确测量，且测量精度高，响应速度快。

本实用新型的技术解决方案：一种测量氧气气体浓度的仪器，包括：智能控制单元1、数据采集模块2、提供系统统一时间基准的系统时钟模块3、输出+5V和+24V直流对整个仪器提供电源的开关电源模块4、液晶显示模块5、打印机模块6、按键模块7和用于数据传输的通信模块8，所述数据采集模块2由氧化锆氧传感器10、传感器电流转化电压电路11和电压放大电路12组成；氧化锆氧传感器10的输出送至传感器电流转化电压电路11中，传感器电流转化电压电路11的输出与电压放大电路12连接；智能控制单元1通过串行接口与通信模块8双向连接；数据采集模块2、系统时钟模块3、开关电源模块4和按键模块7的输出分别通过串行接口与智能控制单元1相连接；智能控制单元1的输出通过串行接口分别与液晶显示模块5和打印机模块6相连接；对整个仪器提供电源的开关电源模块4的输出分别与数据采集模块2、系统时钟模块3、液晶显示模块5、打印机模块6、按键模块7和用于数据传输的通信模块8连接。工作时，氧化锆氧传感器10传送过来的电流信号送至传感器电流转化电压电路11中，传感器电流转化电压电路11将电流转化为电压，并将得到的电压值通过电压放大电路12进行放大后送至智能控制单元1中进行A/D转换，智能控制单元1根据氧化锆氧传感器1的特性曲线，计算出所得到的氧气含量的浓度值；系统时钟模块3将当前日期和时间以BCD码的形式传送给智能控制单元1，智能控制单元1收到系统时钟模块3传送过来的BCD码格式的数据后，将其转换成十进制的日期和时间，然后将当前日期和时间以及当前时间下计算得出的氧含量值送至液晶显示模块5显示出来，同时送至打印机模块6，打印机模块6根据系统设置的时间来打印氧含量曲线；开关电源模块4输出+5V和+24V直流，对整个仪器提供电源；外接的其他设备通过通信模块8发送一定格式的要求码，智能控制单元1通过通信模块8将计算得出氧含量结果传送到其他通信设备。

所述智能控制单元1由AVR单片机ATMEGA128完成，内部自带FLASH、SRAM、EEPROM、多个定时或计数器、串口、A/D转换器和PWM。

所述系统时钟模块3采用时钟芯片DS1302，通过配合外置备用镍镉电池，实现断电不丢失数据的功能。

所述通信模块8有两种通信方式，一种是4-20MA电流输出模式，另一种是485通信模式。

所述氧化锆氧传感器10的熔点2200℃以上，氧化锆氧传感器10的外边包裹着圆环形的聚四氟乙烯材料，氧化锆传感器10的尾部由聚四氟乙烯材料做成圆片遮挡保温，其中氧化锆传感器10的起始部分采用纯铝加工而成，外表经过金属抗氧化处理，耐腐蚀性好。

所述氧化锆氧传感器10的加热电压，即供电电压实现从0-3.75V缓慢上升，这样可以使开机后氧化锆氧传感器10两端电压由0V增长到工作电压3.75V，不会因为上电电压突变导致氧化锆氧传感器10损坏。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型由智能控制单元、数据采集模块、时钟模块等组成，数据采集模块由氧化锆氧传感器和传感器电流转化电压电路组成，而且氧化锆氧传感器为氧化锆氧传感器，由不易受外界温度的变化影响，实现了对实时氧气浓度的精确测量，且测量精度高，响应速度快。

(2)此外，本实用新型的氧化锆氧传感器由稳定的氧化锆材料制造，熔点2200℃以上，耐高温，外边包裹聚四氟乙烯材料，有效保持传感器内部环境温度的稳定，从而使得测量的氧含量值更准确。

(3)本实用新型在实现测量待测气体的含氧量浓度的同时，还实现了打印氧含量变化曲线的功能，这样可以使用户更方便直观的观察氧含量的变化。

(4)本实用新型能够提供通信模块作为仪器与其它仪器通信的方式，这样可以很方便的将本仪器测量的结果值传送到其他设备，实现在其他设备上监控本仪器的效果。