[发明专利]氧气浓度测量方法和系统

权利要求书

1.一种氧气浓度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤①：设置用于被测气体流过的测量气路（100）和用于参考气体流过的参考气路（200），所述测量气路（100）和所述参考气路（200）在测量气室（750）处汇合形成混合气路（700）；将压差传感器（300）跨接在测量气路（100）和参考气路（200）之间，使压差传感器（300）的两个压力感应端分别与测量气路（100）和参考气路（200）联通，用于测量所述测量气路（100）和参考气路（200）之间的气路压力差；

步骤②：在混合气路（700）的测量气室（750）处设置用于提供变化磁场的电磁元件（500），所述电磁元件（500）接受的励磁电流信号为方波信号；所述电磁元件（500）产生和激励电流同频的磁场作用于混合气路（700）的测量气室（750）处；

步骤③：当测量气路（100）中流过的待测氧气浓度的气体，参考气路（200）中流过已知浓度的参考气体时，由于氧气的顺磁特性，压差传感器（300）在测量气路（100）上的压差采样点与测量气室（750）之间会产生测量气路压力差；压差传感器（300）在参考气路（200）上的压差采样点与测量气室（750）之间会产生参考气路压力差；由于测量气室（750）处的气体混合，使得压差传感器（300）输出的压差信号中包含测量气路（100）中被测气体的氧气浓度信息，且该包含被测气体的氧气浓度信息的压差信号被调制在所述电磁元件（500）励磁电流信号频率的载波频率上。

2.根据权利要求1所述的氧气浓度测量方法，其特征在于，

用于所述电磁元件（500）励磁的电流方波信号的频率范围为50~150赫兹；用于所述电磁元件（500）励磁电流的方波信号在一个变化周期内的占空比为50%至70%。

3.根据权利要求1所述的氧气浓度测量方法，其特征在于，

所述参考气路（200）流过参考气体中的氧气体积百分比浓度范围为0~21％。

4.根据权利要求1所述的氧气浓度测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤④：设置用于氧气浓度测量系统控制的电控装置（900）；所述电控装置（900）内设置用于系统主控制的微处理器（910）、用于控制电磁元件（500）产生磁场的磁场控制单元（950）和用于压差传感器（300）输出的压差信号处理的模拟放大和数字化检测模块（930）；所述磁场控制单元（950）控制所述电磁元件（500）输出磁场的频率和强度大小；所述磁场控制单元（950）接受微处理器（910）的控制；

步骤⑤：所述压差传感器（300）输出包含被测气体的氧气浓度信息的压差信号，该压差信号被调制在所述电磁元件（500）励磁电流信号的频率上，该压差信号通过所述模拟放大和数字化检测模块（930）输入到微处理器（910）；所述微处理器（910）根据该压差信号和参考气路中参考气体中的氧气浓度信息，计算获得被测气体中的氧气浓度。

5.根据权利要求4所述的氧气浓度测量方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤⑥：设置用作气体流动动力源的抽气泵（600）；所述电控装置（900）设置有抽气泵控制单元（960）；所述抽气泵（600）设置在所述混合气路（700）的一端，同时为测量气路（100）和参考气路（200）提供气体流动动力；所述抽气泵（600）接受抽气泵控制单元（960）的控制，调整所述混合气路（700）、测量气路（100）和参考气路（200）中的气体流速；所述抽气泵控制单元（960）接受微处理器（910）的控制；

步骤⑦设置用于温度测量的温度传感器（700）；所述温度传感器（700）输出的温度信号通过所述模拟放大和数字化检测模块（930）输入到微处理器（910），所述微处理器（910）根据该温度测量数据，进行温度补偿计算获得温度补偿之后的被测气体中的氧气浓度。