[发明专利]气体浓度测量装置及其标定方法

说明书

本发明的目的在于提高气体浓度测量装置的测量精度。波动值计算过程包括：测量超声波传播通过壳体10内测量路径的传播时间的步骤；根据所述传播时间的测量值以及所述测量路径的基准距离，求得温度计算值的步骤；通过测量壳体10内的温度获得温度测量值的步骤；以及求得表示所述温度计算值与所述温度测量值之间差异的温度转换波动值的步骤。对于多种温度条件中的每一个执行波动值计算过程，在该多种温度条件下，壳体10内的基准气体具有不同的温度。基于在每种温度条件下获得的温度转换波动值，根据与所述气体温度测量值对应的温度补偿值，获得温度补偿表。

技术领域

本发明涉及一种气体浓度测量装置及其标定方法，尤其涉及一种根据超声波的传播特性测量给定气体浓度的装置和标定方法。

背景技术

目前，人们对在燃料电池供电下行驶的燃料电池车辆进行了广泛的研究和开发。燃料电池利用氢气和氧气的化学反应发电。一般而言，氢气作为燃料供应给燃料电池，而氧气从周围空气中摄入。燃料电池车辆配有储氢罐，由该储氢罐向燃料电池供应氢气。当储氢罐内的氢气量变少时，由设于加氢站的加氢装置向燃料电池车辆的储氢罐加氢。

由于氢气是可燃气体，因此必须对燃料电池车辆及加氢装置的氢气泄露进行检测。因此，氢气浓度测量装置与燃料电池车辆和加氢装置一道获得广泛使用。氢气浓度测量装置具有测量空气中所含氢气浓度以及在氢气浓度超出预定值时发出警报的功能。

下述专利文献1和2中描述了特定气体的浓度测量装置。这些专利文献中描述的装置以空气为测量对象，并根据空气中的超声波传播速度等超声波传播特性，对特定气体的浓度进行测量，也可用于氢气浓度的测量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：公开号为JP2002-214203的日本专利申请

专利文献2：公开号为JP1991-223669的日本专利申请

发明内容

本发明解决的技术问题

利用超声波传播速度对特定气体的浓度进行测量的装置中一般设有气体浓度测量空间，而且该浓度测量空间中设有用于收发超声波的超声波传感器。其中，超声波发射传感器发出的超声波传播通过所述浓度测量空间后，由超声波接收传感器接收。然后，根据发射和接收之间经过的时间以及预先求出的传播距离，计算超声波传播速度。然而，围成所述浓度测量空间的部件材料可随温度变化发生膨胀或收缩，该胀缩使得将传播距离作为定值而求得的传播速度测量值产生误差，从而使得通过传播速度测量值求得的浓度也存在误差。

本发明的目的在于提高气体浓度测量装置的测量精度。

解决问题的技术手段

本发明涉及一种配备气体浓度测量空间的气体浓度测量装置的标定方法，所述方法包括如下步骤：在多种温度条件中的每个温度条件下分别实施包括如下步骤的波动值计算过程，在所述多种温度条件下，所述浓度测量空间内的基准气体具有不同的温度：测量超声波传播通过所述浓度测量空间内的测量路径所需的传播时间；根据该传播时间测量值以及所述测量路径的基准距离，求得温度计算值；测量所述浓度测量空间内的温度以获得温度测量值；以及求得表示所述温度计算值与所述温度测量值之间差异的温度转换波动值(随温度而变的转换值)；以及根据每个所述温度条件下求得的温度转换波动值，求得将待测气体温度与针对所述温度的温度补偿值相对应的标定信息。

优选地，预先实施如下步骤：使所述气体浓度测量装置处于基准状态下，在所述基准状态下，所述浓度测量空间内存在所述基准气体，并且所述浓度测量空间的内部处于基准温度；测量所述气体浓度测量装置处于所述基准状态下时，所述超声波传播通过所述测量路径所需的基准传播时间；以及根据所述基准传播时间，求得所述测量路径的距离作为所述基准距离。