[发明专利]载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程装置及方法

权利要求书

1.一种载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程装置，其特征在于：包括用于切换载体催化检测模式和热导检测模式的切换模块和用于控制切换模块切换检测模式的控制器；

所述控制器的控制信号输出端与切换模块的控制输入端连接，用于向切换模块发送控制载体催化检测模式和热导检测模式切换的控制信号；

所述控制器的载体催化检测输入端与切换模块的载体催化检测输出端连接，用于接收载体催化检测模式下检测到的甲烷浓度信号；

所述控制器的热导检测输入端与切换模块的热导检测输出端连接，用于接收热导检测模式下检测到的甲烷浓度信号。

2.根据权利要求1所述的载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程装置，其特征在于：所述切换模块包括载体催化甲烷元件、匹配电阻R1、电子开关U1和电子开关U2；所述载体催化甲烷元件包括带催化剂的铂电阻R2和不带催化的铂电阻R3；所述电子开关U1和电子开关U2型号为ADG849；

所述控制器的控制信号输出端与电子开关U1的引脚1连接，所述电子开关U1的引脚6通过铂电阻R2与铂电阻R3的一端连接，所述铂电阻R3的另一端与电源VCC连接；所述电子开关U1的引脚4通过匹配电阻R1与铂电阻R2和铂电阻R3的公共连接点连接；所述电子开关U1的引脚2与电源VCC连接；所述电子开关U1的引脚3接地；

所述电子开关U2的引脚5与铂电阻R2和铂电阻R3的公共连接点连接；所述电子开关U2的引脚2与电源VCC连接；所述电子开关U2的引脚3接地；所述电子开关U2的引脚6作为切换模块的热导检测输出端与控制器的热导检测输入端连接；所述电子开关U2的引脚4作为切换模块的载体催化检测输出端与控制器的载体催化检测输入端连接。

3.根据权利要求2所述的载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程装置，其特征在于：还包括温度感应元件，所述温度感应元件设置在载体催化甲烷元件表面，用于测量载体催化甲烷元件的实时温度值；所述温度感应元件的信号输出端与控制器的温度信号输入端连接，用于将载体催化甲烷元件的实时温度值发送给控制器，控制器根据载体催化甲烷元件的实时温度值对检测到的甲烷浓度值进行修正。

4.根据权利要求2所述的载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程装置，其特征在于：R_on1≤5％R_max，且R_on2≤5％R_max，其中，R_on1为所述电子开关U1导通内阻，R_on2为所述电子开关U2导通内阻，R_max为载体催化甲烷元件通电工作时的最大电阻值。

5.根据权利要求2所述的载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程装置，其特征在于：所述R_max的计算公式为：

其中，V为载体催化甲烷元件的额定工作电压，I_min为载体催化甲烷元件工作时的最小电流。

6.一种载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程方法，其特征在于：包括步骤：

S1：设定载体催化检测模式和热导检测模式进行切换的甲烷气体浓度为A；

S2：控制器控制电子开关U1使带催化剂的铂电阻R2和不带催化的铂电阻R3上电工作，即将载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程装置切换到载体催化检测模式实时检测得到载体催化检测模式的甲烷气体浓度测量值SL；

S3：温度感应元件实时采集载体催化甲烷元件的温度值T，利用温度值T对SL进行补偿修正，得到载体催化检测模式的甲烷气体浓度真实值SL’；

S4：判断SL’是否大于A，若不大于A，则返回步骤S2，若大于A，则进入步骤S5；

S5：控制器控制电子开关U1使不带催化的铂电阻R3和匹配电阻R1通电工作，即将载体催化甲烷气体浓度检测元件动态扩程装置切换到热导检测模式实时检测得到热导检测模式的甲烷气体浓度测量值SH；

S6：温度感应元件实时采集载体催化甲烷元件的温度值T，利用温度值T对SH进行补偿修正，得到热导检测模式的甲烷气体浓度真实值SH’；

S7：判断SH’是否小于0.6A，若不小于0.6A，则返回步骤S5，若小于0.6A，则返回步骤S2。