本發(fā)明涉及監(jiān)檢技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種尾氣分析儀校準(zhǔn)裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各類尾氣分析儀已廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、勞動(dòng)保護(hù)、化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程控制等領(lǐng)域。 對(duì)各類尾氣分析儀行校準(zhǔn)或監(jiān)檢，確保其計(jì)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，成為技術(shù)監(jiān)督部門義不容辭的職責(zé)。

為滿足尾氣分析儀校準(zhǔn)工作的需要，計(jì)量部門需要采購大量的不同濃度、不同種類的標(biāo)準(zhǔn)氣體，以使得尾氣分析儀的校準(zhǔn)成本大大提高，浪費(fèi)也很嚴(yán)重。授權(quán)公告號(hào)為CN104267154B的發(fā)明專利公開了一種氣體分析儀校準(zhǔn)裝置，該發(fā)明能夠自動(dòng)配置多重不同種類不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體，不再需要采購大量的不同濃度、不同種類的標(biāo)準(zhǔn)氣體，可明顯降低成本。但是由于氣體的配比過程是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，其參數(shù)多、數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，質(zhì)量流量控制器的非線性特效對(duì)氣體配比有較大影響，這使得該發(fā)明配氣系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性都不夠理想。

此外，尾氣分析儀能分析的氣體種類一般都有多種，這使得尾氣分析儀校準(zhǔn)時(shí)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作量也很大，通常包括記錄原始數(shù)據(jù)、登記至電腦、處理、出報(bào)告等步驟，過程繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)而且容易出錯(cuò)，人工成本很高。授權(quán)公告號(hào)為205015326U的實(shí)用新型專利公開了一種車載式煙塵煙氣分析儀檢定裝置，其計(jì)算機(jī)分別與控制器和待檢儀器連接，通過數(shù)據(jù)線直接完成待檢儀器上數(shù)據(jù)的采集、登記，減少了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的工作量。但在實(shí)際操作中，由于尾氣分析儀的類別、用途、標(biāo)準(zhǔn)各異，其數(shù)據(jù)端口、通訊協(xié)議也各不相同，這使得該實(shí)用新型的通用性大大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了降低尾氣分析儀校準(zhǔn)工作的材料成本與人工成本，本發(fā)明提供了一種具有智能動(dòng)態(tài)配氣與數(shù)據(jù)自動(dòng)采集功能的尾氣分析儀校準(zhǔn)裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種尾氣分析儀校準(zhǔn)裝置，包括為待檢儀器提供多種標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣系統(tǒng)及主機(jī)；所述配氣系統(tǒng)包括氣體混合室，所述氣體混合室連通若干標(biāo)準(zhǔn)氣源、并設(shè)待測(cè)氣出口至待檢儀器，所述標(biāo)準(zhǔn)氣源與氣體混合室之間依次設(shè)有減壓閥與質(zhì)量流量控制器，所述測(cè)氣出口也設(shè)有質(zhì)量流量控制器，所述氣體混合室上設(shè)有若干氣體濃度傳感器；所述主機(jī)包括Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊，所述Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊的輸入端與主機(jī)的信號(hào)輸入端、及氣體濃度傳感器連接，輸出端接入質(zhì)量流量控制器的控制口。

所述Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊包括依次連接的AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)值比較器、并列的Fuzzy控制器與PID控制器、DA轉(zhuǎn)換器；所述數(shù)值比較器設(shè)定有給定誤差E₀，所述氣體濃度傳感器測(cè)得數(shù)據(jù)與Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊給定數(shù)據(jù)的差值絕對(duì)值為絕對(duì)誤差值|e|，當(dāng)|e|≤E₀時(shí)，調(diào)用PID控制器，當(dāng)|e|＞E₀時(shí)，調(diào)用Fuzzy控制器。

所述減壓閥的兩側(cè)設(shè)有氣壓表，靠近標(biāo)準(zhǔn)氣源的一側(cè)為高壓表，靠近氣體混合室的一側(cè)為低壓表。

所述氣體混合室上設(shè)有排凈口，所述排凈口上依次設(shè)有質(zhì)量流量控制器與排氣裝置。

所述排氣裝置包括尾氣處理裝置與真空泵。

還包括有用于自動(dòng)讀取待檢儀器所測(cè)數(shù)據(jù)、并將數(shù)據(jù)記錄入主機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括雙通道，一條通道為直接連接待檢儀器與主機(jī)的數(shù)據(jù)線通信口，另一條通道為鏡頭對(duì)準(zhǔn)待檢儀器讀數(shù)盤并與主機(jī)連接的攝像頭，所述主機(jī)對(duì)應(yīng)攝像頭設(shè)有圖像處理模塊。

所述圖像處理模塊的處理過程包括灰化、二值化、去噪、傾剎修正、字符分割步驟。

所述主機(jī)上連接有打印機(jī)，并設(shè)有網(wǎng)絡(luò)連接端口。

所述主機(jī)上設(shè)有溫濕度傳感器。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊在小偏差條件下采用PID控制算法，大偏差條件下采用Fuzzy控制算法，使配氣系統(tǒng)兼具有較好的穩(wěn)態(tài)精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，可精確、快速的完成配氣工作，降低了尾氣分析儀校準(zhǔn)工作所需的材料成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊的示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊的程序框圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中圖像處理模塊的圖像處理流程圖。

待檢儀器1、配氣系統(tǒng)2、主機(jī)3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4、氣體混合室21、標(biāo)準(zhǔn)氣源22、待測(cè)氣出口23、減壓閥24、質(zhì)量流量控制器25、氣體濃度傳感器26、氣壓表27、排凈口28、排氣裝置29、Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊31、圖像處理模塊32、數(shù)據(jù)線通訊口41、攝像頭42。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例中，如圖1所示，一種尾氣分析儀校準(zhǔn)裝置，包括為待檢儀器1提供多種標(biāo)準(zhǔn)氣體的配氣系統(tǒng)2及主機(jī)3；所述配氣系統(tǒng)2包括氣體混合室21，所述氣體混合室連通若干標(biāo)準(zhǔn)氣源22、并設(shè)待測(cè)氣出口23至待檢儀器1，所述標(biāo)準(zhǔn)氣源22與氣體混合室21之間依次設(shè)有減壓閥24與質(zhì)量流量控制器25，所述測(cè)氣出口23也設(shè)有質(zhì)量流量控制器25，所述氣體混合室21上設(shè)有若干氣體濃度傳感器26；所述主機(jī)3包括Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊31，所述Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊31的輸入端與主機(jī)3的信號(hào)輸入端、及氣體濃度傳感器26連接，輸出端接入質(zhì)量流量控制器25的控制口。本實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)氣源22設(shè)有四個(gè)，分別裝有NO_x、CO_x、O₂、H₂S的標(biāo)準(zhǔn)氣體；本實(shí)施例的Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊31在小偏差條件下采用PID控制算法，大偏差條件下采用Fuzzy控制算法，使配氣系統(tǒng)2兼具有較好的穩(wěn)態(tài)精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，可精確、快速的完成配氣工作，降低了尾氣分析儀校準(zhǔn)工作所需的材料成本。

所述Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊（31）包括依次連接的AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)值比較器、并列的Fuzzy控制器與PID控制器、DA轉(zhuǎn)換器；所述數(shù)值比較器設(shè)定有給定誤差E₀，所述氣體濃度傳感器（26）測(cè)得數(shù)據(jù)與Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊（31）給定數(shù)據(jù)的差值絕對(duì)值為絕對(duì)誤差值|e|，當(dāng)|e|≤E₀時(shí)，調(diào)用PID控制器，當(dāng)|e|＞E₀時(shí)，調(diào)用Fuzzy控制器。本實(shí)施例Fuzzy-PID復(fù)合控制模塊使得配氣系統(tǒng)2兼具較好的穩(wěn)態(tài)精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。其中給定誤差E₀應(yīng)選用合適的數(shù)值，E₀過大會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)反應(yīng)變慢，E₀過小又會(huì)導(dǎo)致算法子程序切換頻繁，使穩(wěn)態(tài)特征變差，一般來說E₀可通過實(shí)際調(diào)試確定。

實(shí)施例中，如圖1所示，所述減壓閥24的兩側(cè)設(shè)有氣壓表27，靠近標(biāo)準(zhǔn)氣源22的一側(cè)為高壓表，靠近氣體混合室21的一側(cè)為低壓表。本實(shí)施例結(jié)構(gòu)的減壓閥24不止起到泄壓的作用，還起到截止閥的作用，而且高壓表、低壓表的安裝方式方便觀察、調(diào)節(jié)壓差，便于標(biāo)準(zhǔn)氣體穩(wěn)定的由標(biāo)準(zhǔn)氣源22進(jìn)入氣體混合室21。

實(shí)施例中，如圖1所示，所述氣體混合室21上設(shè)有排凈口28，所述排凈口28上依次設(shè)有質(zhì)量流量控制器25與排氣裝置29；所述排氣裝置29包括尾氣處理裝置與真空泵。本實(shí)施例的排氣裝置29利用尾氣處理裝置處理有害氣體，以減少對(duì)空氣的污染，尾氣處理裝置可根據(jù)有害氣體的種類選用不同的物理、化學(xué)或生物尾氣處理裝置；真空泵用于排凈氣體混合室21中的氣體，避免殘留氣體對(duì)下次校正的干擾。

實(shí)施例中，如圖1、圖4所示，還包括有用于自動(dòng)讀取待檢儀器1所測(cè)數(shù)據(jù)、并將數(shù)據(jù)記錄入主機(jī)3的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4包括雙通道，一條通道為直接連接待檢儀器1與主機(jī)3的數(shù)據(jù)線通訊口41，另一條通道為鏡頭對(duì)準(zhǔn)待檢儀器1讀數(shù)盤并與主機(jī)3連接的攝像頭42，所述主機(jī)3對(duì)應(yīng)攝像頭42設(shè)有圖像處理模塊32。本實(shí)施例結(jié)構(gòu)具有較好的適應(yīng)性，當(dāng)主機(jī)3與待檢儀器1的數(shù)據(jù)線通訊口41及通信協(xié)議匹配時(shí)，主機(jī)3通過數(shù)據(jù)線通訊口41直接讀取待檢儀器1的數(shù)據(jù)；當(dāng)主機(jī)3與待檢儀器1不能直接通信時(shí)，利用攝像頭42讀取讀數(shù)盤數(shù)據(jù)，然后輸送至圖像處理模塊32，經(jīng)灰化、二值化、去噪、傾剎修正、字符分割等步驟完成對(duì)數(shù)據(jù)的識(shí)別。整個(gè)過程自動(dòng)完成，無需人工記錄，大大降低了工作量。

本實(shí)施例，所述主機(jī)3上連接有打印機(jī)5，并設(shè)有網(wǎng)絡(luò)連接端口，主機(jī)3采集數(shù)據(jù)經(jīng)分析后，顯示待檢儀器1的示值誤差、重復(fù)性、報(bào)警誤差等參數(shù)指標(biāo)并可實(shí)現(xiàn)保存、打印。

本實(shí)施例，所述主機(jī)3上設(shè)有溫濕度傳感器。本實(shí)施例的溫濕度傳感器用于測(cè)定環(huán)境參數(shù)，以觀察、測(cè)定環(huán)境變化對(duì)待檢儀器1的影響。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為了說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮例。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。