一种多功能气体传感器测试系统

摘要

本发明公开一种多功能气体传感器测试系统，包括配气机构与配气室、测试室、控制系统、测试机构、真空泵；配气机构用于向配气室内配制标准浓度气体和背景气体，测试室内存储有配置好标准浓度测试气体并用于测试标准待测气体浓度下的传感器敏感特性；控制系统用于控制配气室和测试室内的气体配置，包括温湿度控制、气压或真空度控制、气体的质量流量控制、各气路电磁阀的通断控制、真空泵的启停控制、搅拌风扇的启停控制、被测传感器的测试过程控制。该测试系统不仅能够通过自动化配置标准浓度气体实现传感器与标准气体的快速接触，还控制传感器测试环境的温度和湿度，也可实现多个传感器电学型气体响应、单个传感器光学型气体响应的同步测试。

主权项

一种多功能气体传感器测试系统，包括：配气机构与配气室（4）、测试室（5）、控制系统、测试机构、真空泵（3）；所述配气机构用于向配气室（4）内提供标准浓度气体和背景气体；所述测试室（5）内存储有配置好标准浓度测试气体，测试室（5）用于测试标准待测气体浓度下的传感器敏感特性；所述控制系统用于控制配气室（4）和测试室（5）内的气体配置，控制系统包括：温湿度控制、气压或真空度控制、气体的质量流量控制，还包括各气路电磁阀的通断控制、真空泵的启停控制、搅拌风扇的启停控制、被测传感器的测试过程控制；所述配气机构包括标准气体回路和背景气体回路；所述标准气体回路包括待测气瓶（1），自待测气瓶（1）之后依次连接有：减压阀（9）、过滤器（10）、电磁阀（11）、三通（12）、电磁阀（14）和与所述电磁阀（14）并联的质量流量控制器（13）、三通（15）；所述背景气体回路包括载气瓶（2），自载气瓶（2）之后依次连接有：减压阀（16）、过滤器（17）、电磁阀（18）、三通（19）、电磁阀（22）和与所述电磁阀（22）并联的质量流量控制器（20）、三通（21）；所述三通（15）和三通（21）的出气端分别连接至三通（23），三通（23）的出气端连接至三通（25），三通（25）一个出气端连接至三通（26）、另一个出气端连接至电磁阀（24），三通（26）的一个出气端通过电磁阀(30)连接至配气室（4）进气口（401）、另一个出气端通过电磁阀（27）与三通（28）连接，三通（28）的一端经电磁阀（32）连接至配气室（4）的出气口（402），三通（28）的另一端经电磁阀（29）连接至测试室（5）的进气口（501）；所述配气室（4）是一个密封的不锈钢耐压容器，配气室（4）包括：进气口（401）、出气口（402）、出气口（403）、加湿装置、法兰（406）、搅拌风扇（408）、法兰（412）、湿度传感器（411）；所述出气口（403）依次经电磁阀（36）、三通（34）和三通（33），再连接至真空泵（3）的进气口，三通（33）的另一端还连接有电磁阀（37）；所述加湿装置包括封装在法兰（406）下面的加湿座（404）、进水管（405）、水槽（413）和加热丝（407）；所述进水管（405）通过电磁阀（31）与外部水源连接；加湿装置与湿度传感器（411）用于自动调节配气室（4）内部的湿度；所述搅拌风扇（408）是可调速风扇；所述测试室（5）也是一个密封的不锈钢耐压容器，测试室（5）包括：进气口（501）、出气口（502）、法兰（506）、样品台（51）和电加热管（508），所述法兰（506）是取放样品台（51）的安装孔，法兰（506）位于测试室（5）的顶部中间位置；所述出气口（502）经电磁阀（35）连接至三通（34）；所述控制系统包括：控制柜（7）和与控制柜（7）连接的计算机（8），所述控制柜（7）的内部安装有：温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块、真空度采集模块、质量流量采集与控制模块、电磁阀通断及真空泵启停逻辑控制单元；还有匹配电阻盒（6），所述匹配电阻盒（6）固定设置于控制柜（7）的上方；所述测试机构包括固定在测试室（5）内部的样品台（51）；其特征在于：所述配气室（4）内部还有真空传感器（409）的压力传感器（410），所述真空传感器（409）和压力传感器（410）分别通过导线与所述真空度采集模块及压力采集模块连接；所述测试室（5）壳体的左侧、前侧和后侧的同一高度上，分别布置有石英玻璃法兰（503）、石英玻璃法兰（505）和石英玻璃法兰（504）；所述石英玻璃法兰用于气体传感器光学特性测试时的入射光、出射光和反射光的引入和检测；所述样品台（51）为绝缘陶瓷板，样品台（51）通过螺纹卡扣连接在法兰（506）下部，样品台（51）背面是电加热管（508），还有温度传感器（511）、湿度传感器（512）、压力传感器（513），所述温度传感器（511）、湿度传感器（512）和压力传感器（513）分别通过导线（509）与所述温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块连接；所述样品台（51）的正面为待测样品放置区，样品台（51）两侧自上而下设置有两排探针架，每一排探针架上固定设置有三对电学测试探针接头，各电学测试探针接头的引出线（507）穿过法兰（506）再与匹配电阻盒（6）相连，所述匹配电阻盒（6）用于六路气体传感器电学性能的同步测试；所述样品台（51）上有一个直径约5mm的光学通孔（510），所述光学通孔（510）的中心与所述石英玻璃法兰（503）的中心等高；所述匹配电阻盒（6）包括：精密电阻箱和数据采集模块DAQ（607），所述精密电阻箱内有至少六组相同的精密电阻，每一组精密电阻包括阻值分别为10Ω、100Ω、1kΩ、10kΩ、100kΩ、1MΩ、10MΩ、100MΩ、1GΩ、10GΩ的至少十只精密电阻和一个十档位旋钮开关，呈电阻性的被测气敏元件一端与所述旋钮开关串联后再与十只精密电阻中的任一电阻串联，构成串联分压采样电路；所述被测气敏元件电阻值采集模块DAQ（607）有至少六个分压采集输入端（AI01～AI06）。