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专利名称：精密冷镜式露点仪及消除温度测定值漂移的方法
技术领域：
本发明涉及一种精密冷镜式露点仪及准确测定露点温度、消除温度漂移的方法。
背景技术：
冷镜式露点仪一般由露点室、制冷系统、光电检测系统、测温系统和控制系统组成。其测定原理和过程为样气流经露点室的冷凝镜，通过等压制冷，使得样气达到饱和结露状态，由光电系统判定结露程度，通过控制系统调整制冷系统使露层厚度达到固定值；由测温系统测定镜面的温度即为被测样气的露点。因此温度的准确测定对于露点的测定具有重要的作用。钼电阻温度传感器具有精度高、体积小、机械强度高、耐高温耐压性能好的特 点，被广泛用于冷镜式露点仪的温度测定。多种因素影响钼电阻温度传感器的准确性和稳定性。最大的不确定性来自于钼电阻温度传感器的非线性特征，其温度与电阻的函数关系可以描述为在0-650°C范围内Rt=R0(l+at+bt2)，在-20(TC -(TC范围内，Rt = R0[l+at+bt2+c (t_100) t3]，其中 a, b, c 为常数。如果将钼电阻直接用于温度测量，精度就很难达到要求。现有的冷镜式露点仪常通过电路或软件进行温度补偿，以消除非线性对温度测量准确度的影响。然而，钼电阻温度传感器还存在温度漂移，对于温度测量的精度产生影响。例如钼丝纯度的差异以及内应力可以导致钼电阻温度传感器的温度漂移达到每年百分之几度；测量电路中的引线节点由于材质的差别也会由于环境的温度差异产生大小不等的热电势，进而影响测温的准确性；而且随着使用年限的增加，由于引线的氧化、电路的污染，会造成温度测量存在一定程度的漂移，即所谓的“时漂”。为了消除钼电阻温度传感器的温漂和时漂的影响，现有的镜面式露点仪常常需要利用标准气校正的方法来校正仪器的温度测量误差。如何准确测定露点温度，避免温漂和时漂对测量结果的影响，是目前露点仪急需解决的问题。

发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种带有钼电阻传感器温度漂移校正功能的精密镜面露点仪及基于该露点仪的消除温度漂移的方法。一种精密冷镜式露点仪，它包括露点室、光电检测系统、测温系统、制冷系统、单片机控制系统及输入输出系统。制冷系统对镜面制冷，光电检测系统对露点进行判断，测温系统测量镜面温度，单片机控制系统控制并协调制冷系统、光电检测系统和测温系统的正常工作。本发明的测温系统由测温电路和钼电阻温度传感器构成。除了采用恒流电路提供稳定的测量电流以及钼电阻采用四线制接线方式这两种常规的减小温度测量误差的技术措施外，还在测温电路中引入了两个精密固定电阻R1和R2，其阻值分别对应于钼电阻Rt的上限和下限温度时的阻值。本发明的控制系统在每次开始测量前，自动进行温度校正补偿测定。单片机控制系统控制多路开关的开和关，将精密固定电阻R1和R2替代钼电阻先后接入测温电路，测定它们的输出电压U1和U2,计算并存储温度补偿函数，在露点测量过程中，单片机控制系统根据温度补偿函数对钼电阻测定的露点温度进行补偿和校正。本发明提供的一种消除露点温度测定值漂移方法的具体技术方案和步骤为控制器控制多路开关将精密固定电阻R1接入测温电路，R1的电阻值与选定的测定上限温度h的钼电阻的电阻值相等，控制器记录R1所对应的输出电压U10断开精密固定电阻R1，将精密固定电阻R2接入测温电路，R2的电阻值与选定的测定下限温度t2的钼电阻的电阻值相等，控制器记录R2所对应的输出电压U20断开精密固定电阻R2，将钼电阻Rt接入测温电路，控制器开始控制露点的测定，测定结束后，根据如下公式，输出无漂移的标准露点温度值。
权利要求
1.一种精密冷镜式露点仪，包括露点室、光电检测系统、测温系统、制冷系统、单片机控制系统及输入输出系统，其特征在于所述的测温系统包括两个用于校正温度测量漂移值的精密固定电阻R1和R2，所述的精密固定电阻R1的阻值与一选定上限温度的钼电阻Rt的阻值相等，所述的精密固定电阻R2的阻值与一选定下限温度的钼电阻Rt的阻值相等。
2.如权利要求书I所述的单片机控制系统，其特征在于所述的单片机控制系统输出精密电阻R1和R2接入和断开所述的测温系统的控制信号，所述的单片机控制系统根据所述的精密电阻R1和R2对测温系统的校正结果，将已漂移的露点测定值转换为标准值。
3.一种消除露点测量值漂移的方法，运用如权利要求I所述的精密冷镜式露点仪，它包括以下步骤 将精密固定电阻R1接入测温电路，R1的电阻值与选定的测定上限温度h的钼电阻的电阻值相等，控制器记录R1所对应的输出电压U1 ； 断开精密固定电阻R1，将精密电阻R2接入测温电路，R2的电阻值与选定的测定下限温度七2的钼电阻的电阻值相等，控制器记录R2所对应的输出电压U2 ； 断开精密固定电阻，将钼电阻Rt接入测温电路，开始露点的测量，单片机控制系统记录镜面结露/消露过程达到平衡时测温系统输出的电压值Ux， 根据以下公式，单片机控制系统计算出对应于钼电阻Rt温度的无漂移的标准露点值，
全文摘要
冷镜式露点仪大多利用铂电阻测量露点温度，但由于铂电阻存在温度漂移的缺陷，与实际值相比，测量值存在一定的差异。因此需要经常利用标准样品进行校正。本发明公布了一种具有温度自校正功能的精密冷镜式露点仪及消除温度测量值漂移的方法。在露点测量开始前，将两个相当于所测样品上限和下限温度的铂电阻阻值的精密电阻R1和R2，替换铂电阻先后分别接入测量电路，对测量电路进行校正。达到露点后，记录测量电路的输出电压，根据校正结果，将已漂移的露点测定值转换为标准值。
文档编号G01N25/66GK102636518SQ20111003686
公开日2012年8月15日 申请日期2011年2月12日 优先权日2011年2月12日
发明者李军远, 章啸 申请人:北京兴泰学成仪器有限公司