[發明專利]檢測至少一種氣態目標物質的濃度的方法和裝置以及氣體監控裝置的使用

有效

• 申請號: 201380034289.2
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104428668A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: R·瓦拉茨;M·韋布
• 申請（專利權）人: MSA奧爾有限責任公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝

相關申請的交叉參考

本申請要求2012年6月28日提交的德國專利申請第10?2012?211?215.4號的優先權，其公開內容以引用方式并入本文。

發明背景

提供以下信息來幫助讀者理解下文公開的技術以及通常可使用這些技術的環境。本文使用的術語無意受限于任何特定的狹隘解釋，除非本文獻中另外明確闡釋。本文所述的參考可利于理解所述技術或其背景。本文闡釋的全部參考的公開內容以引用方式并入。

本發明涉及用于檢測氣體中至少一種氣態目標物質的濃度的方法和裝置以及氣體監控或氣體測量裝置的使用。

用于氣態目標物質(例如氨)的檢測器基本是常見的(CH?686981?A5，DE?3841622?A1)。例如，電化學氨氣傳感器是基于氨的直接氧化原理或對pH值變化的測量。

已經觀察到氨氣傳感器的性能減弱了即使在微小濃度下的長期暴露。對于恒定氣體濃度來說，氨氣傳感器的測量值在整個時間段趨向于零。這意謂即使氨存在于環境中也指示無氨環境。

因此，問題是開發出允許隨時間檢測氣體濃度(例如周圍環境中的氨濃度)的穩定測量的方法和裝置。

發明概要

舉例來說，上述問題通過具有根據權利要求1所述的特征的方法解決。本文方法和傳感器提供了氣體或氣體混合物(舉例來說，尤其是空氣)中的氣態目標物質的濃度的測量。在這點上，用于檢測氣體中至少一種氣態目標物質的濃度的方法包括：a)至少一種氣態目標物質的濃度的第一測量值以預定方式被保存為第一測量值(參考值)。

b)至少一種目標物質因氣體屏蔽裝置而保持遠離傳感器達一段時間，因此由傳感器測量的至少一種目標物質的所述濃度改變。目標物質可由過濾器連同氣體或者還選擇性地屏蔽。

c)在屏蔽傳感器結束之前，由傳感器檢測到的測量濃度的幅值和/或氣態目標物質的濃度的改變方向被保存為第二測量值，d)傳感器接著再次暴露到具有至少一種氣態目標物質的氣體。

e)基于第一測量值與第二測量值之差，通過計算器或處理器測定所氣體中的至少一種氣態目標物質的輸出濃度。

使用本文方法，可校準傳感器使得觀測到的飽和效應沒有負面結果。除了這個校準之外，人員還可以用測試氣體在更大距離處實施校準。術語氣體(或氣體混合物)還包括蒸汽(或蒸汽混合物)。

在一個有利實施方案中，氣體屏蔽裝置包括沖洗裝置或系統，用所述沖洗裝置或系統使用氣態沖洗介質(舉例來說，尤其是空氣)可進行自動或按要求沖洗傳感器。舉例來說，使用者可在當他覺察到測量值不再正確時按要求實施沖洗。在自動控制的情況下，人員可設置沖洗持續時間和發生沖洗期間的定義時間間隔。

在有利實施方案的另一實例中，傳感器的沖洗是用來自加壓氣體瓶或氣體發生器的空氣進行。舉例來說，具有加壓氣體瓶的加壓空氣呼吸器由消防員常備攜帶，且因此組成消防員可用的沖洗氣體源。

替代地或此外，另一有利實施方案具有選擇性燃燒氣體的構件、機械氣體屏障和/或過濾器裝置，目標物質因其而保持遠離傳感器達預定時間段。

在方法的一個有利實施方案中，屏蔽氣體的時間多于傳感器的響應時間(t₉₀)的0.7倍且少于30分鐘。在另一有利實施方案中，用目標物質屏蔽氣體與傳感器每次介于10秒與5分鐘之間，尤其介于20秒與2分鐘之間或介于40秒與2分鐘之間。在另一有利實施方案中，氣態沖洗介質沖洗是以1分鐘到24小時，尤其是每5分鐘到30分鐘的間隔時間進行。

有利地，方法的實施方案可在當氣態目標物質是含氮氣體(舉例來說，尤其是氨、肼或胺)或含硫磺氣體(例如H₂S、硫醇或噻吩)時使用。

在另一實施方案中，上述問題還可由本文的裝置或傳感器來解決。在這點上，傳感器(舉例來說，電化學傳感器)取決于氣態目標物質的濃度(即，上述測定的第一測量值)來輸出測量信號。氣體屏蔽裝置暫時屏蔽傳感器與氣體。計算器或處理器基于在屏蔽之前實施的濃度測量(第一測量值)或在屏蔽期間實施的另一濃度測量(第二測量值)來測定至少一種目標物質的輸出濃度。理論上，這種方法中可使用任何給定的傳感器。

在傳感器的一個有利實施方案中，氣體屏蔽裝置或系統包括用于沖洗介質的沖洗裝置，其中沖洗介質來自于貯存器和/或氣體發生器。舉例來說，貯存器可以是加壓空氣貯存器、加壓或供應空氣呼吸器和/或取得沖洗介質的周圍環境。

替代地或此外，一個有利實施方案包括選擇性燃燒氣體的構件、機械氣體屏障和/或過濾器裝置，氣體因其而保持遠離傳感器達預定時間段。