[發(fā)明專利]無(wú)干擾氣體測(cè)量

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010074915.2
• 申請(qǐng)日: 2015-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN111272836A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰弗里·史蒂芬·亨肖;西蒙·詹姆斯·班尼特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: Aeroqual有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/26
• 分類號(hào): G01N27/26;G01N27/416
• 代理公司: 深圳尚業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44503
• 代理人: 文蓉

一個(gè)或多個(gè)便宜的電化學(xué)氣體傳感器與選擇性臭氧傳感器配對(duì)。環(huán)境空氣中的臭氧影響電化學(xué)氣體傳感器的輸出信號(hào)。通過(guò)將電化學(xué)氣體傳感器輸出信號(hào)與選擇性臭氧傳感器輸出信號(hào)比較，而將不需要的臭氧影響從電化學(xué)氣體傳感器輸出信號(hào)中去除。將選擇性臭氧傳感器信號(hào)從來(lái)自電化學(xué)氣體傳感器的輸出信號(hào)中去除，并且/或者增加到來(lái)自電化學(xué)氣體傳感器的輸出信號(hào)中。對(duì)在環(huán)境空氣中感應(yīng)的氣體濃度的真實(shí)指示由對(duì)臭氧干擾的補(bǔ)償產(chǎn)生。

本申請(qǐng)要求2014年3月26日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第61/970,564號(hào)的利益，在此以全文引用的方式并入本文中，如同將其在本文中闡述一樣。

背景技術(shù)

用于監(jiān)控空氣質(zhì)量的傳統(tǒng)監(jiān)控儀器成本高，從而存在降低成本的日益增長(zhǎng)的需求。一種方法是利用諸如電化學(xué)氣體傳感器等便宜的傳感器，然而，這種傳感器缺少選擇性-它們還對(duì)除了目標(biāo)氣體的其它氣體響應(yīng)。提高它們的選擇性將是有利的。

由于環(huán)境臭氧層的干擾，利用電化學(xué)氣體傳感器測(cè)量環(huán)境空氣中的NO₂、SO₂、H₂S和Cl₂是非常困難的。臭氧層將在NO₂和Cl₂電化學(xué)傳感器中引起陽(yáng)性反應(yīng)，在SO₂和H₂S電化學(xué)傳感器中引起陰性反應(yīng)。

存在對(duì)改善的空氣質(zhì)量傳感器的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供低成本的改善的空氣質(zhì)量傳感器。

通過(guò)利用對(duì)臭氧有選擇性而與電化學(xué)傳感器有類似成本的傳感器補(bǔ)償臭氧造成的干擾將是有利的。

發(fā)現(xiàn)到，運(yùn)行在高溫中從而對(duì)臭氧產(chǎn)生選擇性響應(yīng)的加熱的金屬氧化物傳感器可用于補(bǔ)償臭氧干擾。

如果臭氧傳感器與電化學(xué)傳感器位于相同的位置，或者更好地并入相同的氣體采樣裝置內(nèi)，并且在同一時(shí)間收集來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)，那么，可以利用以下公式計(jì)算實(shí)際的NO₂、Cl₂、SO₂或者H₂S濃度：

氣體濃度＝a*(電化學(xué)傳感器+/-b*O₃傳感器)+c(公式1)

其中，a、b、c是常量，可通過(guò)對(duì)已知濕度、溫度和氣體濃度的校準(zhǔn)(calibration)而計(jì)算獲得。這些常量展現(xiàn)出對(duì)濕度和溫度的依賴性，因此，有利的是，通過(guò)校準(zhǔn)計(jì)算它們的依賴性并且將溫度傳感器和濕度傳感器并入氣體測(cè)量裝置以響應(yīng)于變化的氣體狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)這些常量。

如果O₃增大NO傳感器響應(yīng)和Cl₂傳感器響應(yīng)，那么就必需在公式1中減去O₃傳感器響應(yīng)。如果O₃減小來(lái)自SO₂傳感器和H₂S傳感器的響應(yīng)，那么必需在公式1中減去O₃傳感器響應(yīng)。

本發(fā)明提供的儀器包括：選擇性臭氧傳感器和對(duì)臭氧展現(xiàn)出干擾響應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)氣體傳感器。微處理器連接至該一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)氣體傳感器和臭氧傳感器。來(lái)自該選擇性臭氧傳感器的臭氧傳感器信號(hào)用于調(diào)節(jié)來(lái)自該一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)氣體傳感器的電化學(xué)氣體傳感器輸出，以在電化學(xué)氣體傳感器中產(chǎn)生精確的測(cè)量。

該一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)氣體傳感器是NO₂、SO₂、H₂S和Cl₂電化學(xué)氣體傳感器。

該選擇性臭氧傳感器是加熱的金屬氧化物氣體傳感器。

電化學(xué)傳感器和選擇性臭氧傳感器位于彼此相距10米的位置內(nèi)，從而它們?cè)谙嗤臅r(shí)間基本上對(duì)相同的空氣粒子采樣。