用于具有净化气体保护的气体传感器的探头制造技术

描述了一种用于包括光线发射器和检测器的IR或UV传感器的探头，该探头包括透镜。检测器检测所发射的光线在经过了待测量的气体之后的光谱。本发明专利技术的传感器尤其适用于例如测量排气的恶劣环境或侵蚀环境(例如在船中、车辆中、烟囱中等)，并且包括针对精巧的光学零件的净化气体保护以防止来自排气气体的颗粒等沉积在这些光学器件上。传感器进一步具有来自待测量的气体的采样气流，该采样气流被适配成防止净化气体干扰测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有净化气体保护的气体传感器的探头描述了一种用于包括光线发射器和检测器的IR或UV传感器的探头，该探头包括透镜。检测器检测所发射的光线在经过了待测量的气体之后的光谱。本专利技术的传感器尤其适用于例如测量排气的恶劣环境或侵蚀环境(例如在船中、车辆中、烟囱中等)，并且包括针对精巧的光学零件的净化气体保护以防止来自排气气体的颗粒等沉积在这些光学器件上。传感器进一步具有来自待测量的气体的采样气流，该采样气流被适配成防止净化气体干扰测量。背景在US2008/0283753中描述了基于测量由气体对发射光线的光谱吸收的气体传感器的一个实例，其中第一过滤器的通带被安排在第二过滤器的通带内，并且评估装置形成信号的差别并且将其针对信号而标准化。然而，在相对恶劣的环境(例如，船中、车辆中等的排气系统)中使用这样的传感器会将精巧的零件环境曝露在可能包括会对其造成伤害或仅减少其寿命的宽范围的颗粒和气体的排气管内。一个选项将是用视镜保护这些零件，使得其变得与恶劣环境隔离，但是由于颗粒等的沉降，这些视镜的透明度则可能随时间而降低。气体传感器的另一个示例是披露了一种光度计的CA984173，该文件披露了一种探头，该探头在末端处具有镜子，从而使得光线沿探头向下传递至镜子并且反射回到该装置的仪器中。该探头具有许多孔以允许气体和空气管线自由通过从而净化探头并用于校准。净化气体从覆盖多个孔的定位在外部的区段进入，以用于将净化气体馈送到测量区域中。这种构造的缺点是例如气体通入测量区域的这三个气体通道使其在校准过程中难以将测量区域清空，因为这将需要显著的压力来克服来自自由流动气体的压力的力。另一个示例是DE102012215805，该文件示出了一种分离系统，其中传感器的两个部分被定位在含有气体的区域的相反两侧处，使其更加不可能在可能的校准过程中将气体清除出测量区域(是含有气体的区域)。本专利技术介绍一种克服这样的问题的探头。专利技术概述本专利技术涉及一种气体传感器，该气体传感器包括探头，该探头具有用于引导所发射光线穿过第一净化气体体积和测量区域的光线路径，其中该探头被适配成用于使净化气体在该第一净化气体体积中流动并且使采样气体流动穿过该测量区域，并且其中在朝向该测量区域的方向上流动的净化气体防止该测量区域中存在的待测量的气体进入该第一净化气体体积。通过对专用部分(因此如但是不局限于光学部分)进行定位，使得它们通过该第一净化气体体积与该测量区域分离，净化气体的流动防止来自该测量区域的气体到达这些专用部分。为了确保不将测量区域指引给含有气体的环境，使得恶劣环境使得流动条件等可控并且从而使得能够对通向测量区域的气体的相应流动加以调整来使其均匀、或使其中的一些或全部有所不同，该探头包括与待测量的气体的流动处于流动连通的采样入口，并且其中这个采样入口与采样气体导管处于流动连通，并且其中采样入口被定位成使得待测量的气体的流动不趋于无引导地流动到采样入口中。因此，采样入口没有定位在待测量的气体的流动方向上，而是采样气体在横向方向上以与待测量的气体的流动方向相比成高于或等于约45度的角度从采样入口进入探头。因为经常需要对传感器进行校准，因此本专利技术利用已经存在的净化气体，将此净化气体用作校准气体，并且传感器因此能够以操作模式和校准模式运行，其中采样气体仅在操作模式中经过该测量区域，但是净化气体在操作模式和校准模式两者中均流动。该传感器可以包括类似于第一净化气体体积并且保护另外的专用部分的第二净化气体体积、或者取决于专用部分的数量以及它们例如相对于光线路径的位置而甚至还包括进一步的净化气体体积。为了确保净化气体的均匀分布和因此在该一个或多个净化气体体积中的湍流自由流动，该探头包括用于将净化气体馈送到该(这些)净化气体体积的一个或多个供应路径，其中该一个或多个供应路径包括围绕该一个或多个第一净化气体体积的环绕区段，该环绕区段具有位于接近该测量区域的末端中的点入口，该净化气体从该处扩散至该环绕区段的全部圆周并且在远离该测量区域的末端中进入该一个或多个净化气体体积。当以该校准模式将扰乱校准测量的气体清除出该测量区域时，该校准模式包括关闭该采样气体进入该测量区域、让该净化气体流动给定时间段以将采样气体清除出该测量区域、并且然后进行校准测量。为了防止来自被测量的环境的气体在校准过程中进入探头，净化气体的流动经常形成足够的屏障，但是在一个实施例中，到净化气体的流动在校准模式过程中增加，从而因此改善这种保护。为了确保干净和干燥的净化气体，净化气体在进入第一环绕路径和第二环绕路径之前被干燥并且任选地被过滤，从而因此去除了可能影响校准测量的湿气和其他元素。附图图1根据本专利技术的包括后端和探头的传感器。图2用于气体传感器的探头的方面的实施例的图示，示出了经过第一净化气体体积和第二净化气体体积的光线路径。图3用于气体传感器的探头的第二方面的实施例的图示，示出了净化气体供应路径、第一净化气体体积和第二净化气体体积。图4从类似入口的点环绕净化气体体积的净化气体供应路径的图不。图5环绕净化气体供应路径的图示，示出了净化气体在靠近测量区域的位置处进入并且在远离测量区域的位置处进入净化气体体积。本专利技术的详细说明图1示出了根据本专利技术的具有后端(22)和探头(1)的传感器(20)的外部视图，其中探头部分(1)被适配成插入而与例如排气气体连通。探头(1)通过探头(1)和传感器(20)的凸缘(21)来附接到传感器(20)上，凸缘相应地具有开口，其中螺母和螺栓可以用于将这两个部分固定在一起。然而任何其它附接这些部分的手段也适用于本专利技术。图2示出了根据本专利技术的探头(1)的实施例的顶部视图。探头(1)包括被定位成与透镜(2)连通的光源和检测器系统。检测器通过光线路径发射穿过透镜(2)朝向反射器(3)的光线，该光线路径由从透镜(2)到达反射器(3)的虚线箭头展示，其中该光线朝向透镜(2)反射回并且穿过该透镜反射回到检测器。没有展示检测器和光源。所发射的光线穿过第一净化气体体积(4a)、测量区域(5)和第二净化气体体积(4b)。第一净化气体体积(4a)和第二净化气体体积(4b)被定位在测量区域(5)与对应的透镜(2)和反射器(3)之间。净化气体(7)在净化气体体积(4a、4b)各自中在朝向测量区域(5)的方向上流动，因此防止测量区域(5)中的气体或其他物质和颗粒通过净化气体的流动而进入到净化气体体积(4a、4b)中，这因而为透镜(2)和反射器(3)相应地形成保护或帘幕。净化气体(7)因此至少在这些净化气体体积(4a、4b)的面积中基本上在平行于光线路径的方向上流动。在本专利技术的一些实施例中，探头(1)不包括第一净化气体体积(4a)和第二净化气体体积(4b)或者仅包括第一净化气体体积和第二净化气体体积中的一者。净化气体(7)可以是传送到系统中的特定气体或仅为空气(例如，被过滤或清洁过的)。探头(1)包括与待测量的气体(9)的流动处于流动连通的采样入口(8a)，并且其中这个采样入口(8a)与采样气体导管(10)处于流动连通，该采样气体导管通过三个支路(10a、10b、10c)来连接至测量区域(5)。在一个实施例中，这些支路各自具有不同的流动限制，或替代性地如在所展示的实施例中，采样气体导管(10)在支路(10a、10本文档来自技高网...

【技术保护点】
气体传感器(20)，包括探头(1)，该探头在内部包括有用于引导所发射光线穿过第一净化气体体积(4a)和测量区域(5)的光线路径，其中该探头(1)被适配成用于使净化气体(7)在该第一净化气体体积(4)中流动并且用于使采样气体(6)流动穿过该测量区域(5)，其特征在于，该净化气体(8)在朝向该测量区域(5)的方向上流动，并且在于，该采样气体(6)穿过与待测量的气体(9)的流动处于流动连通的采样入口(8a)而进入该探头，并且其中，这个采样入口(8a)与采样气体导管(10)处于流动连通，该采样气体导管使得该采样气体(6)通到该测量区域(5)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.19 DK PA2014003241.气体传感器(20)，包括探头(1)，该探头在内部包括有用于引导所发射光线穿过第一净化气体体积(4a)和测量区域(5)的光线路径，其中该探头(1)被适配成用于使净化气体(7)在该第一净化气体体积(4)中流动并且用于使采样气体(6)流动穿过该测量区域(5)，其特征在于，该净化气体(8)在朝向该测量区域(5)的方向上流动，并且在于，该采样气体(6)穿过与待测量的气体(9)的流动处于流动连通的采样入口(8a)而进入该探头，并且其中，这个采样入口(8a)与采样气体导管(10)处于流动连通，该采样气体导管使得该采样气体(6)通到该测量区域(5)。2.根据权利要求1所述的探头(1)，其中所述采样入口(8a)被定位成使得该采样气体(6)在横向方向上以与待测量的气体(9)的流动方向相比成高于或等于45度的角度进入该探头(1)。3.根据权利要求1或2所述的探头(1)，其中所述采样入口(8a)被定位成使得该采样气体(6)在横向方向上以与待测量的气体(9)的流动方向相比成约90度的角度进入该探头(1)。4.根据权利要求1至3之一所述的探头(1)，其中该采样气体(6)通过该采样入口(8a)被拉入到探头(1)中。5.根据权利要求1至4之一所述的气体传感器(20)，其中该传感器(1)能够以操作模式和校准模式运行，其中采样气体(6)仅在该操作模式中经过该测量区域(5)，但是该净化气体(7)在该操作模式和该校准模式两者中均流动，因此被用作为校准气体。6.根据权利要求5所述的气体传感器(20)，其中该探头(1)包括第二净化气体体积(4b)，并且其中该探头(1)被适配成用于使净化气体(7)在朝向该测量区域(5)的方向上去到在该第二净化气体体积(4b)中，并且其中该光线路径经过该第二净化气体体积(4b)，并且其中该第二净化气体体积(4b)被定位在该测量区域(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦·斯克勃，耶斯佩森·霍耶，卡斯滕·莫伯格，
申请(专利权)人：丹佛斯IXA有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK