确定气体传感器条件的系统和方法技术方案

本公开涉及确定气体传感器条件的系统和方法。电化学气体传感器中的阻抗可以通过下列方式测量：将集成电路中的至少一个引脚连接到电化学气体传感器中的至少一个电极；使用阻尼电容器将所述集成电路中的至少一个引脚连接到电气接地；向所述电化学气体传感器施加电压以向所述电化学气体传感器中的至少一个电极提供偏置电压；接收来自所述电化学气体传感器中至少一个电极的电流；从接收的电流确定测量的气体量；激活位于所述集成电路内的开关以将所述阻尼电容器与所述集成电路中的至少一个引脚隔离；以及使用激励信号测量所述电化学气体传感器的阻抗，同时至少一个阻尼电容器与所述电化学气体传感器中的至少一个电极隔离。

System and Method for Determining Conditions of Gas Sensors

The present disclosure relates to systems and methods for determining gas sensor conditions. Impedance in an electrochemical gas sensor can be measured by connecting at least one pin in an integrated circuit to at least one electrode in an electrochemical gas sensor, connecting at least one pin in the integrated circuit to an electrical grounding by using a damping capacitor, and applying to the electrochemical gas sensor. Voltage to provide a bias voltage to at least one electrode in the electrochemical gas sensor; to receive current from at least one electrode in the electrochemical gas sensor; to determine the measured gas volume from the received current; and to activate a switch located in the integrated circuit to activate the damper capacitor and the integrated circuit. At least one of the pins is isolated; and the impedance of the electrochemical gas sensor is measured using an excitation signal, while at least one damping capacitor is isolated from at least one electrode in the electrochemical gas sensor.

【技术实现步骤摘要】
确定气体传感器条件的系统和方法相关申请的交叉引用本专利申请还涉及：(1)同日提交的名称为“MULTIPLESTRING,MULTIPLEOUTPUTDIGITALTOANALOGCONVERTER”(代理人案卷No.3867.404US1；客户案卷No.APD6092)、专利技术人名称为ShurongGu、DennisA.Dempsey、GuangYangQu、HanqingWang和TonyYincaiLiu的美国专利申请，其公开内容通过引用整体并入本文，包括公开的双输出DAC；(2)同日提交的名称为“INTERNALINTEGRATEDCIRCUITRESISTANCECALIBRATION”(代理人案卷No.3867.407US1；客户案卷No.APD6100-1-US)、专利技术人名称为GuangYangQu、LeichengChen和MichaelLooney的美国专利申请，其公开内容通过引用整体并入本文，包括其公开的电阻测量或校准；和(3)同日提交的名称为“IMPEDANCECHARACTERISTICCIRCUITFORELECTROCHEMICALSENSOR”(代理人案卷No.3867.406US1；客户案卷No.APD606701US)、专利技术人名称为GuangYangQu、JunbiaoDing、TonyYincaiLiu、ShurongGu、YimiaoZhao、HanqingWang和Leicheng,Chen的美国专利申请，其公开内容通过引用整体并入本文，包括其公开的电化学传感器的阻抗特性电路。
本公开涉及用于确定电化学气体传感器的阻抗的系统和方法。
技术介绍
某些电化学气体传感器可以使用至少一对电极来感测气体浓度。在三电极气体传感器中，流入或流出工作电极的电流可以提供与电化学气体传感器接触的气体浓度的指示。
技术实现思路
在具有电极的电化学气体传感器中，可以使用滤波器元件(例如电容器)来减少到达电极的电磁干扰量，从而提高电化学气体传感器的性能。然而，除其他事项外，本专利技术人已经认识到过滤器元件可以禁止传感器的诊断测试，其中诊断测试可以用于确定传感器的电解质的状态，其中电解质的性质可以改变，例如由于老化。除其他之外，专利技术人已经认识到临时隔离过滤器元件可能是有利的，例如便于传感器的诊断测试(例如阻抗测量)。在一方面，本公开的特征可在于一种测量电化学气体传感器的阻抗的方法。该方法可包括将集成电路中的至少一个引脚连接到电化学气体传感器中的至少一个电极。该方法还可包括使用阻尼电容器，以将所述集成电路中的至少一个引脚连接到电气接地。该方法还可包括向所述电化学气体传感器施加电压以向所述电化学气体传感器中的至少一个电极提供偏置电压。该方法还可包括接收来自所述电化学气体传感器中至少一个电极的电流。该方法还可包括从接收的电流确定测量的气体量。该方法还可包括激活位于所述集成电路内的开关以将所述阻尼电容器与所述集成电路中的至少一个引脚隔离。该方法还可包括使用激励信号测量所述电化学气体传感器的阻抗，同时至少一个阻尼电容器可以与所述电化学气体传感器中的至少一个电极隔离。该方法还可包括然后将所述阻尼电容器连接至所述电化学气体传感器中的至少一个电极，并进一步以气体检测模式操作所述电化学气体传感器。该方法还可包括将集成电路的第一引脚连接到所述电化学气体传感器的工作电极；将集成电路的第二引脚连接到所述电化学气体传感器的参考电极；以及将集成电路的第三引脚连接到所述电化学气体传感器的反电极。该方法还可包括使用第一阻尼电容器将集成电路中的第一引线连接至电气接地，并使用第二阻尼电容器将集成电路中的第二引线连接至电气接地。该方法还可包括激活位于集成电路内的第一开关以将第一阻尼电容器与集成电路的第一引线断开，并且激活位于集成电路内的第二开关以将第二阻尼电容器与集成电路的第二引脚断开。该方法还可包括激活位于集成电路内的第三开关以失活位于集成电路内的滤波器电路。该方法还可包括使用第三阻尼电容器将第一偏置放大器端子连接至电气接地，并且使用第四阻尼电容器将第二偏置放大器端子连接至电气接地。该方法还可包括激活位于集成电路内的第三开关，以将第三阻尼电容器与第一偏置放大器端子断开，并且激活位于集成电路内的第四开关，以将第四阻尼电容器与第二偏置放大器端子断开。该方法还可包括在第一、第二、第三和第四开关被激活时测量电化学气体传感器的阻抗。在一方面，本公开的特征可在于一种测量电化学气体传感器的阻抗的方法。该方法可包括从电化学气体传感器中的至少一个电极隔离至少一个阻尼电容器。该方法还可包括在所述至少一个阻尼电容器可以与所述电化学气体传感器中的至少一个电极隔离的同时测量所述电化学气体传感器的阻抗。该方法还可包括然后将所述阻尼电容器连接至所述电化学气体传感器中的至少一个电极，用于以气体检测模式操作所述电化学气体传感器。该方法还可包括将至少一个阻尼电容器从用于在电化学气体传感器中提供偏置电压到至少一个电极的偏置电路断开，然后在至少一个阻尼电容器可以与电路断开连接的同时测量电化学气体传感器的阻抗。该方法还可包括在至少一个阻尼电容器可以从电路断开的同时，使用0.2Hz至200kHz的频率范围内的激励信号来测量气体传感器的阻抗。在一方面，本公开的特征可在于用于测量电化学气体传感器的气体浓度和阻抗的传感器接口电路。传感器接口电路可包括集成电路，包括被配置为连接到电化学气体传感器中的第一电极的第一引脚。传感器接口电路还可包括位于集成电路内的开关，当集成电路可以处于气体感测模式时开关被配置为将来自第一电极的噪声抑制电容器连接至电气接地，并且在集成电路可以处于阻抗测试模式时断开噪声抑制电容器。传感器接口电路还可包括偏置电路，被配置为提供偏置电压至电化学气体传感器中的电极。集成电路可被配置为当噪声抑制电容器可以断开时注入激励信号。集成电路可包括：第一引脚，被配置为连接到电化学气体传感器的工作电极；第二引脚，被配置为连接到电化学气体传感器的参考电极；以及第三引脚，被配置为连接到电化学气体传感器的反电极。集成电路可包括：第一开关，被配置为在集成电路处于气体感测模式时将来自工作电极的第一噪声抑制电容器连接至电气接地；以及第二开关，被配置为在集成电路处于气体感测模式时将来自参考电极的第二噪声抑制电容器连接至电气接点。所述第一开关和第二开关可被配置为同时被激活。所述第一开关和第二开关可被配置为在不同的时间被激活。集成电路可包括第三开关，被配置为在集成电路处于阻抗测试模式时失活位于集成电路内的滤波器电路。附图说明现在将参照附图以举例的方式描述本公开，在附图中：图1示出了气体检测系统的图。图2A和2B示出了测量气体检测系统中的阻抗的方法。图3示出了操作气体检测系统的方法的图。具体实施方式在电化学气体传感器中，工作电极和参考电极之间可以保持偏置电压。噪声滤波器元件可以降低电磁兼容性(EMC)效应的噪声，例如来自相邻无线电频率源的辐射干扰。随着电化学气体传感器老化，工作电极与参考电极之间的阻抗等电气特性可能发生变化。除此之外，本专利技术人已经认识到，可以测量电化学气体传感器的阻抗，例如在激励频率的范围内，以便确定电化学气体传感器的性能特性(例如，传感器电解质的状态)，诸如可以指示传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量电化学气体传感器的阻抗的方法，该方法包括：将集成电路中的至少一个引脚连接到电化学气体传感器中的至少一个电极；使用阻尼电容器将所述集成电路中的至少一个引脚连接到电气接地；向所述电化学气体传感器施加电压以向所述电化学气体传感器中的至少一个电极提供偏置电压；接收来自所述电化学气体传感器中至少一个电极的电流；从接收的电流确定测量的气体量；激活位于所述集成电路内的开关以将所述阻尼电容器与所述集成电路中的至少一个引脚隔离；使用激励信号测量所述电化学气体传感器的阻抗，同时至少一个阻尼电容器与所述电化学气体传感器中的至少一个电极隔离。

【技术特征摘要】
2017.05.04 US 15/586,8491.一种测量电化学气体传感器的阻抗的方法，该方法包括：将集成电路中的至少一个引脚连接到电化学气体传感器中的至少一个电极；使用阻尼电容器将所述集成电路中的至少一个引脚连接到电气接地；向所述电化学气体传感器施加电压以向所述电化学气体传感器中的至少一个电极提供偏置电压；接收来自所述电化学气体传感器中至少一个电极的电流；从接收的电流确定测量的气体量；激活位于所述集成电路内的开关以将所述阻尼电容器与所述集成电路中的至少一个引脚隔离；使用激励信号测量所述电化学气体传感器的阻抗，同时至少一个阻尼电容器与所述电化学气体传感器中的至少一个电极隔离。2.权利要求1所述的方法，还包括然后将所述阻尼电容器连接至所述电化学气体传感器中的至少一个电极，并进一步以气体检测模式操作所述电化学气体传感器。3.权利要求1所述的方法，包括：将集成电路的第一引脚连接到所述电化学气体传感器的工作电极；将集成电路的第二引脚连接到所述电化学气体传感器的参考电极；以及将集成电路的第三引脚连接到所述电化学气体传感器的反电极。4.权利要求3所述的方法，包括：使用第一阻尼电容器将集成电路中的第一引线连接至电气接地，并使用第二阻尼电容器将集成电路中的第二引线连接至电气接地。5.权利要求4所述的方法，包括：激活位于集成电路内的第一开关以将第一阻尼电容器与集成电路的第一引线断开，并且激活位于集成电路内的第二开关以将第二阻尼电容器与集成电路的第二引脚断开。6.权利要求5所述的方法，包括：激活位于集成电路内的第三开关以失活位于集成电路内的滤波器电路。7.权利要求5所述的方法，包括：使用第三阻尼电容器将第一偏置放大器端子连接至电气接地，并且使用第四阻尼电容器将第二偏置放大器端子连接至电气接地。8.权利要求7所述的方法，包括：激活位于集成电路内的第三开关，以将第三阻尼电容器与第一偏置放大器端子断开，并且激活位于集成电路内的第四开关，以将第四阻尼电容器与第二偏置放大器端子断开。9.权利要求8所述的方法，包括：在第一、第二、第三和第四开关被激活时测量电化学气体传感器的阻抗。10.一种测量电化学气体传感器的阻抗的方法，该方法包括：从电化学气体传感器中...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·鲁尼，曲光阳，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM