具有通信设备的红外气体传感器和传达来自红外气体传感器的校正信息的方法技术

一种传达来自红外气体传感器（２００）的校正信息的方法，包括用对应于通过传感器外壳中的透射部分（２５０）从传感器（２００）要传送的校正信息的方式来调制来自红外能量源（２３０）的红外或可见光的步骤。来自位于传感器外壳内的红外能量源（２３０）的红外能量，也以可被外壳内至少一个检测器（２３６ａ，２３６ｂ）检测出的方式与分析物相互作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及具有通信设备的传感器、传感器通信系统和传达来自传感器的信息的方法，尤其涉及用于传达来自使用光谱中检测能量的气体传感器的校正信息的设备、系统和方法。(2)
技术介绍
红外传感器使用红外能源以检测被测环境中分析物的存在。通常，分析物吸收某个波长的红外能量，且该吸收可被量化以确定分析物在检测环境中的浓度。例如，在转让给本专利技术的受让人的第4,355,234、4,598,201和4,902,896号美国专利中，讨论了红外流体传感器或分析器的几个实施例，其公开通过引用包括在此。市场上可购买到的红外气体传感器的一个例子是注册商标为ULTIMA的XIR气体监视器，可从宾夕法尼亚州匹兹堡的煤矿安全设备公司购得。该传感器的运转在从煤矿安全设备公司仪器部门购得的ULTIMA X系列气体监视器说明书手册中做出了详细描述，其公开通过引用包括在此。通常，ULTIMA XIR气体监视器使用电子调制的红外能源和将红外能量转换成电信号的两个检测器。红外能源在多个波长的广谱上发射光能，包括可见光。光通过两个不同的波长滤波器。每一检测器对光谱的红外部分中不同波长范围敏感。源发射通过主外罩中的窗口射入开放的容积。在该容积的末端由第二窗口保护的反射镜，将该能量通过主外罩中的窗口射回在检测器上。在传感器工作期间，该开放的容积由盖子包围，周围的气体可通过这个盖子，但是盖子可防止该容积暴露在风中或会导致错误或不稳定读数的其它环境的元素。开放容积内出现的分析物气体，降低了分析检测器测出的源放射强度而不是参考检测器测出的源放射强度。在那一方面，参考检测器测量在分析物吸收范围之外的波长的红外强度。微处理器可监视这两个信号的比率，并且在易燃气体的情况下，例如可使该比率与％爆炸下限易燃读数相关联。通常，红外气体传感器由制造商做初始校正。但是，通常期望对传感器做周期性地重校正。在当前的实践下，用于红外传感器的校正技术需要使用智能的外部校正设备。这样的校正设备通常与主监视器单元通信，红外传感器在感测位置与主监视器联接。主监视器单元通常包括用户反馈显示器和密封在专门设计用于危险环境(例如，在用于易燃的碳氢化合物的监视器情况下，外壳和显示器单元窗口能够形成防爆罩)的外壳中的适当的通信电路(以和远离传感器的控制中心以及外部校正设备通信)。例如，可购买和ULTIMA XIR气体监视器一起使用的ULTIMA X校正器或ULTIMA X控制器。这些单元是手持式的、用电池供电的单元，允许人们在不打开监视器或传感器外壳的情况下对ULTIMAXIR气体监视器进行非侵入的校正。在从煤矿安全设备公司仪器部门获得的ULTIMA/ULTIMA X系列控制器和校正器说明手册中描述了ULTIMA X校正器和控制器的使用，其公开通过引用包括在此。在气体传感器校正的过程中，具有分析物气体(或模拟物气体)已知浓度的一种或多种试样或校正气体优选直接施加给该传感器。在校正期间通常其中将没有分析物的“零”气体施加给传感器。在校正期间，也可施加具有已知的、非零分析物(或模拟物)浓度的“量程”气体(“span”gas)。通常，在量程气体中的分析物(或模拟物)浓度大约在传感器整个浓度范围的中列数。在许多周期性地校正红外气体传感器的情况下，只需要执行零气体步骤，因为恢复传感器的零性能通常足以恢复传感器的量程性能。诸如ULTIMA X校正器或ULTIMA X控制器的智能校正器，能够与(使用例如红外能量或无线电频率能量的)气体监视器/传感器进行通信以将该传感器置于校正模式。在校正器上设置了各种输入以将任何数量的功能传达给气体监视器，以启动例如零步骤、零和量程步骤、网络地址变化、量程值变化等。通常，这样的智能校正器运行得非常好。但是，校正器和监视器二者通常需要相对复杂的电子设备，导致相当大的费用和操作的复杂性。此外，在用于可燃气体的点检测的红外传感器的情况下，校正器必须装在防爆外壳中或者是本质安全，又增加了费用。因而，理想的是开发出相对便宜及易于操作的可替换的通信/校正设备、系统和方法。(3)
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术提供传达来自传感器的信息的方法。传感器包括在其外壳中的能量源。来自能量源的能量以可检测出的方式与分析物相互作用。传感器还具有至少一个在外壳中可透射能量的透射部分。该方法包括以对应于通过透射部分从传感器要传送的信息的方式来调制从能量源发射的能量的步骤。如同在此使用的那样，术语“调制”指的是能量源为发射信息而作的任何发射变化。在这点上，能以某种方式变更或改变能量源的频率、占空比、强度等中的一个或多个以传送信息。较佳的是，传感器至少具有其中能量源工作成与可在被测环境中存在的分析物互相作用的感测模式和其中能量源工作以通过透射部分传达信息的通信模式。该方法优选还包括通过放置与传感器有效连接的激励器启动通信模式的步骤。在一个实施例中，能量源是红外能量源，而透射部分是传感器外壳中的窗口。红外能量源例如可发出包括用于检测和参考功能的红外波长的光谱范围内的能量。红外能量源的发射范围，例如可包括通信模式中光谱的可见光范围中的能量。在这个实施例中，有可能通过调制能量源将信息直接传送给观察者。或者，可使用放置在传感器外壳外部、适合在通信模式中感测从能量源发出的能量的检测器。所述外壳例如可以是防爆外壳(例如，用在感测易燃气体方面)。在防爆外壳的情况下，激励器优选以无线方式启动通信模式。例如，通过用与外壳有效连接的方式放置至少一个磁铁以使与传感器外壳内的开关有效连接，可实现通信模式的无线激励。在磁激励的情况下，优选用与外壳有效连接的方式将至少两个磁铁放置在两个不同的位置，使得每一磁铁用与传感器外壳内分开的开关有效连接的方式放置。要求在外壳内不同物理位置激励两个开关，降低了杂散磁场将传感器置于通信模式的风险。在一个实施例中，磁铁安置在与传感器外壳有效连接的盖构件中。该盖构件优选还包括适合于检测由红外能量源发射的能量的检测器(如上所述)以及与该检测器通信连接以显示经由红外能量源调制所传达的信息的显示器。在一个实施例中，将盖构件放置成与传感器外壳有效连接使得传感器进入校正模式，在校正模式中，与传感器校正有关的信息经红外能量源的调制被传送。例如，可以指示已经启动校正模式的方式来调制红外能量源。在校正期间也可用检测分析物的方式来调制红外能量。在施加已知分析物(或模拟物)浓度的检测气体(较佳的是，持续足够的时间期限以达到大致稳定状态的信号)之后，红外能量源随后以指示校正是否通过或失败的方式来调制。在校正期间施加到传感器的校正或检测气体，例如可以是零校正检测气体。同样地，可施加量程气体。能量源例如可以发射在可见光谱内的能量以和分析物相互作用并通过透射部分发送来自传感器的信息。与分析物相互作用的能量不需要与用来通过透射部分发送来自传感器的信息的能量具有相同的波长。例如，与分析物相互作用的能量可以在光谱的红外区域，而用来发射信息的能量在可见光谱的可见光区域。本专利技术也提供用于检测待测环境中分析物的存在的传感器。该传感器包括外壳、在外壳内的能量源、在外壳内适合于检测能量源发出的能量和分析物之间的相互作用的至少一个检测器、在外壳内通过其可透射能量源发出的能量的透射部分以及在外壳内与能量源有效连接、用通过透射部分传达信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传达来自传感器的信息的方法，所述传感器包括在其外壳内的能量源，来自能量源的能量以可检测出的方式与分析物相互作用，所述传感器还具有至少一个在外壳中通过其可传送能量的透射部分，该方法包括以下步骤：用对应于通过所述透射部分从所述传感器要传送的信息的方式来调制从能量源发射的能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CD斯塔他，LJ布拉特尼卡，M肖麦利，
申请(专利权)人：矿井安全装置公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]