低交叉灵敏度气体检测设备制造技术

本文中公开了用于提供气体检测设备（例如电化学检测器）的方法、设备和系统。示例性气体检测设备可以包括感测组件，其包括：配置为接收包含目标气态物质和干扰气态物质的样品气态物质的壳体；设置在该壳体内的参比电极；设置在该壳体内的对电极；和设置在该壳体内的感测电极，其可操作地连接到偏置电压电路。其可操作地连接到偏置电压电路。其可操作地连接到偏置电压电路。

【技术实现步骤摘要】
低交叉灵敏度气体检测设备

技术介绍

[0001]气体检测设备（例如电化学检测器）可用于检测和/或测量气态物质和/或气态物质中的化合物（包括例如有机化合物和无机化合物）的浓度水平。许多气体检测装置受到技术挑战和限制的困扰。

技术实现思路

[0002]本文中描述的各种实施方案涉及用于提供气体检测设备的方法、设备和系统。
[0003]根据本公开的各种实例，提供了一种气体检测设备。在一些实例中，该气体检测设备包括感测组件，该感测组件至少包括：配置为接收包含目标气态物质和干扰气态物质的样品气态物质的壳体；设置在该壳体内的参比电极；设置在该壳体内的对电极；和设置在该壳体内的感测电极，其可操作地连接到偏置电压电路，其中：该感测电极配置为响应在样品气态物质入射在感测电极上的情况下关于目标气态物质发生的第一电化学反应而在感测电极与对电极之间产生电流信号，该电流信号指示目标气态物质的浓度水平，该参比电极配置为将感测电极的电位保持在固定值，并且该偏置电压电路运行以改变关于干扰气态物质发生的第二电化学反应的方向。
[0004]根据本公开的各种实例，提供了一种方法。在一些实例中，该方法包括：在感测组件的壳体内接收包含目标气态物质和干扰气态物质的样品气态物质；通过该感测组件的感测电极，响应在样品气态物质入射在感测电极上的情况下关于目标气态物质发生的第一电化学反应在该感测组件的感测电极与对电极之间生成电流信号，该电流信号指示该目标气态物质的浓度水平，通过该感测组件的参比电极将感测电极的电位保持在固定值，并经由可操作地连接到该感测电极的偏置电压电路改变关于干扰气态物质发生的第二电化学反应的方向。
[0005]在以下详述及其附图中进一步解释前述说明性概述以及本公开的其它示例性目的和/或优点以及实现其的方式。
附图说明
[0006]可以结合附图阅读说明性实施方案的描述。要理解的是，为了图示说明的简单和清楚，除非另行说明，图中所示元件不一定按比例绘制。例如，除非另行说明，一些元件的尺寸可以相对于其它元件被夸大。相对于本文中呈现的附图显示和描述结合了本公开的教导的实施方案，其中：图1图示说明了描绘根据本公开的各种实施方案的示例性设备的示意图；图2图示说明了根据本公开的各种实施方案的示例性偏置电路；图3图示说明了描绘根据本公开的各种实施方案的示例性测量的图；图4图示说明了描绘根据本公开的各种实施方案的示例性测量的图；图5图示说明了描绘根据本公开的各种实施方案的示例性测量的图；和图6图示说明了与根据本公开的各种实施方案的示例性气体检测设备的一个或多
个其它元件/组件电子通信的示例性控制器组件。
具体实施方式
[0007]下面将参照附图更充分地描述本公开的一些实施方案，所述附图显示了一些而非全部本公开的实施方案。实际上，这些公开内容可以以许多不同形式体现，并且不应解释为限于本文中阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案以使本公开满足适用的法律要求。同样的数字始终是指同样的元件。
[0008]图中所示的组件代表可能存在或可能不存在于本文中所述的本公开的各种实施方案中的组件，以使实施方案可以包括比图中所示那些更少或更多的组件，而不偏离本公开的范围。为了下方组件的可见性，一些组件可能从一个和多个图中省略或以虚线显示。
[0009]短语“在一个示例性实施方案中”、“一些实施方案”、“各种实施方案”等等通常是指该短语之后的特定特征、结构或特性可以被包括在本公开的至少一个实施方案中，并可以被包括在本公开的超过一个实施方案中（重要的是，此类短语不一定是指相同的实施方案）。
[0010]词语“实例”或“示例性的”在本文中用于指“充当实例、例子或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实施方式不一定解释为优选或优于其它实施方式。
[0011]如果说明书称一个组件或特征“可以”、“能够”、“可”、“应当”、“将”、“优选”、“可能”、“通常”、“任选”、“例如”、“常常”或“有可能”（或其它此类语言）被包括或具有特性，则特定的组件或特征不需要被包括或具有该特性。此类组件或特征可以任选包括在一些实施方案中，或可能被排除。
[0012]术语“电子连接”或“电子通信”在本公开中是指两个或更多个电气元件（例如但不限于示例性处理电路、通信模块、输入/输出模块、存储器、湿度感测组件、冷却元件、气体检测组件）和/或一个或多个电路通过有线方式（例如但不限于导线或迹线）和/或无线方式（例如但不限于无线网络、电磁场）连接，使得数据和/或信息（例如电子指示、信号）可以传输到和/或接收自电子连接的电气元件和/或一个或多个电路。
[0013]在一些实例中，各种设备（例如但不限于气体检测设备(例如电化学检测器)）可以在指定位置或区域中检测和/或测量一种或多种目标气态物质和/或气态物质中的目标化合物的浓度水平，以满足法规和/或符合环境空气质量标准。目标气态物质/化合物可以包括挥发性有机化合物（VOC）、有毒气体等等。
[0014]在各种实例中，气体检测设备可以包含包括感测电极的感测组件，所述感测电极配置为检测/测量环境中目标气态物质（例如二氧化硫(SO2)）的浓度水平。例如，可以引导样品气态物质流入气体检测设备的感测组件，使其接触（例如通过）感测电极。许多如上所述用于检测一种或多种目标气态物质和/或化合物的存在的此类气体检测设备（例如电化学检测器）可能存在许多技术挑战和限制。
[0015]在一些实施方案中，在监测目标气态物质的存在时，可能存在可与相同感测电极反应（例如产生电化学反应）的其它气态物质。因此，在一些实例中，包括配置为检测/测量目标气态物质的浓度水平的感测电极的气体检测设备（例如电化学检测器）也可以对另一气态物质（例如干扰气态物质）的存在作出反应。举例而言，用于检测SO2的气体检测设备/电化学传感器的感测电极也可以检测常见干扰气态物质诸如氮氧化物（例如二氧化氮
（NO2））/与其反应。特别地，SO2可以响应与感测电极接触而发生氧化反应，并由此产生指示SO2的存在和/或浓度水平的正信号。下式描述了SO2的氧化反应的实例：但是，在一些实例中，干扰气态物质NO2可以响应与相同感测电极接触而发生还原反应，并由此产生负信号。下式描述了NO2的还原反应的实例：作为响应NO2的存在而生成的负信号的结果，配置为检测SO2的示例性气体检测设备的输出可能产生不准确的读数，例如通过将SO2生成的正信号与NO2生成的负信号求和以输出不同于（例如低于）样品气态物质中SO2的实际浓度水平的SO2读数。这可能导致在各种应用中由示例性气体检测器生成的目标气态物质的浓度水平的假阴性输出和/或不准确的测量值。
[0016]在一些实例中，为了考虑干扰气态物质的交叉灵敏度，气体检测器可以配置为除了检测目标气态物质（例如SO2）的浓度水平之外还测量干扰气态物质（例如氮氧化物，例如NO2）的浓度水平。随后，该气体检测器可以配置为补偿目标气态物质读数中检测到的干扰气态物质（例如NO2）。但是，上述实例要求，对于该干扰气态物质（例如NO2）捕集高度准确的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.包括感测组件的气体检测设备，所述感测组件至少包括：配置为接收包含目标气态物质和干扰气态物质的样品气态物质的壳体；设置在所述壳体内的参比电极；设置在所述壳体内的对电极；和设置在所述壳体内的感测电极，其可操作地连接到偏置电压电路，其中：所述感测电极配置为响应在样品气态物质入射在感测电极上的情况下关于目标气态物质发生的第一电化学反应而在感测电极与对电极之间产生电流信号，所述电流信号指示目标气态物质的浓度水平，所述参比电极配置为将所述感测电极的电位保持在固定值，并且所述偏置电压电路运行以改变关于干扰气态物质发生的第二电化学反应的方向。2.权利要求1的气体检测设备，其中响应经由所述偏置电压电路提供给所述感测电极的高于阈值的偏置电压而发生第二电化学反应。3.权利要求2的气体检测设备，其中所述偏置电压电路具有90
‑
150 mV的运行范围。4.权利要求1的气体检测设备，其中所述目标气态物质包含二氧化硫（SO2）。5.权利要求1的气体检测设备，其中所述干扰气态物质包含二氧化氮（NO2）。6.权利要求1的气体检测设备，其中所述壳体含有包含试剂的电解质材料。7.权利要求6的气体检测设备，其中所述试剂包含硝酸盐。8.权利要求1的气体检测设备，进一步包括与所述感测组件电子通信的控制器组件。9.权利要求8的气体检测设备，其中所述控制器组件配置为：接收电流信号的指示；并至少部分基于电流信号的指示确定所述目标气态物质的浓度水平。10.权利要求1的气体检测设备，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕洪岭，李文娟，肖磊，周燕，梁枫，关鹏健，胡宇，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：