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原文传递用于催化结构和包括催化结构的可燃气体传感器的动态比较诊断

专利名称：	用于催化结构和包括催化结构的可燃气体传感器的动态比较诊断
摘要：	一种用于检测分析物气体的可燃气体传感器，包括第一元件和与第一元件电连接的电子电路，第一元件包括第一电加热元件、在第一电加热元件上的第一支撑结构和被支撑在第一支撑结构上的第一催化剂。电子电路被配置为向第一元件提供能量以将第一元件加热到至少第一温度，在第一温度处，第一催化剂催化分析物气体的燃烧并且被配置为基于第一元件对被加热到至少第一温度的响应来确定分析物气体是否存在。电子电路还被配置为向第一元件应用询问脉冲，其中第一元件的能量被增加或被减少以引起来自第一元件的相关响应。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	MSA技术有限公司
发明人：	M·F·小扎内拉;M·A·布朗;M·E·斯旺森;D·桑托罗;J·奥迪亚;R·A·舍瑞
专利状态：	有效
申请日期：	2018-04-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201880011229.1
公开号：	CN110268255A
代理机构：	北京市金杜律师事务所
代理人：	赵林琳;范有余
分类号：	G01N27/16(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	美国宾夕法尼亚州
主权项：	1.一种用于检测分析物气体的可燃气体传感器，包括：第一元件，所述第一元件包括第一电加热元件、在所述第一电加热元件上的第一支撑结构和被支撑在所述第一支撑结构上的第一催化剂，所述可燃气体传感器还包括与所述第一元件电连接的电子电路，所述电子电路被配置为向所述第一元件提供能量以将所述第一元件加热到至少第一温度，在所述第一温度处，所述第一催化剂催化所述分析物气体的燃烧，并且被配置为基于所述第一元件对被加热到至少所述第一温度的响应来确定所述分析物气体是否存在，所述电子电路还被配置为向所述第一元件应用询问脉冲，其中到所述第一元件的能量被增加或被减少以引起来自所述第一元件的相关响应，所述电子电路被配置为分析所述相关响应并且根据所述相关响应确定所述第一催化剂的中毒或抑制是否已经发生。 2.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中能量在所述询问脉冲中被增加，使得所述第一元件的温度增加以引起焦耳加热，并且持续足够的时间，以引起所述第一支撑结构与周围气体之间的对流热传递，或者其中能量在所述询问脉冲中被减少，使得所述第一支撑结构与周围气体之间的对流热传递停止并且持续足够的时间，以使得所述第一元件的温度降低到低于所述第一元件的焦耳加热发生的温度。 3.根据权利要求2所述的可燃气体传感器，还包括第二元件，所述第二元件包括第二电加热元件和在所述第二电加热元件上的第二支撑结构，所述电子电路与所述第二元件电连接并且被配置为操作所述第二元件以补偿环境条件。 4.根据权利要求3所述的可燃气体传感器，其中所述第二元件的温度被保持为低于催化剂抑制组合物或催化剂中毒组合物在所述第二支撑结构上被氧化的温度。 5.根据权利要求4所述的可燃气体传感器，其中所述第二元件的温度被保持在150℃以下。 6.根据权利要求4所述的可燃气体传感器，其中所述第二元件的温度被保持在90℃以下。 7.根据权利要求2所述的可燃气体传感器，其中所述第一元件的温度经由所述询问脉冲被增加以引起焦耳加热并且持续足够的时间，以将所述第一元件的温度升高到至少所述第一温度。 8.根据权利要求7所述的可燃气体传感器，其中在所述第一元件的温度被升高到至少所述第一温度之后，如果所述电子电路确定存在所述分析物气体，则由于增加所述第一元件的温度以引起焦耳加热而产生的相关响应在分析相关动态响应时被忽略。 9.根据权利要求2所述的可燃气体传感器，其中在所述询问脉冲中能量被从至少所述第一温度的温度减少，使得所述第一支撑结构与周围气体之间的对流热传递停止并且持续足够的时间以使得所述第一元件的温度降低到低于所述第一元件的焦耳加热发生的温度。 10.根据权利要求8所述的可燃气体传感器，其中仅在由所述电子电路确定不存在所述分析物气体之后，能量在所述询问脉冲中被减少。 11.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中所述电子电路被配置为随时间向所述第一元件应用多个询问脉冲，其中到所述第一元件的能量被增加或被减少以在所述多个询问脉冲中的每个询问脉冲中引起来自所述第一元件的相关响应，所述电子电路被配置为分析所述相关响应中的一个或多个相关响应并且被配置为根据所述相关响应确定所述第一催化剂的中毒或抑制是否已经发生。 12.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中所述第一元件具有小于8秒的热时间常数。 13.根据权利要求4所述的可燃气体传感器，其中所述第一元件具有小于8秒的热时间常数，并且所述第二元件具有小于8秒的热时间常数。 14.一种操作用于检测分析物气体的可燃气体传感器的方法，所述可燃气体传感器包括第一元件和与所述第一元件电连接的电子电路，所述第一元件包括第一电加热元件、在所述第一电加热元件上的第一支撑结构和被支撑在所述第一支撑结构上的第一催化剂，所述方法包括：操作所述电子电路以向所述第一元件提供能量以将所述第一元件加热到至少第一温度，在所述第一温度处，所述第一催化剂催化所述分析物气体的燃烧，并且基于所述第一元件对被加热到至少所述第一温度的响应来确定所述分析物气体是否存在，操作所述电子电路以向所述第一元件应用询问脉冲，其中到所述第一元件的能量被增加或被减少以引起来自所述第一元件的相关响应，并且分析所述相关响应以确定所述第一催化剂的中毒或抑制是否已经发生。 15.根据权利要求14所述的方法，其中能量在所述询问脉冲中被增加，使得所述第一元件的温度被增加以引起焦耳加热并且持续足够的时间，以引起所述第一支撑结构与周围气体之间的对流热传递，或者其中能量在所述询问脉冲中被减少，使得所述第一支撑结构与周围气体之间的对流热传递停止并且持续足够的时间，以使得所述第一元件的温度降低到低于所述第一元件的焦耳加热发生的温度。 16.根据权利要求15所述的方法，其中所述可燃气体传感器还包括第二元件，所述第二元件包括第二电加热元件和在所述第二电加热元件上的第二支撑结构，所述电子电路与所述第二元件电连接并且被配置为操作所述第二元件以补偿环境条件。 17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二元件的温度被保持为低于一种或多种预定催化剂抑制组合物或催化剂中毒组合物在所述第二支撑结构上被氧化的温度。 18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二元件的温度被保持在150℃以下。 19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二元件的温度被保持在90℃以下。 20.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一元件的温度经由所述询问脉冲被增加以引起焦耳加热并且持续足够的时间，以将所述第一元件的温度升高到至少所述第一温度。 21.根据权利要求20所述的方法，其中在所述第一元件的温度升高到至少所述第一温度之后，如果所述电子电路确定存在所述分析物气体，则由于增加所述第一元件的温度以引起焦耳加热而产生的相关响应被忽略。 22.根据权利要求15所述的方法，其中在所述询问脉冲中，能量被从至少所述第一温度的温度减少，使得所述第一支撑结构与周围气体之间的对流热传递停止并且持续足够的时间，以使得所述第一元件的温度降低到低于所述第一元件的焦耳加热发生的温度。 23.根据权利要求22所述的方法，其中仅在所述电子电路确定不存在所述分析物气体之后，能量在所述询问脉冲中被减少。 24.根据权利要求14所述的方法，还包括：随时间向所述第一元件应用多个询问脉冲，其中到所述第一元件的能量被增加或被减少以在所述多个询问脉冲中的每个询问脉冲中引起来自所述第一元件的相关响应，以及分析所述相关响应中的一个或多个相关响应并且根据所述相关响应确定所述第一催化剂的中毒或抑制是否已经发生。 25.一种用于检测分析物气体的可燃气体传感器，包括：第一元件和第二元件，所述第一元件包括第一电加热元件、在所述第一电加热元件上的第一支撑结构和被支撑在所述第一支撑结构上的第一催化剂，所述第二元件包括第二电加热元件和在所述第二电加热元件上的第二支撑结构，所述可燃气体传感器还包括与所述第一元件和所述第二元件电连接的电子电路，所述电子电路以第一模式被配置为向所述第一元件提供能量以将所述第一元件加热到至少第一温度，在所述第一温度处，所述第一催化剂催化所述分析物气体的燃烧，并且被配置为基于所述第一元件对被加热到至少所述第一温度的响应来确定所述分析物气体是否存在，所述电子电路还以第二模式被配置为向所述第一元件应用询问脉冲，其中所述第一元件的能量被增加或被减少以引起来自所述第一元件的相关响应，所述电子电路还被配置为分析所述相关响应并且根据所述相关响应确定所述第一催化剂的中毒或抑制是否已经发生。 26.根据权利要求25所述的可燃气体传感器，其中所述第二元件的温度被保持在150℃以下。 27.根据权利要求25所述的可燃气体传感器，其中所述第二元件的温度被保持在90℃以下。
所属类别：	发明专利