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原文传递可燃气体传感器和用于经由可燃气体传感器的脉冲操作来识别可燃气体种类的方法

专利名称：	可燃气体传感器和用于经由可燃气体传感器的脉冲操作来识别可燃气体种类的方法
摘要：	一种可燃气体传感器，包括第一感测元件，其包括催化剂和加热元件，加热元件与催化剂操作地连接，以将催化剂加热至高于燃烧所关注的气体分析物的温度，以及电子电路，其与第一感测元件的加热元件操作地连接，以在高于燃烧所关注的分析物的温度的温度与催化剂基本无活性来催化所关注的分析物的氧化燃烧的温度之间周期性地循环第一感测元件。电子电路适于在循环持续时间内的ON时间期间，从可燃气体传感器的第一输出确定所关注的气体分析物中的至少一种气体分析物的种类。电子电路进一步适于从可燃气体传感器的第二输出确定该种类的气体的浓度。
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·E·斯万松;M·A·布朗
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201780062936.9
公开号：	CN109844511A
代理机构：	北京市金杜律师事务所
代理人：	郑立柱;刘秋会
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：	1.一种可燃气体传感器，包括：第一感测元件和电子电路，所述第一感测元件包括催化剂和加热元件，所述加热元件与所述催化剂操作地连接，以将所述催化剂加热至高于燃烧所关注的气体分析物的温度，所述电子电路与所述第一感测元件的所述加热元件操作地连接，以在高于燃烧所关注的所述分析物的所述温度的温度与所述催化剂基本无活性来催化所关注的所述分析物的氧化燃烧的温度之间周期性地循环所述第一感测元件，所述电子电路适于在循环持续时间内的ON时间期间，从所述可燃气体传感器的第一输出来确定所关注的所述气体分析物中的至少一种气体分析物的种类，并且所述电子电路进一步适于从所述可燃气体传感器的第二输出来确定所述种类的气体的浓度。 2.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中所述第一感测元件是MEMS载体催化传感器的感测元件。 3.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中所述第一感测元件具有8秒或更小的热常数。 4.根据权利要求2所述的可燃气体传感器，其中所述循环持续时间期间的所述ON时间在100毫秒至1秒之间。 5.根据权利要求2所述的可燃气体传感器，其中所述循环持续时间期间的所述ON时间在300毫秒至500毫秒之间。 6.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中所述第一感测元件的周期性循环的占空比在5％至12％的范围内。 7.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中所述第一感测元件的周期性循环的占空比在8％至11％的范围内。 8.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，进一步包括第一补偿元件，所述第一补偿元件与所述电子电路操作地连接。 9.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中所述催化剂被加热至高于燃烧甲烷的温度。 10.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，进一步包括壳体和至少一个过滤器，所述壳体包括入口，所述第一感测元件被定位在所述壳体内，所述至少一个过滤器适于去除所关注的所述分析物之外的至少一种物质。 11.根据权利要求1所述的可燃气体传感器，其中所述浓度是预定的阈值浓度，并且所述电子电路进一步适于生成报警信号。 12.一种操作可燃气体传感器的方法，所述可燃气体传感器具有第一感测元件和电子电路，所述第一感测元件包括催化剂和加热元件，所述加热元件与所述催化剂操作地连接，以将所述催化剂加热至高于燃烧所关注的气体分析物的温度，所述电子电路与所述第一感测元件的所述加热元件操作地连接，所述方法包括：经由所述电子电路，在高于燃烧所关注的所述分析物的所述温度的温度与所述催化剂基本无活性来催化所关注的所述分析物的氧化燃烧的温度之间周期性地循环所述第一感测元件，所述电子电路在循环持续时间内的ON时间期间，从所述可燃气体传感器的第一输出来确定所关注的所述气体分析物中的至少一种气体分析物的种类，并且从所述可燃气体传感器的第二输出来确定所述种类的气体的浓度。 13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一感测元件被形成为MEMS载体催化传感器。 14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一感测元件具有8秒或更小的热常数。 15.根据权利要求13所述的方法，其中所述循环持续时间期间的所述ON时间在100毫秒至1秒之间。 16.根据权利要求13所述的方法，其中所述循环持续时间期间的所述ON时间在300毫秒至500毫秒之间。 17.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一感测元件的周期性循环的占空比在5％至12％的范围内。 18.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一感测元件的周期性循环的占空比在8％至11％的范围内。 19.根据权利要求12所述的方法，其中所述可燃气体传感器进一步包括第一补偿元件，所述第一补偿元件与所述电子电路操作地连接。 20.根据权利要求12所述的方法，其中所关注的所述气体分析物中的多于一种气体分析物的种类在所述循环持续时间内的ON时间期间，从所述可燃气体传感器的瞬时输出来被确定。 21.根据权利要求12所述的方法，其中所述催化剂被加热至高于燃烧甲烷的温度。 22.根据权利要求12所述的方法，其中所述可燃气体传感器进一步包括具有入口的壳体，所述第一感测元件被定位在所述壳体内，所述方法进一步包括提供至少一个过滤器，所述至少一个过滤器适于去除所关注的所述分析物之外的至少一种物质。 23.根据权利要求12所述的方法，其中所述浓度是预定的阈值浓度，并且所述方法进一步包括在确定所述预定的阈值浓度时，经由所述电子电路生成报警信号。 24.一种识别所关注的多个气体分析物中的至少一种气体分析物的种类的方法；所述方法包括在高于燃烧所关注的所述多个分析物的温度的温度与催化剂基本无活性来催化所关注的所述分析物的氧化燃烧的温度之间周期性地循环第一感测元件，所述第一感测元件包括所述催化剂并且具有小于8秒的热时间常数，以及在循环持续时间内的ON时间期间，从所述可燃气体传感器的动态输出来确定所关注的所述气体分析物中的至少一种气体分析物的种类。 25.一种系统，包括：第一可燃气体传感器，所述第一可燃气体传感器包括第一壳体、第一过滤器、第一感测元件和第一电子电路，所述第一壳体具有第一入口，所述第一过滤器与所述壳体的所述第一入口操作地连接，所述第一感测元件处在所述壳体内，所述第一感测元件包括第一催化剂和第一加热元件，所述第一加热元件与所述第一催化剂操作地连接，以将所述第一催化剂加热至高于燃烧所述第一可燃气体传感器所关注的气体分析物的温度，所述第一电子电路与所述第一感测元件的所述第一加热元件操作地连接，以在高于燃烧所述第一可燃气体传感器所关注的所述分析物的温度的温度与所述催化剂基本无活性来催化所述第一可燃气体传感器所关注的所述分析物的氧化燃烧的温度之间周期性地循环所述第一感测元件，所述第一过滤器适于去除所述第一可燃气体传感器所关注的所述分析物之外的至少一种物质，所述第一电子电路适于在所述第一可燃气体传感器的循环持续时间内的ON时间期间，从所述第一可燃气体传感器的第一输出来确定所述第一可燃气体传感器所关注的所述气体分析物中的至少一种气体分析物的种类，并且所述第一电子电路进一步适于从所述第一可燃气体传感器的第二输出来确定所述种类的气体的浓度，以及第二可燃气体传感器，所述第二可燃气体传感器包括第二壳体、第二过滤器、第二感测元件和第二电子电路，所述第二壳体具有第二入口，所述第二过滤器不同于所述第一过滤器并与所述第二入口操作地连接，所述第二感测元件处在所述壳体内，所述第二感测元件包括第二催化剂和第二加热元件，所述第二加热元件与所述第二催化剂操作地连接，以将所述第二催化剂加热至高于燃烧所述第二可燃气体传感器所关注的气体分析物的温度，所述第二电子电路与所述第二感测元件的所述第二加热元件操作地连接，以在高于燃烧所述第二可燃气体传感器所关注的所述分析物的温度的温度与所述催化剂基本无活性来催化所述第二可燃气体传感器所关注的所述分析物的氧化燃烧的温度之间周期性地循环所述第二感测元件，所述第二过滤器适于去除所述第二可燃气体传感器所关注的所述分析物之外的至少一种物质，所述第二电子电路适于在所述第二可燃气体传感器的循环持续时间内的ON时间期间，从所述第二可燃气体传感器的第一输出来确定所述第二可燃气体传感器所关注的所述气体分析物中的至少一种气体分析物的种类，并且所述第二电子电路进一步适于从所述第二可燃气体传感器的第二输出来确定所述种类的气体的浓度。
所属类别：	发明专利