包括二氧化碳校准气体发生器的二氧化碳传感器制造技术

一种自校准二氧化碳传感器，包括二氧化碳检测器和二氧化碳气体发生器。该二氧化碳气体发生器包括加热元件和与加热元件热连接的释放二氧化碳气体的固体材料。该释放二氧化碳气体的固体材料被加热元件加热时释放二氧化碳。本发明专利技术还公开了用于校准自校准二氧化碳传感器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于二氧化碳传感器的校准设备。更特别地，本发 明涉及内部产生二氧化碳参考气体用来校准二氧化碳传感器。技术背景用来测量空气中二氧化碳(co2)浓度的仪器和传感器已经在专利文献中有所描述，并且在市场上以商业可得的产品形式存在。这些仪器中 有很多是基于二氧化碳分子的电磁辐射在红外波长区域内的吸收光谱。 根据已知技术，这样的光谱能够通过分光仪器进行检测和分析。通过在 由于二氧化碳吸收与空气中其它成分存在偏离的特定波长处进行测量，可能提取出所需灵敏度和特性的输出信号。其它仪器是基于固体电解质或者电化学电池，这些仪器使用触媒电 极，以使得随着电子的交换，二氧化碳被氧化或还原。然后，由于二氧 化碳被氧化或还原产生的电流作为被检测的二氧化碳浓度的量度被检 测。然而，二氧化碳传感器存在的问题是，随着时间的流逝，它们的灵 敏度降低。例如，电化学电池的工作寿命是由在传感器中用来检测二氧 化碳的电池的触媒电极的活性来决定的。随着时间的流逝，由于污染气 体和中毒，该活性逐渐降低，因此，传感器的灵敏度也降低。如果内部嵌入有二氧化碳传感器的仪器被定期校准，这个灵敏度的降 低就会通过调整二氧化碳传感器的增益而被补偿，并且任何有缺点的二 氧化碳传感器能够被立刻置换。然而，如果该仪器处于很难维护的位置， 或者如果二氧化碳传感器的校准不能以其它方式自由地进行，则通常不可能确保二氧化碳传感器正常工作。因此，当二氧化碳传感器到达工作 寿命的终点时，感测单元的输出可能不足以产生报警或其它情况。结果， 能够出现这种情况，即使达到有毒气体水平，但是二氧化碳传感器不能 够提供所需的警告。
技术实现思路
公开了一种自校准二氧化碳传感器。该传感器包括二氧化碳检测器 和二氧化碳气体发生器。在一个示例性实施例中，该二氧化碳气体发生 器包括加热元件和与加热元件相邻的释放二氧化碳气体的固体材料。释 放二氧化碳气体的固体材料被加热元件加热时释放二氧化碳。在另一个实施例中，自校准二氧化碳传感器包括传感器外壳，放置 在外壳内的二氧化碳检测器以及放置在传感器外壳内的二氧化碳气体发 生器。该二氧化碳气体发生器包括加热元件和与加热元件相邻的释放二 氧化碳气体的固体材料。该释放二氧化碳气体的固体材料被加热元件加 热时释放已知量的二氧化碳参考气体。同时，公开了一种校准二氧化碳传感器的示例性方法。该示例性方 法包括提供二氧化碳检测器和与二氧化碳检测器相邻的二氧化碳气体发 生器。二氧化碳气体发生器包括加热元件和与加热元件相邻的释放二氧 化碳气体的固体材料。然后，该方法包括，用加热元件加热释放二氧化 碳气体的固体材料来释放出已知量的二氧化碳气体，用二氧化碳检测器 检测已知量的二氧化碳气体，并由二氧化碳检测器提供输出值。然后， 根据所释放的己知量的二氧化碳气体来校准该输出值。上面本专利技术的概述没有意图描述本专利技术每一个公开的实施例或每一 个实施方式。下面的附图和详细描述更具体的举例说明这些实施例。附图说明考虑到下面联系附图对本专利技术的不同实施例的详细说明，该专利技术可 能被更完全地理解。其中附图1示出了自校准二氧化碳传感器的截面图；附图2示出了附图1中所示的自校准气体传感器的参考气体发生器 的截面图；以及附图3是与示例性自校准二氧化碳传感器一同使用的电路图。当本专利技术可修改成不同的改进型式和可选择的形式时，其中的特征 己经通过实施例在附图中示出并且将被详细地说明。然而，应该理解， 本专利技术不限定于所描述的特定的实施例。相反，本专利技术覆盖了所有的位 于本专利技术思想和范围内的更改、等同和替代。所示的附图没有按照比例 绘制，仅仅是为了更容易地说明。具体实施方式本专利技术涉及一种用于二氧化碳传感器的校准设备。更特别地，本发 明涉及内部产生二氧化碳参考气体用来校准二氧化碳传感器。在许多实 施例中，自校准二氧化碳传感器包括传感器外壳，放置在传感器外壳内 的二氧化碳检测器，以及放置在传感器外壳内的二氧化碳气体发生器。 该二氧化碳气体发生器可以包括加热元件和与加热元件相邻的释放二氧 化碳气体的固体材料。该释放二氧化碳气体的固体材料被加热元件加热 时释放已知量的二氧化碳参考气体。根据由二氧化碳气体发生器释放的 已知量的二氧化碳，该传感器能够被校准。除非另外指示，所有用在说明书和权利要求书中的表示成分、性质 如分子量、反应条件等的量的数字都应当理解为在所有情况下被术语"大 约"修饰。因此，除了相反的指示，在先前说明和所附的权利要求中阐 明的数值参数都是近似值，该近似值可以由本领域技术人员利用本专利技术 给出的教导依据所寻求获得的需要性质而变化。通过端点描述的数值范围包含所有包括在那个数值范围内的数值(例如:范围1到5包括1， 1.5, 2, 2.75， 3， 3.80， 4和5)。当用在本说明和所附权利要求中时，单数形式"一"、"一个"和"该" 包含复数形式，除非该内容清楚指示其它方面的意思。因此，例如，"加 热元件"指的是包括两个或者更多的加热元件。当用在本说明和所附权 利要求中时，术语"或"的一般意思是包括"和/或"，除非该内容清楚地 指示其它方面的意思。如附图1所示，自校准二氧化碳传感器10具有传感器外壳12，该传 感器外壳12基本上包围二氧化碳检测器22和二氧化碳气体发生器34。 在一些实施例中，传感器外壳12可以由金属形成，但是这不是必须的。 在一个实施例中，传感器外壳12是由镀镍钢形成的。在一些实施例中，二氧化碳检测器22由放置在传感器外壳12内的 支撑平板18所支撑。在一些实施例中，二氧化碳检测器22是以电化学 电池的形式存在。图示的二氧化碳检测器22包括下面的和上面的电池平板24和26, 固体电解质膜28以及下面的和上面的触媒电极30和32。下面的和上面的电池平板24和26，例如可以是憎水的聚四氟乙烯(Teflon )圆板， 但是这不是必须的。在这个图示的实施例中，下面的电池平板24夹在支 撑平板18和下面的触媒电极30之间，下面的触媒电极30夹在固体电解 质膜28和下面的电池平板24之间，上面的触媒电极32是夹在固体电解 质膜28和上面的电池平板26之间。该触媒电极30和32，例如可以包含 选自下列组中的元素金(Au)，铂(Pt)，钯(Pd)，钌(Ru),铑(Rh)， 铱(Ir)，锇(Os)，银(Ag)等中的一种，或者该组元素的合金或混合 物，或者该组元素与碳黑混合的多孔部件，或者该组元素与碳黑和全氟 磺酸树脂(Nafion)颗粒混合的多孔部件。固体电解质膜28例如可以是 全氟磺酸树脂(Nafion)或像全氟磺酸树脂(Nafion) /7Si02-2P205-Zr02 的全氟磺酸树脂(Nafion)复合物，以及用于高温的全氟磺酸树脂(Nafion) /磷化锆(ZrP)颗粒或者Sandia聚合物电解质替代物(SPEA)。所述的 电化学二氧化碳气体检测器22可以是在一个或多个美国专利 No.4,851,088和5,322,612和美国专利申请公开No.2004/0158410中所示 的类型，这些文献在此作为参考引用。在一些实施例中，二氧化碳检测器22是一种红外线(IR) 二氧化碳 传感器的形式。所述红外线二氧化碳传感器在美国专利No.6,456,943和 美国专利申请公幵No.2002本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物品，包括：　　　　二氧化碳检测器；以及　　　　二氧化碳气体发生器，其中所述二氧化碳气体发生器包括加热元件和与加热元件热连接的释放二氧化碳气体的固体材料，其中所述释放二氧化碳气体的固体材料在被加热元件加热时释放二氧化碳。

【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：SJ埃克霍夫，RA伍德，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]