自检验一氧化碳探测器及方法技术

本发明专利技术的自检验一氧化碳探测器和方法利用该探测器被设计来探测的气体作为检测气体。具体来说，在该探测器组件中包括一氧化碳发生器以产生一已知量的一氧化碳。监控传感器对所产生一氧化碳量的响应，并按需要调节其检验。还监控气体发生器的运作，且为引起用户注意发出任何的故障信号。该气体发生器通过在它的结构中所使用的材料，具体地抑制了氢的产生。考虑到发生器的温度效应，或是通过对气体发生器控制参数的控制，或是对传感器响应的补偿，来作出对温度效应的补偿。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及危险情况探测器的测试和检验，具体地说，涉及家用一氧化碳探测器自律的场内检验和测试。
技术介绍
由于大家对一氧化碳在家中造成危险的认识，且在一氧化碳探测技术和可靠性上的不断改进，在家中装置一氧化碳探测器的数目已大为增加。与工厂企业中应用的危险气体探测器不同，它是在定期检验下动作的，而在家中应用的一氧化碳探测器要求是“安装后就忘记”的装置。这就在用于家用气体探测器的感应器上设置了一个重要的要求，即要在使用人在完全不注意的情况下，在使用多年的时段中必须保持它的性能。但是，对家用一氧化碳探测器期望有限长的使用寿命，可能长过五年以上，则可想象得到必然会有某种退化和准确性的下降。的确，对通常用于家用一氧化碳探测器感应器性能下降，存在着三个可能的主要原因。第一，传感器的活性部分电极组件薄膜(MEA)不是被水合作用损耗就是被化学中毒而受到损坏。这个作用降低对一氧化碳特定电平的传感器的输出。结果是，提高了在警铃打响之前暴露的时间或浓度水平。第二，可能丧失对MEA的电接触。这导致在存在一氧化磷时，完全丧失即中断来自传感器的输出，它导致在存在一氧化碳时，没有即中断警报输出。第三，在传感器顶部的气体扩散小孔可能变成阻塞。由于没有一氧化碳能到达该MEA，所以当在环境中有一氧化碳时导致来自传感器的输出却是为零。具有这些影响性能事项，中的每一项，其结果是在一氧化碳高浓度的时段中或长时间暴露于一氧化碳中，一氧化碳的警铃不再提供满足要求的警示。考虑到由这种性能恶化造成的严重危险，一些现代的家用一氧化碳探测器使用了一种用氢作为传感器顶部检验气体的机制。事实上氢是一种作为用于检测包括一氧化碳探测器在内的还原气体的所有类型传感器的检验气体。这是因为电化学的一氧化碳传感器能够感应除一氧化碳以外的许多气体，这些气体包括氢，二氧化硫，和氮的氧化物。因为氢易于生产，只要把它的浓度保持在爆炸的水平之下，也是无毒而又安全的。所以采用氢作为检验气体。愦憾的是，尽管通常的一氧化碳传感器的确与氢反应，但是传感器对氢的性能与对一氧化碳的性能是不一样的。具体地说，在MEA的化学中毒条件下，对氢的灵敏度实际上是增加的，而对一氧化碳的灵敏度是降低的。在这种条件下，利用氢作为检验气体，当它感应一氧化碳的能力事实上已显著地被削弱时，在一氧化碳探测器正常工作时，将提供错误的安全水平。所以，在本领域中对家用一氧化碳传感器存在着一个需要，即需要在各种包括MEA中毒的各种故障条件下能提供有能力可靠地自检验和测试来正常地探测一氧化碳浓度的传感器。
技术实现思路
考虑到以上所述，本专利技术的总目标是要提供一种新型实用的自检验一氧化碳探测器。在本专利技术的一实施例中，一氧化碳探测器包括形成一个室并含有一小孔的外壳，配置于该室内具有一小孔的一氧化碳传感器组件，以及配置于该室内也有一小孔的一氧化碳气体发生器组件。该探测器还包括耦合到一氧化碳传感器组件和到一氧化碳气体发生器组件的控制器。该控制器操作一氧化碳气体发生器组件产生一氧化碳，并监控一氧化碳传感器的电输出以保证它能正常工作。在本专利技术另一实施例中，一氧化碳传感器组件包括形成一储水器的金属外壳和配置于该金属外壳内的底盘，该底盘把储水器与金属外壳上面的传感器部分隔开。该底盘包括至少一个小孔。一疏水性薄层被配置在底盘上并覆盖这底盘的小孔。电极组件配置在疏水性薄层上，而把第一垫圈配置在电极组件上。这第一垫圈具有与金属外壳内表面紧密适配的外缘，限定了具有比电极组件直径较小直径的一孔洞。在第一垫圈上配置扩散层，而在这扩散层上配置第二垫圈。这第二垫圈也有与金属外壳的表面紧密适配的外缘，并限定了具有比扩散层直径较小直径的孔洞。在第二垫圈上配置密封垫圈，而把一顶盘配置在与密封垫圈啮合密封的位置上。这顶盘包括一小孔。在一较佳的实施例中，金属外壳被卷边以与一氧化碳传感器组件密封，这扩散层在组件内被变形以提供在顶盘和电极组件的顶部之间的电接触。在电极组件底部和金属外壳间的电接触由疏水性薄层和底盘来提供。在本专利技术一补充的实施例中，一氧化碳气体发生器组件包括一形成储水器的金属外壳，和配置在金属外壳内的底盘以把储水器与金属外壳上面的发生器部分隔开。这底盘包括至少一个小孔。一疏水性薄层被配置在底盘上，覆盖该小孔，而把电极组件配置在疏水性薄层上。电极组件包括具有沉积在上、下表面上的电极的离子交换薄膜。这些电极含有碳黑和离子交换聚合物但不含铂的混合物。扩散层是作为密封垫装置的。也装置了与这密封垫圈啮合密封的顶盘，且包括一小孔。较佳的是把金属外壳卷边以与一氧化碳气体发生器组件密封。扩散层提供在顶盘和电极组件顶部之间的电接触。在电极组件底部和金属外壳之间的电接触由疏水性薄层和底盘来提供。在本专利技术一可供选择的实施例中，一氧化碳气体发生器组件包括一形成储水器的金属外壳，和配置在金属外壳内的底盘以把储水器与金属外壳上面的发生器部分隔开。这底盘包括至少一个小孔。不含铂的疏水性薄层配置在底盘上，覆盖该小孔。电极组件配置在疏水性薄层上。电极组件包括离子交换薄膜。不含铂的扩散层配置在与电极组件接触的位置上。装置一密封垫圈，还装置与该密封垫圈啮合密封的顶盘。该顶盘限定一小孔。较佳的是，把金属外壳卷边以与一氧化碳气体发生器组件密封。扩散层提供在顶盘和电极组件顶部之间的电接触，而电极组件的底部与金属外壳之间的电接触由疏水性薄层和底盘来提供。在本专利技术的另一可供选择的实施例中，一种具有气体传递的一氧化碳传感器和一氧化碳气体发生器的检验一氧化碳探测器的方法包括下列的步骤控制一氧化碳气体发生器以产生一已知量的一氧化碳，监控一氧化碳传感器对这已知量的一氧化碳的响应，以及当这响应已在预先确定范围的外面时，校正一氧化碳传感器的检验。当把附图连同在一起时，本专利技术的其它目的和优点将会从下面的详述中变得更为明白无误。附图说明结合进来并形成本说明书的一部分的附图说明了本专利技术的几个方面，并与描述一起起着解释本专利技术原理的作用。在这些图中图1是根据本专利技术一实施例构作的在卷边前的一氧化碳气体传感器和/或发生器的简化组件图；图2是图1中一氧化碳气体传感器和/或发生器在卷边后的简化组件图；图3是根据本专利技术一实施例构作的在卷边前的一氧化碳气体发生器的简化组件图；图4是图3中一氧化碳气体发生器在卷边后的简化组件图；图5是根据本专利技术另一实施例构作的在卷边后的一氧化碳气体发生器的简化组件图；图6是示出根据本专利技术一实施例构作的自检验一氧化碳探测器的示意图；图7是示出根据本专利技术一可替换实施例构作的自检验一氧化碳探测器的示意图；图8是示出根据本专利技术另一实施例构作的自检验一氧化碳探测器的示意图；图9示出根据本专利技术还有另一实施例构作的自检验一氧化碳探测器的示意图；图10示出根据本专利技术补充的实施例构作的自检验一氧化碳探测器的示意图；图11是横跨一氧化碳发生器展开的电压以保证其正常工作的示意图；图12是响应本专利技术一氧化碳发生器工作的一氧化碳传感器工作情况的示意图；图13是根据本专利技术原理构作的一自检验一氧化碳探测器实施例的简化控制方框图；以及图14是示出本专利技术检验方法的简化流程图。尽管与某些较佳实施例共同来描述本专利技术，但是并不打算对这些实施例作限制。相反以，例是想覆盖由所附权利要求书中所规定的，包括在本专利技术的精神和范围之内的所有替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一氧化碳探测器，其特征在于，包括：在其中形成室的外壳，所述外壳包括第一小孔；一氧化碳传感器组件，具有配置在所述室内的第二小孔；一氧化碳气体发生器组件，具有配置在所述室内的第三小孔；以及控制器，耦合到所述一 氧化碳传感器组件和到所述一氧化碳气体发生器组件，所述控制器操作所述一氧化碳气体发生器组件以产生一氧化碳，所述控制器还监控所述一氧化碳传感器组件的电输出以保证其正常工作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MD拉贝特，AM哈维，
申请(专利权)人：沃特基德手提设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]