氢气氯气水平探测器制造技术

用于探测物质混合物中第一物质与第二物质的比率的方法，包括在加热元件中产生热；测量加热元件附近的温度；和由所述温度计算第一物质与第二物质的比率。在一些实施方案中，可确定氢气和氯气的混合物中氢气与氯气的浓度比率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的一些实施方案可涉及气体监测，而且具体而言，涉及用于测量和/或监测气体成分的相对浓度的方法和系统。
技术介绍
许多化学方法产生各种气体，例如氢气、氯气和氧气。为了在封闭系统中控制反应和监测条件，探测气体的混合物是重要的。通常，探测气体组成的方法需要使用昂贵的设备 (例如，气相色谱仪)。另外，通常必须从包括气体混合物的容器中获取样品。而且，涉及某些气体(例如氢气和氯气)的一些化学反应如果不以受控的方式实施，可能是有害的。用于确定气体混合物的组成的示例性系统描述在U. S.专利No. 4，226，112和 U.S.专利No. 4，891，6 中。这些系统通常依赖于对参比气体进行的热导率测量的使用。 这样，可进行相对测量且其可与混合物中的气体浓度相关联。然而，如果样品不能容易地得到，对参比气体使用的依赖可造成困难。另外，参比样品的使用使得原位分析困难或不可能。因此，需要能放置于反应容器中且探测由各种化学方法产生的气体成分的浓度的传感器。
技术实现思路
传感器系统，用于探测第一物质和第二物质的气体混合物中第一物质的浓度与第二物质的浓度的比率，其中第一物质和第二物质具有基本上不同的热导率，该传感器系统包括能够测量气体混合物的温度的温度传感器；能够测量气体混合物的压力的压力传感器；以及热敏电阻。用于探测气体混合物中第一物质的浓度与第二物质的浓度的比率的方法，该方法包括在包括气体混合物的、具有已知温度和压力的环境中放置传感器，该传感器包括以耗散模式运行且运送规定电流的热敏电阻；测量该热敏电阻上的电压变化；以及在应用气体依赖性常数校正之后，由测量的电压确定第一气体的浓度与第二气体的浓度的比率。传感器系统，用于探测第一物质和第二物质的气体混合物中第一物质的浓度与第二物质的浓度的比率，其中第一物质和第二物质具有基本上不同的热导率，该传感器系统包括热敏电阻；和与该热敏电阻串联连接的电阻器；其中所述电阻器根据以下方法选择 测量当热敏电阻放置在具有已知浓度摩尔比率的第一物质和第二物质的气体混合物中时该热敏电阻上的电压；将测量电压与标准电压比较；以及选择当与热敏电阻串联放置时， 将热敏电阻的测量电压改变为与标准电压基本相等的电阻器。附图说明受益于实施方案的以下详细描述以及参考附图，本专利技术的优点对于本领域技术人员将变得明晰，在所述附图中图1示出浓度传感器的实施方案；图2示出传感器系统可使用的曲线图；图3示出热敏电阻；图4示出基于热敏电阻的浓度传感器系统；图5示出电压对Cl2 H2的浓度摩尔比率的曲线图；图6示出不同热敏电阻的电压对浓度摩尔比率的多个曲线图；和图7示出热敏电阻探测系统的替代实施方案。虽然本专利技术可容许各种改进和替代形式，但是其具体实施方式作为实例在附图中显示并且将在本文中详细描述。附图可能不是按比例的。然而，应理解，附图以及对其的详细描述不意图将本专利技术限制为所公开的具体形式，而是相反，本专利技术应涵盖落入如由所附权利要求书所限定的本专利技术精神和范围内的所有改进、等价物以及替代物。具体实施例方式应理解本专利技术不限于具体的装置或方法，其当然可以变化。还应理解本文使用的术语仅仅出于描述具体实施方案的目的，而不旨在限制。如在本说明书和所附权利要求中使用的，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括单数和复数对象，除非该内容另外明确指7J\ ο下面描述气体传感器的实施方案，其测量气体混合物中两种或更多种气体的相对浓度。应理解该传感器可适用于许多应用。一种具体的应用涉及探测气体混合物中氢气和氯气的相对浓度。因此，虽然实施方案是参考氯气和氢气的相对浓度的测量描述的，根据一些实施方案的传感器也可能够测量其它气体混合物(例如氧气和氢气)的相对浓度。气体传感器的目的是在缺乏参比气体时，具有使用单一的温度探针测量两种或更多种气体的相对浓度的能力。进一步的目的是，在已知的气体体系下，我们应能够使用不依赖于显著的软件补偿的硬件系统测量组成。图1示出说明传感器操作的等效热路图。外壳热阻率和环境热阻率分别表示(等效)为电阻器θ ’和θ。热元件302(例如，热敏电阻)可通过接收(经由线路305)信号产生净功率P，所述信号例如恒定电流、恒定电压或任何其它能够在热元件302上产生净功率的信号。例如，热元件302可通过从已知的电压源V经由线路305接收电流I而产生净热P。温度传感元件304可提供(经由线路307)与环境301有关的温度读数T。压力传感元件311可提供与环境301有关的压力读数P。应理解温度读数T可包括直接或间接对应于通过温度传感元件304传感的给定温度的任何值。在一些实施方案中，当在热元件302 上没有产生热时，温度传感元件304可指示与环境301有关的环境温度读数Ta。从图1中看出，通过热元件302产生的热可传输到环境301中且可升高温度传感元件304处的温度(温度读数T)。温度传感元件304读取的温度取决于热元件302上产生的热(功率)P和传输到环境301的热。热P传输通过环境301的比率取决于外壳306的热阻率θ ’和环境热阻率θ。如上面讨论的，当与θ比较时，θ ’可忽略不计，因此；1=函数(卩，0) (1)而且，根据前面关于图1的讨论，环境热阻率θ还取决于第一和第二气体的浓度比率X。因此，丁=函数(卩，0，。 (2)从方程2看出，第一和第二气体的浓度比率χ可从温度传感元件304接收的温度读数T计算。在一些实施方案中，θ和χ之间的关系得自由受控条件下的实验室测量典型开发的一张或多张曲线图，参见图2。在一些实施方案中，得自上面提及的曲线图的θ和χ 的对应值可存储在存储器(未示出)内，其可作为控制和反馈电路310的一部分包括。而且，在一些实施方案中，传感器247可与控制和反馈系统310连接(通过线路 305和307)，且可配置为基于温度读数T计算χ和从而调节混合物中第一和第二气体的比例(浓度)，使得可保持受控的反应。如上所述，图2是示出环境热导率(l/θ)和(12与吐气体的混合物比率χ之间关系的示例性曲线图。该图在X轴上示出Cl2 H2相对浓度比率X且在y轴上示出环境热导率(l/θ)。从图2看出，对于给定的θ，可得到对应的比率x的值。而且，如上面讨论的， 得自该曲线图的θ和χ的对应值可存储在作为控制和反馈电路310的一部分包括的存储器中。在一个实施方案中，温度传感元件304为热电偶。热电偶可配置为提供响应于通过温度传感元件304传感的温度T的电压读数V'。在热元件302上可产生净功率P。通过热电偶402传感的环境温度的变化又可造成电压读数V'出现在热电偶402处。在一些实施方案中，通过热电偶402传感的V'和温度T之间的关系得自典型地由在受控条件下的实验室测量开发的一张或多张曲线图。在一些实施方案中，得自上面提及的曲线图的对应的T和V'的值可存储在存储器(未显示)中，所述存储器可作为控制和反馈电路的一部分包括。而且，一旦由电压读数V'计算出温度Τ，比率χ可以针对方程2所讨论的类似方式计算，且必要时控制和反馈系统310可从而调节混合物中气体的比例(浓度)。在另一个实施方案中，热元件302可为电阻R随着通过热敏电阻周围的环境传感的温度T而变化的热敏电阻。在充当热元件的热敏电阻上可产生净功率P。例如，如果净功率P是由已知电压源V和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：SK萨胡，
申请(专利权)人：迪亚能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：