一种可燃气体传感器包括至少第一感应元件，第一感应元件包括与电子电路电连接的第一传导元件，第一传导元件具有例如小于20μm的平均直径。可燃气体传感器进一步包括第一支撑元件，第一支撑元件具有第一锚固端、第二锚固端以及在第一锚固端和第二锚固端之间的延伸中间部分，延伸中间部分为第一传导元件提供支撑。另一可燃气体传感器包括第一感应元件和第二感应元件。第一感应元件包括第一催化剂负载构件，第一催化剂负载构件具有小于具有500μm直径的球体的体积。第二感应元件包括第二催化剂负载构件，第二催化剂负载构件具有小于具有500μm直径的球体的体积。可燃气体传感器进一步包括电子电路，该电子电路适于在第一模式和第二模式之间循环，在第一模式下，第一感应元件在较高功率模式下运行并且第二感应元件在较低功率模式下运行，在第二模式下，第二感应元件在较高功率模式下运行并且第一感应元件在较低功率模式下运行。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括一体支撑结构的可燃气体传感器以及具有多个活性元件的可燃气体传感器相关申请的交叉引用本申请要求美国临时专利申请序列号61/256，749的权益，其公开内容通过引用并入本文。
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除非在此文件中明确指出，否则本文中所使用的术语不旨在限制为任何特定的狭窄释义。本文中阐述的标记可有助于理解装置、系统和/或方法或
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。本文中所引用的任何参考文献的公开内容通过弓I用并入。催化或可燃(易燃)气体传感器已使用多年，例如用于防止由于可燃或易燃气体的爆炸引起的事故。通常，可燃气体传感器通过可燃气体的催化氧化来运行。如图IA和图 IB所示，常规的可燃气体传感器10通常包括封装在耐火(例如，氧化铝)珠30内的诸如钼元素线缆或线圈20等元件，耐火珠30中充满催化剂(例如，钯或钼)以形成活性或感应元件，活性或感应元件有时被称为pelement40、pellistor、检测仪或感应元件。在Mosely, P. T. and Toffeld,B. C. ,ed. , Solid State Gas Sensors, Adams Hilger Press,Bristol, England(1987)可找到pelement和包括这种pelement的催化可燃气体传感器的详细讨论。在 Firth, J. G. et al. , Combustion and Flame 21, 303 (1973)以及 Cullis, C. F. , and Firth,J. G. ,Eds. ,Detection and Measurement of Hazardous Gases,Heinemann,Exeter, 29(1981)中也对可燃气体传感器进行了概括性讨论。珠30将对能够改变其输出的除了催化氧化之外的现象(即，改变珠上的能量平衡的任何现象)做出反应，并且因此在可燃气体浓度测量中产生误差。这些现象包括环境温度变化、湿度变化和压力变化。为了使次级效应对传感器输出的影响最小化，可依照感应元件或pelement40的电阻相对于在非活性的补偿元件或pelement50中包含的基准电阻的变化来测量可燃气体的氧化率。两个电阻通常为诸如图IC中所示的惠斯通(Wheatstone)桥式电路等测量电路的部分。当可燃气体存在时横过桥式电路所显现的输出或电压提供了可燃气体浓度的测量。补偿pelement50的特性通常与活性或感应pelement40尽可能紧密地匹配。然而,补偿pelement50通常不载有催化剂或者载有失活/中毒的催化剂。例如，活性或感应元件40以及补偿pelement50能够配置在防爆壳体70的阱60a 和60b内并且能够通过例如多孔金属熔块80的回火保险器与周围环境分离。多孔金属熔块80允许环境气体进入壳体70内，但是防止炙热元件点燃周围环境中的易燃气体。这种催化气体传感器通常安装在这样的仪器中在一些情况下，所述仪器必须便携，因此，必须自身载有它们自身的电源。因此，期望使得催化气体传感器的功耗最小化。如图IA至图IC中所示的催化气体传感器的电功率消耗通常在250mW至700mW的级上。此外，催化元件或pelement以及补偿元件或pelement的制造成本高。同样,成对元件通常占据制造催化气体传感器的成本的一半以上。此外，在尺寸和环境响应方面必须与感应元件紧密匹配的补偿元件占据传感器功率的近一半以及感应元件/补偿元件对的成本的一半。在开发低功率可燃气体检测仪以及降低补偿元件的成本或免除补偿元件方面已经投入了大量的研究运行。例如，美国专利号6，663，834公开了这样一种可燃气体传感器其中补偿元件由热敏电阻器网络进行电子替换以补偿环境温度的变化。然而，美国专利 6，663，834的传感器的功率要求仍相对高。减小感应元件的感应元件线缆以及催化支撑珠的尺寸能够降低可燃气体传感器的功率要求。减小的线缆直径通常与较高的电阻相关联且因此与较低的电流/功率相关联，从而实现了一定的运行温度。而且，减小感应元件/pelement的尺寸/体积减弱了湿度和压力变化对于传感器的影响。过去，传感器包括由充裕尺寸和强度的线缆制成的元件以支撑其自身。随着近年来技术的进步，在通过例如减小感应元件的尺寸来降低传感器运行所需的功率水平方面做出了努力。而早期的可燃气体传感器需要多于一瓦的功率来运行， 近期可供使用的可燃气体传感器已经能够在200-300毫瓦的范围内运行。然而，对于直径较小且更脆弱的感应元件和/或线缆，减小元件尺寸需要并入某种形式的机械支撑。常见的机械支撑包括各种填塞方法或者使用第三支柱。不幸的是，这些机械支撑吸取或传导热使其远离感应(和/或补偿)元件并且因此使得在特定温度范围内元件运行需要更高的功率。专利技术概述在一个方面中，可燃气体传感器包括至少第一感应元件，所述第一感应元件包括与电子电路电连接的第一传导元件，所述第一传导元件具有小于20 μ m的直径。可燃气体传感器进一步包括第一支撑元件，第一支撑元件呈现出通过使以每平方英寸磅或Psi为单位的第一支撑元件的抗拉强度除以以瓦特/cm/°C为单位的第一支撑元件的热导率而计算出的至少为250,000的商数。第一支撑元件与第一传导元件操作性连接以便为其提供支撑。第一支撑元件能够例如接触第一传导元件以便为其提供支撑。在另一方面中，可燃气体传感器包括至少第一感应元件，所述第一感应元件包括与电子电路电连接的第一传导元件，所述第一传导元件具有例如小于20μπι的平均直径。 可燃气体传感器进一步包括第一支撑元件，所述第一支撑元件具有第一锚固端、第二锚固端以及在所述第一锚固端和所述第二锚固端之间的延伸中间部分，所述延伸中间部分为所述第一传导元件提供支撑。第一支撑元件能够例如与第一传导元件操作性连接以便为其提供支撑。第一支撑元件能够例如接触所述第一传导元件以便为其提供支撑。第一支撑元件能够例如呈现出通过使以每平方英寸磅或Psi为单位的第一支撑元件的抗拉强度除以以瓦特/cm/°C为单位的第一支撑元件的热导率而计算出的至少为250，000的商数。第一传导元件能够例如具有小于12. 5μπι的直径。在多个实施方案中，第一传导元件线缆具有不大于约 ο μ m的直径。在多个实施方案中，可燃气体传感器包括第一支撑构件和第二支撑构件，第一支撑元件的第一锚固端锚固或附接至所述第一支撑构件，第一支撑元件的第二锚固端锚固或附接至所述第二支撑构件。可燃气体传感器还能够包括与第一传导元件操作性连接的第一催化剂负载构件， 其中所述第一支撑元件的中间部分接触所述第一催化剂负载构件以便为第一传导元件提供支撑。在多个实施方案中，第一支撑元件穿过第一催化剂负载件的至少一部分。第一催化剂负载构件上负载有催化剂。在多个实施方案中，第一催化剂负载构件具有小于具有 500μπι直径的球体的体积(其中球体的体积是通过公式4/3Χ π X(D/2)3计算得到的)。 第一催化剂负载构件能够具有不大于具有不大于440 μ m直径或者具有不大于300 μ m直径的球体的体积。可燃气体传感器能够进一步包括至少两个导电接触构件，第一传导元件连接在所述两个导电接触构件之间。接触构件与电子电路电连接。第一支撑元件能够例如包括钨、镍、钥或钛中的至少一种与钼、钯、铑、铱中的至本文档来自技高网...
【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：马克·弗洛里·扎内拉，
申请(专利权)人：梅思安安全设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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