專利名稱：礦井安全裝置公司的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于測試氣體傳感器的設備、系統(tǒng)和方法，尤其涉及用于電子地測試氣體傳感器并在電子測試的基礎上校正氣體傳感器輸出的設備、系統(tǒng)和方法。
背景技術：
電流計型或燃料電池型氣體傳感器通常包括至少兩個電催化電極(陽極和陰極)，其中至少一個是氣體擴散電極或工作電極。工作電極可以是任何給定傳感器中的陽極或者陰極。氣體擴散電極一般包括粘附在多孔或透氣膜的一面的電催化物質的微粒。氣體傳感器還可包括第三電極，即參考電極，用于將工作電極維持在已知電壓或電勢。
工作電極的電催化面通過電解質(例如，液體電解質，固體電解質或準固態(tài)電解質)與第二電極(對電極，無論是陽極還是陰極)離子接觸。液體電解質通常地是一種強電解質鹽溶解于諸如水等適當?shù)娜軇┲械娜芤?。準固態(tài)電解質可包括，例如，由具有很大的表面積、很大孔隙容積的固體固定的液體電解質。工作電極和對電極也通過用來測量流經傳感器的電流的外部電路電接觸。
氣體檢測器的各種制造商包括一些用于監(jiān)視電化學氣體傳感器的存在及確定其可用性的手段。一種常用方法是生成一種合適的目標氣體(無論是所關注的被分析物還是合適的模擬分析物)并監(jiān)視傳感器對該生成的氣體的響應。由于典型的氣體發(fā)生器本身是電化學電池，所以在用于產生氣體樣品的電流量與該樣品的濃度之間具有相關性。該方法產生了工作氣體傳感器，并能被用來校正傳感器的輸出。然而，該技術有許多缺點包括，例如，復雜性和不定性。在這方面，氣體發(fā)生單元要經受傳感器也經受的相同降解力。此外，除非使用某種監(jiān)視氣體發(fā)生器的狀態(tài)的方法，否則這些方法可能會產生傳感器狀態(tài)的自恰、但分析錯誤的指示。
美國專利第6,370,940號描述了一種用于確定氣體樣品的濃度的方法，如果該氣體的濃度已知，則所述氣體樣品可用來實際校準傳感器。該方法需要測試氣體的已知濃度以及調節(jié)氣體向傳感器流動的手段。
在許多電流傳感器中，通過電子測試來確定傳感器的存在以及傳感器的可用性。這類傳感器的校準需要在曝露于具有已知濃度的被分析氣體的標準校準氣體時測量傳感器響應。例如，美國專利第6,428,684號公開了一種確定傳感器的響應并將所確定的傳感器響應與“正?！表憫啾容^的方法。該測試據(jù)稱可確定傳感器工作中的異常并可預測未來的故障。在一個實施例中，穩(wěn)壓器電路被修改以使得傳感器能被靜電流測試。流過傳感器很短時間段的微小電流使得電極電容可被確定。使較大的電流通過傳感器，尤其是隨時間改變所通過的電流，就可提供一種表征該傳感器的電化學特性的方法。這些電特性與參考值或與在不同時間獲得的數(shù)據(jù)的比較被用來確定傳感器的功能狀態(tài)。
美國專利第6,049,283號描述了一種通過測量傳感器放大器的輸出中的電子噪聲來檢測可使用的電化學氣體傳感器的存在。
美國專利第6,629,444號描述了一種通過將傳感器周圍空氣的水蒸汽壓力突然改變?yōu)楦稍锘蚋睗竦目諝?、由此造成工作電極處的酸度急劇變化并因此造成傳感器中可被用來監(jiān)視傳感器狀態(tài)的瞬態(tài)電流急劇變化、從而來診斷電化學氣體傳感器中的缺陷的方法。
美國專利第6,123,818號描述了一種通過向放大傳感器輸出電流的運算放大器的同相輸入施加瞬變來檢測可用電化學氣體傳感器的存在。該運算放大器的增益被監(jiān)視。如果由瞬變產生的增益很高，則可用傳感器存在；如果增益很低，則可用傳感器不存在。美國專利第6,251,243號描述了一種檢測可用氣體傳感器的存在的類似方法。在該方法中，運算放大器的轉移函數(shù)被監(jiān)視。
美國專利第5,202,637號描述了一種通過向傳感器施加電勢脈沖或周期地改變的電勢來檢測電化學氣體傳感器的存在的方法。傳感器的輸出電流被監(jiān)視。如果檢測到響應于電勢信號的電流，則傳感器是存在的。
由此非常明顯，開發(fā)用于測試氣體傳感器的改進的設備、系統(tǒng)和方法，尤其是適合在電子測試的基礎上校正氣體傳感器的輸出的設備、系統(tǒng)和方法是合乎需要的。

發(fā)明內容
在一個方面，本發(fā)明提供了一種調節(jié)至少具有工作電極、對電極和電解質的電化學傳感器的輸出的方法。如本領域所公知的，電化學傳感器還可包括參考電極。該方法包括以下步驟在工作電極與對電極之間電子地引起電流；測量傳感器對電流需量的響應；以及使用測得的響應在被分析氣體的采樣過程中調節(jié)(最好是自動地)傳感器輸出。使用測得的響應來調節(jié)(最好是自動地)傳感器輸出的步驟可以包括例如向傳感器的測得輸出應用算法的步驟。該算法可被硬線連接在電路中，或可被存儲在計算機存儲器中。
在一個實施例中，在工作電極與對電極之間引起恒定電流流動，且測得的響應是電勢差。在另一實施例中，在工作電極與對電極之間保持恒定電勢差，而測得的響應是電流。
在工作電極與對電極之間提供離子導電性的電解質可以是水電解質或有機電解質。該電解質還可以是液體電解質，準固體電解質或固體電解質。通常，準固體電解質包括由具有很大表面積、很大孔隙容積的固體固定的液體離子導體。通常，固體電解質是固體離子導體，諸如可從E.I.DuPont de Nemours&Co.購得的NAFION膜(全氟磺酸酯離聚物)。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種傳感器，它包括工作電極；對電極；電解質；與工作電極和對電極電連接以在工作電極和對電極之間電子地引起電流的電源；用于測量傳感器對電子地產生的電流的響應的電路；以及根據(jù)測得的傳感器對電子地產生的電流的響應調節(jié)傳感器的輸出的輸出系統(tǒng)。
在又一方面，本發(fā)明提供了一種校準電化學傳感器的輸出的方法，包括以下步驟電子地模擬被分析氣體的存在；測量傳感器對電子模擬的響應；以及根據(jù)測得的對電子模擬的響應來調節(jié)傳感器的輸出。
本發(fā)明的對傳感器進行測試或質詢以及隨后對傳感器輸出進行校正的方法提供了傳感器性能的實時測量。電子質詢用與曝露于目標氣體所用的大致相同的方式運用或實現(xiàn)傳感器。即，本發(fā)明的測試方法測量傳感器響應或依從工作電極與對電極之間的電流需量的能力。目標氣體在工作電極處的出現(xiàn)導致對電流從傳感器內部流過的需求。該電流涉及電子橫跨工作電極和對電極的相界區(qū)域的電磁感應運動以及穿過整個感應器的電解質的離子電流。本發(fā)明的測試方法以相同的方式使電流流過傳感器。然而，由本發(fā)明的質詢方法強加的電流需量的大小根據(jù)通過其來強加此電流需量的電子元件來確定。因此，傳感器的響應函數(shù)只根據(jù)老化、環(huán)境曝露，或傳感器的其它內部變量而改變。


圖1示出了用于描述電化學電池的等效電路。
圖2示出了一組電流計型一氧化碳(CO)傳感器的長期測試數(shù)據(jù)。
圖3示出了電流計型一氧化碳氣體傳感器的電子質詢。
圖4示出了一氧化碳傳感器的加速老化(靈敏度以μA/ppm計)與其電子質詢的響應函數(shù)之間的相關性。
圖5示出了經歷了加速老化的一氧化碳傳感器的未經校正的儀器性能。
圖6示出了經歷了加速老化的一氧化碳傳感器的經校正的儀器性能。
圖7示出了經歷了加速老化的一氧化碳BUTTONTM傳感器的未經校正的儀器性能。
圖8示出了經歷了加速老化的一氧化碳BUTTON傳感器的經校正的儀器性能。
圖9示出了經歷了加速老化的硫化氫傳感器的未經校正的儀器性能。
圖10示出了經歷了加速老化的硫化氫傳感器的經校正的儀器性能。
圖11示出了經歷了加速老化的硫化氫BUTTONTM傳感器的未經校正的儀器性能。
圖12示出了經歷了加速老化的硫化氫BUTTON傳感器的經校正的儀器性能。
圖13A示出了本發(fā)明的傳感器的一個實施例的示意圖。
圖13B是在本發(fā)明中所用的測量電路的一個實施例的框圖。
具體實施例方式
由于其結構，可參照諸如電阻器和電容器等通用模擬電子元件來建模燃料電池型電極。圖1中示出了一種通常用來描述電化學電池的行為的等效電路。參見，例如，P.T.Kissinger和W.R.Heineman，eds.，Laboratory Techniques inElectroanalytical Chemistry(電分析化學中的實驗室技術)，紐約Marcel Dekker出版公司(1984)以及A.J.Bard和L.R.Faulkner，Electrochemical MethodsFundamentals and Applications(電化學方法基礎與應用)，紐約John Wiley andSons(1980).
如圖1所示，傳感器可被描述成串聯(lián)的電阻和電容。由圖1的參考電極產生的電阻RR不是傳感器分析信號的電流通路的一部分。該電路的電阻性部分主要是由散布在工作電極(Rw)與對電極(Rc)之間的電解質的溶液(離子)電阻導致。該等效電路的電容性部分(Cw)主要是由非常靠近構成工作電極的金屬微粒表面的微溶液環(huán)境導致。由于靜電力，非?？拷姌O表面的容積的溶液是非常高度規(guī)則的結構。這種結構對于理解電極過程是很重要的。非?？拷姌O表面的容積的溶液被不同地稱為擴散層、擴散性層和或亥姆赫茲(Helmholtz)層或平面。
出現(xiàn)在電化學電池中的電阻和電容的大小是在其制造中所使用的材料的本質和特性造成的結果。電解質的電阻是溶解在溶劑中的離子的數(shù)目和類型造成的結果。電極的電容主要由電催化劑的有效表面積決定。在理想情況下，這些量是不變的。然而，在使用水性(基于水的)電解質的電流計型氣體傳感器中存在的溶液電阻可能會因為例如曝露在不同的環(huán)境相對濕度水平下等而改變。隨著水從傳感器蒸發(fā)，離子電解質的化學濃度增大。取決于實際使用的電解質，這種濃度變化會導致電解質的電阻率的增大或減小。多個電流計型氣體傳感器的電子參數(shù)在下面的表1中示出。
表1

此外，即使通常被認為不溶解于特定溶劑的物質，在溶劑中還是有微小但有限濃度的該物質。例如，有微小但有限濃度的來自電極的金屬溶解于電化學傳感器的電解質中。這些微小濃度的溶解的金屬在不斷變動。即金屬原子不斷地從電極溶解然后在其它地方重鍍。該過程的凈效應是減少了電極的有效表面積。這會有隨著時間減小傳感器電容的效應。上述兩種效應都具有在使用壽命里改變傳感器靈敏度的凈效應。圖2描繪了具有代表性的電流計型一氧化碳傳感器壽命里這種老化效應的積累。
圖2中所示數(shù)據(jù)來自對具有代表性的一氧化碳傳感器，即燃料電池型傳感器的一種常見示例的行為的長期研究。圖2中測試的一氧化碳傳感器是從Mine SafetyAppliances公司可購得的25系列傳感器。這些傳感器通常如公開內容通過引用包括于此的美國專利第5,338,429號所述地制造。電極采用將電化學活性粉末沉積在多孔膜上的標準制造技術來制造。從這方面考慮，工作電極和對電極的電化學活性表面都包括了鉑電催化劑。在這些傳感器中使用的電解質是液體的、水性的、酸性電解質。
圖2的數(shù)據(jù)點是對一組四十(40)個傳感器觀測到的平均靈敏度數(shù)據(jù)。誤差帶是關于均值計算出的99.99％的置信區(qū)間。實線是均值數(shù)據(jù)的非線性回歸分析的結果。描述該線的方程為y＝a+b·log(-x/c)的形式，它描述了上述溶解-重鍍模型所預期的一階動力學過程。參見，例如，S.W.Benson，The.foundation of ChemicalKinetics(化學動力學基礎).紐約McGraw-Hill(1960)。均值數(shù)據(jù)關于計算出的實線的抖動被認為是在實驗過程中測試傳感器所曝露的環(huán)境相對濕度的季節(jié)性變化的結果。
圖3描述了在本發(fā)明的方法下電流計型傳感器的電子質詢的隨時間變化的觀測到的電位。相對于右手橫坐標繪制的粗虛線代表用來質詢傳感器的電流脈沖。在該實驗中，脈沖大小為5μA (5×10-6A)并持續(xù)了20秒。圖3中的其它線代表七種不同電流計型一氧化碳傳感器的響應。在這種情況下，傳感器在1000Ω的負載電阻被電連接于傳感器的工作電極與對電極之間，以流電(galvanic)模式工作。得自在傳感器中流動的電流的信號是該電阻上觀測到的電勢降。
根據(jù)以上討論，圖3中的傳感器的響應曲線有電容器的充電曲線預期的形狀，即典型的“RC”曲線的形狀。在一個實施例中，用來確定傳感器的“狀態(tài)”的分析信號是在剛要施加電流脈沖之前(圖中的時間“0”)以及在脈沖結束時(圖3中的時間“20”)觀測到的電勢的代數(shù)差。所觀測到的由電流脈沖的施加決定的電勢差的大小是傳感器的存在與狀態(tài)的指標。
電流脈沖的大小和持續(xù)時間可任意選擇。然而，對電流脈沖的大小和持續(xù)時間的限制與實驗便利最為相關，電流脈沖的大小最好對應于合理的預期量的目標氣體的施加。在圖3所示的示例中，對于所研究的傳感器，5μA的電流脈沖大致等價于曝露于75ppm的一氧化碳(CO)。
如上所述，傳感器的存在與狀態(tài)由傳感器的RC充電曲線的形狀決定，而這是通過觀測在電流脈沖開始與結束時傳感器輸出之差來測量的。如果傳感器不存在，則觀測到的電勢等于根據(jù)電流脈沖的大小及傳感器負載電阻器可預期的值。在存在的情況下，觀測到的電勢將為5mV(5×10-3V)(E＝IR)。對于圖3的所研究的傳感器，因施加電流脈沖而產生的平均信號大約為1.8±0.2mV。所研究的傳感器制造于研究之前相對較短的時間，且是已知的工作正常的傳感器。使用時間較長和/或狀態(tài)退化的傳感器無論如何將顯示出介于大約1.8mv與5mV之間的電勢響應。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)傳感器對質詢電流脈沖的響應不僅能用來確定傳感器的存在和相對狀態(tài)，還能用來在傳感器老化或響應不同的環(huán)境條件時實時校正傳感器的輸出信號。圖4、5和6描述了傳感器的輸出信號的這種校正。圖4描述了一組二十(20)個一氧化碳傳感器的加速老化的數(shù)據(jù)。圖4中由實心菱形(◆)所表示的數(shù)據(jù)是隨著實驗過程傳感器的靈敏度(μA/ppm)的變化。靈敏度的這種變化的形狀和大小與圖2中所示的實時老化數(shù)據(jù)相對應。在兩個實驗中使用的傳感器為相同類型和型號。圖4中由實心方塊(■)所表示的數(shù)據(jù)是對上述電子質詢的響應(mV)。如所見到的，兩個數(shù)據(jù)集是基本鏡像的圖像。
圖5描述了和圖4相同的數(shù)據(jù)；然而，向數(shù)據(jù)應用了比例因子以模擬儀器中的性能。該模擬預測了在加速老化實驗的過程中未經校正的儀器的行為。該實驗假定儀器在時間0被校準以對施加300ppm的CO給出正確響應。圖中的虛線代表通常是儀器性能規(guī)格一部分的精確度和可重復性的上下限。在這種情況下，假定了目標水平±10ppm的可重復性和準確度。因此上限和下限分別對應于所指示的330與270ppm的CO。圖5中的數(shù)據(jù)指示，在實驗測試條件下，傳感器在大約0.5年之內就會老化和不達規(guī)格，前提是儀器在這段時間內沒有被重新校準。
圖6指示了當在傳感器老化時使用對電子質詢的響應來校正傳感器的輸出的儀器的模擬行為。圖4中用實心方塊(■)表示的數(shù)據(jù)被應用于傳感器下降的輸出從而在實驗過程中而將模擬的儀器性能恢復到達到規(guī)格。所應用的校正表現(xiàn)為以下的數(shù)學形式SC=(1+(Ri-R0R0)a)Si]]>在以上方程中，SC是傳感器校正后的靈敏度，R0與S0分別是響應函數(shù)和靈敏度的初始值，Ri與Si是實驗過程中在任意時間點的響應函數(shù)與靈敏度，而a是可調參數(shù)。該方程的形式不是唯一的；也可以使用其它校正函數(shù)。對實驗數(shù)據(jù)應用該校正因子將在整個實驗過程中把所指示的模擬儀器的響應恢復到規(guī)定范圍，由此消除了相對于已知標準校準氣體重新校準傳感器的需要。
圖7示出了可從Mine Safety Appliances公司購得的一氧化碳BUTTONTM傳感器的與圖5的數(shù)據(jù)相類似的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)又一次預測了在加速老化實驗過程中未經校正的儀器的行為。圖7中的數(shù)據(jù)指示，在實驗測試條件下，傳感器會在大約0.25年之內老化且不達規(guī)格，前提是該儀器在這段時間內沒有被重新校準。
公開內容通過引用包括于此的美國專利第5,667,653號描述了圖7中的實驗中使用的BUTTON傳感器。工作電極與對電極(采用標準技術制造)的電化學活性表面都包括鉑電催化劑。在本發(fā)明的一氧化碳傳感器中使用了準固態(tài)電解質，這些傳感器有諸如在美國專利第5,667,653號以及公開內容通過引用包括于此的于2002年6月6日提交并轉讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利申請第10/164,539號。
圖8指示當在傳感器老化時使用對電子質詢的響應來校正傳感器的輸出的儀器的模擬行為。圖8中實心菱形(◆)所表示的數(shù)據(jù)被應用于傳感器的輸出從而在實驗過程中將模擬儀器的性能基本恢復到達到規(guī)格。
還對硫化氫(H2S)傳感器執(zhí)行了多組實驗。圖9描述了一組二十(20)個硫化氫傳感器的加速老化的數(shù)據(jù)。這些傳感器是從Mine Safety Appliances公司可購得的25系列傳感器。電極采用將電化學活性粉末沉積在多孔膜上的標準制造技術制造。在這方面，工作電極與對電極的電化學活性表面都包括銥電催化劑。傳感器中使用的電解質是液體的、水性的、酸性電解質。
圖9中實心方塊所表示的數(shù)據(jù)是在實驗過程中傳感器靈敏度(μA/ppm)的變化。比例因子被應用于數(shù)據(jù)以模擬儀器中的性能。如上所述，該模擬預測了在加速老化實驗中未經校正的儀器的行為。該實驗假定儀器在時間0被校準從而給出施加10ppm的H2S的正確響應。圖中的虛線代表通常是儀器性能規(guī)格的一部分的精確度和可重復性的上下界限。在這種情況下，假定了目標水平±1ppm的可重復性和的準確度。因此上限和下限分別對應于所指示的9與11ppm的H2S。圖9中的數(shù)據(jù)指示，在實驗測試條件下，傳感器在大約0.25年之內就會老化和不達規(guī)格，前提是儀器在這段時間內沒有被重新校準。
圖10指示當在傳感器老化時使用對電子質詢的響應來校正傳感器的輸出的儀器的模擬行為。圖10中實心方塊(■)所表示的數(shù)據(jù)被應用于傳感器的輸出從而在實驗過程中將模擬儀器性能基本恢復到達到規(guī)格。
圖11示出了可從Mine Safety Appliances公司購得的硫化氫BUTTONTM傳感器的與圖9中的數(shù)據(jù)相類似的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)又一次預測了在加速老化實驗過程中未經校正的儀器的行為。圖11中的數(shù)據(jù)指示，在實驗測試條件下，傳感器會在大約0.25年之內老化且不達指標，前提是該儀器在這段時間內沒有被重新校準。圖11的實驗中的傳感器通常是如美國專利第5,667,653號所述地制造的。然而，電極是如美國專利申請第10/164,539號中所描述地制造的雙層電極。工作電極與對電極的電化學活性表面都包括銥電催化劑。電解質是如上所述的準固體電解質。
圖12指示當在傳感器老化時使用對電子質詢的響應來校正傳感器的輸出的儀器的模擬行為。圖12中實心菱形(◆)所表示的數(shù)據(jù)被應用于傳感器的輸出從而在實驗過程中將模擬儀器的性能基本恢復到達到規(guī)格。
圖13A示意性地示出了本發(fā)明地傳感器，其中傳感器的電池外殼包括工作電極和對電極。如上所述還可提供參考電極(未示出)。諸如準固體電解質等電解質提供工作電極與對電極之間的離子接觸。電源與工作電極以及對電極電連接從而如上所述地在工作電極與對電極之間電子地引起電流。電路測量傳感器對該電子地產生的電流的響應。例如包括如上所述的算法的輸出系統(tǒng)根據(jù)傳感器對電子地產生的電流的響應來調節(jié)傳感器的輸出。
圖13B示出了本發(fā)明的測量電路的一個實施例的框圖。在圖13B中，電壓跟隨器(10)與電流跟隨器(20)部分如本領域的技術人員所公知地運行。參見，例如，A.J.Bard和L.R.Faulkner，Electrochemical MethodsFundamentals andApplications(電化學方法基礎與應用)，John Wiley and Sons紐約(1980)，其公開內容通過引用包括于此。電壓跟隨器在參考電極(R)與工作電極(W)之間保持恒定電勢。電流跟隨器緩沖并放大在電化學傳感器中在對電極(C)與工作電極(W)之間流動的電流。電流泵(30)通過迫使已知電流在對電極(C)與工作電極(W)之間流動來向傳感器進行電子質詢。
以上描述和附圖描述了目前本發(fā)明的優(yōu)選實施例。根據(jù)以上教導，各種修改、補充和替換設計對本領域的技術人員當然都將是顯見的，并且不會偏離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是由以上描述指示。落在權利要求的等效方案的含義和范圍內的所有改動和變形都被包含在其范圍內。
權利要求
1.一種調節(jié)包括工作電極和對電極的電化學傳感器的輸出的方法，包括以下步驟通過電解質在所述工作電極和所述對電極之間電子地引起電流；測量所述傳感器對所述電流需量的響應；以及在被分析氣體的采樣過程中使用所測得的響應來調節(jié)所述傳感器輸出。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述工作電極與所述對電極之間引起恒定電流流動，并且所測得的響應為電勢差。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述工作電極與所述對電極之間保持恒定電勢差，并且所測得的響應為電流。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電化學傳感器還包括參考電極。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電解質是液體電解質。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述電解質是水性電解質或有機電解質。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電解質是準固體電解質。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述準固體電解質包括由具有大表面面積、大孔隙容積固體來固定的液體離子導體。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述電解質是固體離子導體。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述使用測得的響應來調節(jié)所述傳感器輸出的步驟包括向所測得的所述傳感器的輸出應用算法的步驟。
11.一種傳感器，包括工作電極；對電極；電解質；與所述工作電極和所述對電極電連接以在所述工作電極與對電極之間電子地引起電流的電源；用于測量所述傳感器對所述電子地產生的電流的響應的電路；以及用于根據(jù)測得的所述傳感器對電子地產生的電流的響應對所述傳感器的輸出進行調節(jié)的輸出系統(tǒng)。
12.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，在所述工作電極與所述對電極之間引起恒定電流流動，并且所測得的響應為電勢差。
13.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，在所述工作電極與對電極之間保持恒定電勢差，并且所測得的響應為電流。
14.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述電化學傳感器還包括參考電極。
15.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述電解質是液體電解質。
16.如權利要求15所述的傳感器，其特征在于，所述電解質是水性電解質或有機電解質。
17.如權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述電解質是準固體電解質。
18.如權利要求17所述的傳感器，其特征在于，所述準固體電解質包括由具有大表面面積、大孔隙容積固體來固定的液體離子導體。
19.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述電解質是固體離子導體。
20.如權利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述輸出系統(tǒng)包括調節(jié)算法以調節(jié)所述傳感器的輸出。
21.一種調節(jié)電化學傳感器的輸出的方法，包括以下步驟電子地模擬分析氣體的存在；測量所述傳感器對所述電子模擬的響應；以及根據(jù)所測得的對所述電子模擬的響應來調節(jié)所述傳感器的輸出。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，在工作電極與對電極之間引起恒定電流流動，并且所測得的響應為電勢差。
23.如權利要求21所述的方法，其特征在于，在工作電極與對電極之間保持恒定電勢差，并且所測得的響應為電流。
24.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)測得的對所述電子模擬的響應來調節(jié)所述傳感器的輸出的步驟包括向所測得的所述傳感器的輸出應用算法的步驟。
全文摘要
一種調節(jié)電化學傳感器的輸出的方法，包括以下步驟電子地模擬分析氣體的存在；測量傳感器對電子模擬的響應；以及根據(jù)測得的對電子模擬的響應來調節(jié)傳感器的輸出。該調節(jié)具有工作電極和對電極的電化學傳感器的輸出的方法最好包括以下步驟通過電解質在工作電極和對電極之間電子地引起電流；測量傳感器對電流需量的響應；以及在被分析氣體的采樣過程中使用測得的響應來調節(jié)所述傳感器輸出。
文檔編號G01N27/417GK1950695SQ200580014396
公開日2007年4月18日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權日2004年5月5日
發(fā)明者T·B·謝夫勒 申請人:礦井安全裝置公司