背景技術(shù)：

用于監(jiān)控空氣質(zhì)量的傳統(tǒng)監(jiān)控儀器成本高，從而存在降低成本的日益增長的需求。一種方法是利用諸如電化學氣體傳感器等便宜的傳感器，然而，這種傳感器缺少選擇性-它們還對除了目標氣體的其它氣體響應。提高它們的選擇性將是有利的。

由于環(huán)境臭氧層的干擾，利用電化學氣體傳感器測量環(huán)境空氣中的NO₂、SO₂、H₂S和Cl₂是非常困難的。臭氧層將在NO₂和Cl₂電化學傳感器中引起陽性反應，在SO₂和H₂S電化學傳感器中引起陰性反應。

存在對改善的空氣質(zhì)量傳感器的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供低成本的改善的空氣質(zhì)量傳感器。

通過利用對臭氧有選擇性而與電化學傳感器有類似成本的傳感器補償臭氧造成的干擾將是有利的。

發(fā)現(xiàn)到，運行在高溫中從而對臭氧產(chǎn)生選擇性響應的加熱的金屬氧化物傳感器可用于補償臭氧干擾。

如果臭氧傳感器與電化學傳感器位于相同的位置，或者更好地并入相同的氣體采樣裝置內(nèi)，并且在同一時間收集來自傳感器的數(shù)據(jù)，那么，可以利用以下公式計算實際的NO₂、Cl₂、SO₂或者H₂S濃度：

氣體濃度＝a*(電化學傳感器+/-b*O₃傳感器)+c(公式1)

其中，a、b、c是常量，可通過對已知濕度、溫度和氣體濃度的校準(calibration)而計算獲得。這些常量展現(xiàn)出對濕度和溫度的依賴性，因此，有利的是，通過校準計算它們的依賴性并且將溫度傳感器和濕度傳感器并入氣體測量裝置以響應于變化的氣體狀態(tài)來調(diào)節(jié)這些常量。

如果O₃增大NO傳感器響應和Cl₂傳感器響應，那么就必需在公式1中減去O₃傳感器響應。如果O₃減小來自SO₂傳感器和H₂S傳感器的響應，那么必需在公式1中減去O₃傳感器響應。

本發(fā)明提供的儀器包括：選擇性臭氧傳感器和對臭氧展現(xiàn)出干擾響應的一個或多個電化學氣體傳感器。微處理器連接至該一個或多個電化學氣體傳感器和臭氧傳感器。來自該選擇性臭氧傳感器的臭氧傳感器信號用于調(diào)節(jié)來自該一個或多個電化學氣體傳感器的電化學氣體傳感器輸出，以在電化學氣體傳感器中產(chǎn)生精確的測量。

該一個或多個電化學氣體傳感器是NO₂、SO₂、H₂S和Cl₂電化學氣體傳感器。

該選擇性臭氧傳感器是加熱的金屬氧化物氣體傳感器。

電化學傳感器和選擇性臭氧傳感器位于彼此相距10米的位置內(nèi)，從而它們在相同的時間基本上對相同的空氣粒子采樣。

該加熱的金屬氧化物氣體傳感器基本上由WO₃、SnO₂、In₂O₃、M_OO₃、或ZnO中的一種或多種組成。

本發(fā)明方法利用一個或多個電化學氣體傳感器測量環(huán)境空氣中的NO₂、SO₂、H₂S和Cl₂中的一種或多種的濃度。該一個或多個電化學氣體傳感器與選擇性臭氧傳感器位于相同的位置。利用該選擇性臭氧傳感器產(chǎn)生臭氧信號，并且利用該臭氧信號調(diào)節(jié)來自該電化學氣體傳感器的一個或多個信號來產(chǎn)生對一種或多種氣體的精確測量。

本發(fā)明的這些及其它目以及特征在本公開中是很明顯的，該公開包括以上部分和敘述中的說明書以及權(quán)利要求和附圖。

附圖說明

圖1是對新的傳感器裝置和方法的示意描繪。

圖2是由該新的傳感器裝置和方法產(chǎn)生的圖形。

具體實施方式

如圖1所示，NO₂、SO₂、Cl₂或者H₂S電化學傳感器1具有接觸氣體樣本的裝置。微處理器2接收并記錄傳感器輸出、計算氣體濃度并將結(jié)果傳送至外部記錄器。

加熱的金屬氧化物臭氧傳感器3具有接觸氣體樣本的裝置。

殼體4容納這些組件。

溫度和相對濕度RH傳感器5與氣體樣本接觸。

線電源可以通過降壓變壓器、逆變器和電阻器連接至殼體，用于該電化學氣體傳感器和微處理器的運行，并且用于該金屬氧化物臭氧傳感器的運行并對其加熱?？梢酝ㄟ^殼體中的電池或低壓輸入提供工作功率。

圖2示出了一個示例的結(jié)果。

該圖形示出了利用NO傳感器的一個示例的環(huán)境數(shù)據(jù)20。在該示例中，電化學傳感器1是NO₂傳感器。電化學NO₂傳感器1產(chǎn)生NO₂的十億分率(parts per billion，ppb)的輸出信號22，金屬氧化物臭氧傳感器3產(chǎn)生與十億分率(parts per billion，ppb)臭氧相關(guān)的輸出信號24。將NO₂傳感器和臭氧傳感器的輸出提供至微處理器。參考分析器NO₂利用微處理器2從傳感器響應22中減去(ref NO₂)響應24。微處理器2執(zhí)行從輸出信號響應22減掉。Ppb的部分是O₃傳感器響應增加到NO₂傳感器響應的NO₂傳感器1感應的結(jié)果，并且NO₂的真實濃度26由電化學NO₂傳感器1和加熱的金屬氧化物臭氧(O₃)傳感器3利用公式1計算得到，其中a＝1，b＝1，并且c＝32，這里的+/-符號取加號。公式1的應用顯著提高了NO₂測量值和參考分析器之間的相關(guān)性。微處理器提供輸出信號26，即真實NO₂ppb。

利用了NO₂、SO₂、H₂S和Cl₂傳感器。O₃傳感器3輸出的用處為：從NO₂傳感器輸出和Cl₂傳感器輸出中減去O₃傳感器輸出，以及將O₃傳感器輸出加到SO₂傳感器輸出和H₂S傳感器輸出中。每個電化學傳感器可以擁有其自己的關(guān)聯(lián)O₃傳感器，或者可以存儲來自O(shè)₃傳感器的輸出，并將其用于補償來自不同電化學傳感器的輸出。

利用已知溫度和相對濕度對傳感器輸出的影響來計算感應的氣體或處于標準溫度和相對濕度中的氣體的真實ppb。為了這個原因，殼體4附接有或其附近有溫度和相對濕度傳感器5?？梢詫囟群拖鄬穸葌鞲衅?的輸出信號傳送至微處理器，用于當產(chǎn)生輸出信號26時補償輸入信號22和24，或者補償這兩個信號22和24的比較結(jié)果。

可以將來自殼體4的真實感應的氣體輸出信號連同溫度和相對濕度信號發(fā)送至機載記錄器或遠程記錄器。

盡管已經(jīng)參考特定實施例描述了本發(fā)明，但是在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以構(gòu)造對本發(fā)明的修改和變形，本發(fā)明的范圍由隨附的權(quán)利要求限定。