CN111272854A - 恢复电化学气体传感器灵敏度的系统、方法及电子设备 - Google Patents
恢复电化学气体传感器灵敏度的系统、方法及电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111272854A CN111272854A CN202010201189.6A CN202010201189A CN111272854A CN 111272854 A CN111272854 A CN 111272854A CN 202010201189 A CN202010201189 A CN 202010201189A CN 111272854 A CN111272854 A CN 111272854A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas sensor
- electrochemical gas
- regeneration signal
- signal
- regeneration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 88
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 88
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 13
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 106
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000013566 allergen Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
本说明书实施方案提供了一种恢复电化学气体传感器灵敏度的系统、方法及电子设备,该系统包括:电化学气体传感器;再生信号输出模块,用于在所述电化学气体传感器的电极对上施加再生信号,以使吸附于所述电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附。本说明书实施方案可以恢复电化学气体传感器的灵敏度,进而有利于延长电化学气体传感器的使用寿命。
Description
技术领域
本说明书涉及传感器技术领域,尤其是涉及一种恢复电化学气体传感器灵敏度的系统、方法及电子设备。
背景技术
电化学气体传感器是将待测量的目标气体在电极处氧化或还原,从而根据外电路测得的电流得出目标气体浓度的传感器。一般地,电化学气体传感器由电极、涂敷在电极上的催化剂、电解液等构成。
在实现本申请的过程中,本申请的发明人研究发现,电化学气体传感器在使用过程中,氧化还原反应的中间产物和环境中的干扰气体易吸附在催化剂上,从而容易阻止目标气体在电极上的吸附与反应,并表现为传感器的灵敏度降低。因此,如何恢复电化学气体传感器的灵敏度已成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本说明书实施方案的目的在于提供一种恢复电化学气体传感器灵敏度的系统、方法及电子设备,以恢复电化学气体传感器的灵敏度。
为达到上述目的,一方面,本说明书实施方案提供了一种恢复电化学气体传感器灵敏度的系统,包括:
电化学气体传感器;
再生信号输出模块,用于在所述电化学气体传感器的电极对上施加再生信号,以使吸附于所述电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附。
另一方面,本说明书实施方案还提供了一种电子设备,所述电子设备设有上述的系统。
另一方面,本说明书实施方案还提供了一种利用上述系统恢复电化学气体传感器灵敏度的方法包括以下步骤:
在电化学气体传感器的电极对上施加再生信号,以使吸附于所述电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附。
由以上本说明书实施方案提供的技术方案可见,通过在电化学气体传感器的电极对上施加再生信号,可以使吸附于电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附。由于吸附于催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附,催化剂的表面得以再生。因此,本说明书实施方案可以恢复电化学气体传感器的灵敏度,进而有利于延长电化学气体传感器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施方案或现有技术中的技术方案,下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施方案,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1为本说明书一些实施方案中恢复电化学气体传感器灵敏度的系统的结构框图;
图2为本说明书另一些实施方案中恢复电化学气体传感器灵敏度的系统的结构框图;
图3为本说明书另一些实施方案中恢复电化学气体传感器灵敏度的系统的结构框图;
图4为本说明书另一些实施方案中恢复电化学气体传感器灵敏度的系统的结构框图;
图5为本说明书另一些实施方案中恢复电化学气体传感器灵敏度的系统的结构框图;
图6为本说明书一些实施方案中交变电压信号的示意图;
图7为本说明书另一些实施方案中交变电压信号的示意图;
图8为本说明书另一些实施方案中交变电压信号的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案,下面将结合本说明书实施方案中的附图,对本说明书实施方案中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方案仅仅是本说明书一部分实施方案,而不是全部的实施方案。基于本说明书中的实施方案,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案,都应当属于本说明书保护的范围。
参考图1所示,本说明书一些实施方案提供的恢复电化学气体传感器灵敏度的系统可以包括电化学气体传感器1和再生信号输出模块2。其中,电化学气体传感器1一般具有两个或更多个电极,而电极上通常设有催化剂。再生信号输出模块2可以在电化学气体传感器1的电极对(例如图1中的黑色圆点所示)上施加再生信号,以使吸附于所述电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附。由于吸附于催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附,催化剂的表面得以再生,从而可以恢复电化学气体传感器1的灵敏度,进而有利于延长电化学气体传感器1的使用寿命。在本说明书一些示例性实施方案中,电化学气体传感器可以为二电极电化学气体传感器、三电极电化学气体传感器、四电极电化学气体传感器、五电极电化学气体传感器等多电极电化学气体传感器中的任意一种,本说明书对此不做具体的限定,具体可以根据需要选择。不仅如此,本说明书的电化学气体传感器可以为任何种类的电化学气体传感器,例如可以包括但限于甲醛传感器、一氧化碳传感器等。
无论电化学气体传感器具有多少个电极,这些电极一般都可以分为工作电极(或称为敏感电极)和非工作电极。其中,工作电极是指在检测过程中可引起目标气体浓度明显变化的电极。非工作电极是指电化学气体传感器中除工作电极之外的其他电极(例如对电极、参比电极等)。例如,二电极电化学气体传感器的电极包括:工作电极和对电极,三电极电化学气体传感器的电极包括:工作电极、对电极和参比电极。而对于具有四个或四个以上的电化学气体传感器而言,其电极除了包括工作电极、对电极和参比电极外,还可以包括其他的电极。
在本说明书的一些实施方案中,电极对可以是指一对电极(即两个电极),当在这两个电极上施加再生信号时,可以形成再生信号的回路。
在本说明书的一些实施方案中,吸附于催化剂上的干扰物质一般可以包括氧化还原反应的中间产物和环境中的干扰气体等。发生反应一般是指发生氧化还原反应。例如以甲醛传感器为例,甲醛传感器的催化剂上容易吸附甲酸等氧化还原反应的中间产物,还容易吸附环境中的一氧化碳等干扰气体。而在甲醛传感器的电极对上施加再生信号后,则可以使吸附于甲醛传感器的电极上的甲酸和一氧化碳等反应消耗或脱附。
本申请的发明人研究发现,在电化学气体传感器具有三个或三个以上电极的情况下,虽然,在电化学气体传感器的两个非工作电极所组成的电极对上施加再生信号,也可以达到一定的传感器灵敏度恢复效果。但是,与之相比,当在电化学气体传感器的工作电极和非工作电极所组成的电极对上施加再生信号时,可以获得较佳的灵敏度恢复效果。因此,为了提高灵敏度恢复效果,优选在电化学气体传感器的工作电极和非工作电极所组成的电极对上施加再生信号。例如在图2或图3所示的实施方案中,电化学气体传感1为三电极电化学气体传感器,其具有工作电极11、参比电极121和对电极122。如图2所示,可以在电化学气体传感器的工作电极1和参比电极121上施加再生信号。如图3所示,也可以在电化学气体传感器的工作电极1和对电极122上施加再生信号。
进一步地,当电化学气体传感器具有包含参比电极在内的多个非工作电极时,在电化学气体传感器的工作电极和参比电极所组成的电极对上施加再生信号,可以有利于获得更佳的灵敏度恢复效果。例如,在图2所示的实施方案中,为了进一步提高灵敏度恢复效果,可以将再生信号输出模块2输出的再生信号施加于工作电极11和参比电极121所组成的电极对上。
请继续参考图2所示,在本说明书一些实施方案中,恢复电化学气体传感器灵敏度的系统还可以包括控制器3。控制器3可以用于控制再生信号输出模块2输出设定的再生信号。在一些实施方案中,控制器3可以定时控制再生信号输出模块2输出设定的再生信号。在另一些实施方案中,控制器3也可以反馈控制再生信号输出模块2输出设定的再生信号。在其他一些实施方案中,控制器3还可以通过其他控制方式控制再生信号输出模块的输出,本说明书对此不作限定,具体可以根据需要选择。
在本说明书的一些实施方案中,所述再生信号可以为电压信号。当然,在其他实施方案中,根据需要,所述再生信号也可以为其他信号(例如电流信号)等。
在本说明书的实施方案中,施加再生信号的目的是使电化学气体传感器的灵敏度恢复,但由于电化学气体传感器电极间电容的存在,施加的再生信号可能会造成电化学气体传感器发生零点漂移。因此,需要通过控制器3控制再生信号输出模块2输出合适的再生信号。
例如,在一示例性实施方案中,再生信号输出模块可以输出电压信号,电压信号的幅值可以不大于0.8V,周期可以不大于20秒。优选的,电压信号的幅值可以为0.5V,周期可以为10秒。显然,这里仅是举例说明,在其他实施方案中,考虑到电化学气体传感器的类型、型号和应用场景等因素,再生电信号的幅值、周期等可以根据实际需要选择。
在本说明书一些实施方案中,控制器定时控制再生信号输出模块输出设定的再生信号可以为:控制再生信号输出模块定时输出持续时间为第一时长(第一时长的时间相对较长,例如50秒、100秒等)的第一再生信号,以使电化学气体传感器恢复至其校准点对应的灵敏度。对于电化学气体传感器的灵敏度衰减程度相对比较严重的情况,可施加持续时间(如图6所示)相对较长时间的再生信号,以尽可能一次性将电化学气体传感器的敏感度拉回至校准点对应的灵敏度。其中校准点对应的灵敏度是指电化学气体传感器被校准到校准点时所对应的灵敏度。因此,在经过这种“大剂量”的再生信号施加后,定时输出的定时间隔(如图6中的间隔时间所示)可以选择为一个时间相对较长的第一间隔时间,例如1个月、3个月等,一般地,第一间隔时间不宜超过6个月,以免造成电化学气体传感器的灵敏度衰减。其中,第一再生信号的第一幅值和第一周期,可以参见上述有关于再生信号的幅值和周期部分的描述,在此不再赘述。
在本说明书另一些实施方案中,控制器定时控制再生信号输出模块输出设定的再生信号可以为:控制再生信号输出模块定时输出持续时间为第二时长(第二时长的时间相对较短,例如5秒、10秒等)的第二再生信号,以使所述电化学气体传感器维持在其校准点对应的灵敏度。对于电化学气体传感器的灵敏度衰减或衰减程度相对比较轻微的情况,当多次施加持续时间相对较短时间的再生信号,也可以将电化学气体传感器逐步拉回至其校准点对应的灵敏度,并维持。相应地,鉴于这种“小剂量”的再生信号施加,定时输出的定时间隔可以为一个时间相对较短的第二间隔时间,例如3天、5天、7天等;一般地,第二间隔时间不宜超过30天,以免造成电化学气体传感器的灵敏度衰减。其中,第二再生信号的第二幅值和第二周期,亦可以参见上述有关于再生信号的幅值和周期部分的描述,在此不再赘述。
本领域技术人员应当理解,在本说明书的实施方案中,再生信号输出模块2可以为任何输出波形可控的波形发生器或波形发生电路等,本说明书对于具体采用何种再生信号输出模块不作限定。例如,在一示例性实施例中,再生信号输出模块2可以包括脉宽调制电路和滤波器;基于滤波器的滤波,脉宽调制电路输出的脉宽调制信号可以被整形为设定的波形。
在本说明书一些实施方案中,所述控制器可以包括但不限于单片机、微控制单元(MCU)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑控制器(PLC)等。
参考图4所示,在本说明书一些实施方案中,恢复电化学气体传感器灵敏度的系统还可以包括通道选择模块4和测量电路模块5。通道选择模块4受控于控制器3。基于控制器3对通道选择模块4的控制,电化学气体传感器1同时只与再生信号输出模块2和测量电路模块5之一相导通。例如,当再生信号输出模块2与电化学气体传感器1导通时,测量电路模块5与电化学气体传感器1之间是处于断开状态的;当测量电路模块5与电化学气体传感器1导通时,再生信号输出模块2与电化学气体传感器1之间是处于断开状态的。如此,基于这种选通控制,控制器3可以实现再生控制模式(即定时控制和反馈控制)的选择。
例如,在反馈控制模式下,通道选择模块4可以选择性地使所述电化学气体传感器1与所述测量电路模块5导通,以使所述测量电路模块5可以将所述电化学气体传感器1的测量信号反馈给所述控制器3;以及,选择性地使所述电化学气体传感器1与所述再生信号输出模块2导通,以使所述控制器3可以根据所述测量信号调整所述再生信号输出模块的输出,从而实现反馈控制再生信号输出模块2输出设定的再生信号。
而在定时控制模式下,通道选择模块4可以选择性地使所述电化学气体传感器1与所述再生信号输出模块2导通,控制器3可以定时控制再生信号输出模块2输出设定的再生信号。
在本说明书一些实施方案中,测量电路模块可以包括信号调理电路,其可以对电化学气体传感器输出的测量信号进行采样、放大和/或数模转换等处理,从而可以将电化学气体传感器输出的测量信号转换为适于控制器处理的电压信号。
在本说明书一些实施方案中,通道选择模块4可以为多通道耦合选择器等。所述多通道耦合选择器可以采用双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)、可控硅(Silicon Controlled Rectifier,SCR)、可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor,GTO)、金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、MOS控制晶闸管(MOS-Controlled Thyristor,MCT)和/或静电感应晶体管(Static Induction Transistor,SIT)等开关器件实现。
在本说明书一些实施方案中,恢复电化学气体传感器灵敏度的系统还可以恒电位仪模块。该恒电位仪模块可以维持电化学气体传感器的工作电极和非工作电极之间的电位差恒定。例如,在图5所示的恢复电化学气体传感器灵敏度的系统中,通过在参比电极121和对电极122之间接入恒电位仪模块6,可以使工作电极11和参比电极121之间维持电位差恒定。如此,当目标气体浓度较高时,可以改善电化学气体传感器的线性响应。在一些示例性实施方案中,恒电位仪模块6可以为任何合适的恒电位仪(例如单芯片恒电位仪等)或恒电位电路等。
在本说明书一些实施方案中,再生信号输出模块输出的再生信号可以为交变电压信号。如此,交变电压信号的正负交替可以防止其对传感器进行充电,从而在实现恢复电化学气体传感器的灵敏度的同时,避免或降低对电化学气体传感器的极化。
不仅如此,本申请的发明人通过实验研究还发现:当对电化学气体传感器的工作电极和参比电极施加交变电压信号时,电化学气体传感器的工作电极和参比电极之间也可以监测到幅值会略小的交变电压信号。因此,再生信号为交变电压信号时,还可以使电化学气体传感器所有电极都有机会进行再生。
在本说明书一些实施方案中,交变电压信号可以优选正弦波、三角波或锯齿波等连续信号。如此,相对于方波等不连续信号而言,连续信号可以有利于覆盖吸附于电极的催化剂上的干扰物质的脱附电位及反应电位,从而可以有利于有效恢复电化学气体传感器的灵敏度。
在本说明书另一些实施方案中,交变电压信号还可以采用近似于连续信号的阶梯波(如图7所示),例如可以为正弦阶梯波、三角阶梯波或锯齿阶梯波等。由于这些阶梯波近似于对应的连续信号(例如正弦阶梯波近似于正弦波),其可以视为对应的连续信号的数字化,因此也可以用作交变电压信号的波形。而且,在同等条件下,相对于连续信号而言,阶梯波在脱附电位和反应电位的持续时间更长,从而更有利于有效恢复电化学气体传感器的灵敏度。较佳的,阶梯波可以为等分电位的阶梯波,以利于降低控制成本。其中,等分电位是指即各相邻电位的电位增量相等。
在本说明书另一些实施方案中,交变电压信号还可以为不同波形的组合。例如,交变电压信号可以包括第一电压信号部分和尾随所述第一电压信号部分的第二电压信号部分。第一电压信号部分可以主要用于使吸附于所述电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附;第二电压信号部分可以主要用于加快所述电化学气体传感器的零点漂移恢复速度。其中,相对于第一电压信号部分(例如图8中的x1部分所示),第二电压信号部分(例如图8中的x2部分所示)的频率较高。如此,不仅可以恢复电化学气体传感器的灵敏度,还可以使电化学气体传感器因施加第一电压信号部分引起的零点漂移尽快恢复。
为了描述的方便,描述以上系统时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本说明书时还可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本说明书还提供了一种电子设备,所述电子设备设有上述恢复电化学气体传感器灵敏度的系统,并可以应用于诸如室内环境监控、生产过程监控和医疗监测等领域。
在本说明书的一些实施方案中,所述电子设备例如可以为空气处理设备(例如空气净化器、新风系统等)。所述空气处理设备可以基于电化学气体传感器获取目标空间(例如家庭空间、室内公共空间)内的空气污染情况,并还可以根据获得的空气污染情况对目标空间内的空气进行净化处理,以提高目标空间内的空气清洁度。其中,净化处理例如可以是吸附、分解或转化包含目标气体在内的空气污染物(例如PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等)。
与上述恢复电化学气体传感器灵敏度的系统对应,本说明书还提供了恢复电化学气体传感器灵敏度的方法,所述方法包括以下步骤:
在电化学气体传感器的电极对上施加再生信号,以使吸附于催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附。
虽然上文方法描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作,但是,应当清楚了解,这些过程可以包括更多或更少的操作,这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。
本申请是参照根据本说明书实施方案的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
本领域技术人员应明白,本说明书的实施方案可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本说明书实施方案可采用完全硬件实施方案、完全软件实施方案或结合软件和硬件方面的实施方案的形式。而且,本说明书实施方案可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书实施方案可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施方案,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施方案均采用递进的方式描述,各个实施方案之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施方案重点说明的都是与其他实施方案的不同之处。尤其,对于方法实施方案而言,由于其基本相似于系统实施方案,所以描述的比较简单,相关之处参见系统实施方案的部分说明即可。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方案”、“一些实施方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施方案的至少一个实施方案或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方案或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方案或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方案或示例以及不同实施方案或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本申请的实施方案而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (25)
1.一种恢复电化学气体传感器灵敏度的系统,其特征在于,包括:
电化学气体传感器;
再生信号输出模块,用于在所述电化学气体传感器的电极对上施加再生信号,以使吸附于所述电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,在所述电化学气体传感器具有三个或三个以上电极时,所述电极对之一为所述电化学气体传感器的工作电极,所述电极对中的另一个为所述电化学气体传感器的非工作电极。
3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,在所述电化学气体传感器具有三个或三个以上电极时,所述电极对之一为所述电化学气体传感器的工作电极,所述电极对中的另一个为所述电化学气体传感器的参比电极。
4.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
控制器,用于控制所述再生信号输出模块输出设定的再生信号。
5.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述控制所述再生信号输出模块输出设定的再生信号,包括:
定时控制所述再生信号输出模块输出设定的再生信号。
6.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述定时控制所述再生信号输出模块输出设定的再生信号,包括:
控制所述再生信号输出模块定时输出持续时间为第一时长的第一再生信号,以使所述电化学气体传感器恢复至其校准点对应的灵敏度;
其中,所述定时输出的定时间隔为设定的第一间隔时间,所述第一再生信号具有设定的第一幅值和第一周期。
7.如权利要求5所述的系统,其特征在于,所述定时控制所述再生信号输出模块输出设定的再生信号,包括:
控制所述再生信号输出模块定时输出持续时间为第二时长的第二再生信号,以使所述电化学气体传感器维持在其校准点对应的灵敏度;
其中,所述定时输出的定时间隔为设定的第二间隔时间,所述第二再生信号具有设定的第二幅值和第二周期。
8.如权利要求4所述的系统,其特征在于,所述控制所述再生信号输出模块输出设定的再生信号,包括:
反馈控制所述再生信号输出模块输出设定的再生信号。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
测量电路模块;
通道选择模块,受控于所述控制器,用于选择性地使所述电化学气体传感器与所述测量电路模块导通,以使所述测量电路模块将所述电化学气体传感器的测量信号反馈给所述控制器;以及,选择性地使所述电化学气体传感器与所述再生信号输出模块导通,以使所述控制器根据所述测量信号调整所述再生信号输出模块的输出。
10.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
恒电位仪模块,用于维持所述工作电极与所述非工作电极之间的电位差恒定。
11.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述电化学气体传感器包括以下中的任意一种:
二电极电化学气体传感器,具有工作电极、对电极;
三电极电化学气体传感器,具有工作电极、对电极和参比电极。
12.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述电化学气体传感器包括甲醛传感器。
13.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述再生信号包括交变电压信号。
14.如权利要求13所述的系统,其特征在于,所述交变电压信号为连续信号。
15.如权利要求14所述的系统,其特征在于,所述连续信号包括正弦波、三角波或锯齿波。
16.如权利要求13所述的系统,其特征在于,所述交变电压信号包括正弦阶梯波、三角阶梯波或锯齿阶梯波。
17.如权利要求16所述的系统,其特征在于,所述阶梯波为等分电位的阶梯波。
18.如权利要求14所述的系统,其特征在于,所述交变电压信号包括:
第一电压信号部分,用于使吸附于所述电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附;以及,
第二电压信号部分,其尾随所述第一电压信号部分,用于加快所述电化学气体传感器的零点漂移恢复速度;所述第二电压信号部分的频率高于所述第一电压信号部分的频率。
19.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述再生信号为电压信号;所述电压信号的幅值不大于0.8V,周期不大于20秒。
20.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述再生信号为电压信号;所述电压信号的幅值不大于0.5V,周期不大于5秒。
21.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述第一间隔时间不超过6个月。
22.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述第二间隔时间不超过30天。
23.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备设有权利要求1-22任意一项所述的系统。
24.如权利要求23所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备包括空气处理设备。
25.一种利用权利要求1-22任意一项所述的系统恢复电化学气体传感器灵敏度的方法,其特征在于,包括以下步骤:
在电化学气体传感器的电极对上施加再生信号,以使吸附于所述电极对的催化剂上的干扰物质因发生反应而消耗或脱附。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2019102214366 | 2019-03-22 | ||
CN201910221436 | 2019-03-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111272854A true CN111272854A (zh) | 2020-06-12 |
Family
ID=71003917
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010201189.6A Pending CN111272854A (zh) | 2019-03-22 | 2020-03-20 | 恢复电化学气体传感器灵敏度的系统、方法及电子设备 |
CN202020371693.6U Active CN212111251U (zh) | 2019-03-22 | 2020-03-20 | 恢复电化学气体传感器灵敏度的系统及电子设备 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202020371693.6U Active CN212111251U (zh) | 2019-03-22 | 2020-03-20 | 恢复电化学气体传感器灵敏度的系统及电子设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN111272854A (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111272854A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-06-12 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 恢复电化学气体传感器灵敏度的系统、方法及电子设备 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5538620A (en) * | 1991-11-11 | 1996-07-23 | Mst Micro-Sensor Technologie, Gmbh | Electrochemical sensor with which to measure gas concentrations |
JP2004117123A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
CN1620605A (zh) * | 2001-06-26 | 2005-05-25 | 泽尔韦格分析有限公司 | 气体传感器的监测 |
WO2009024774A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-02-26 | Thorn Security Limited | Gas sensor operation with feedback control |
CN101416049A (zh) * | 2006-03-17 | 2009-04-22 | 丰田自动车株式会社 | 气体传感器、利用气体传感器的燃料供给系统和方法 |
US20130153442A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Utc Fire & Security Corporation | Regenerative gas sensor |
US20170045474A1 (en) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Carrier Corporation | State of health monitoring and restoration of electrochemical sensor |
CN108369206A (zh) * | 2016-02-02 | 2018-08-03 | Msa技术有限公司 | 具有快速恢复的传感器询问 |
CN108572207A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-25 | 佛山市澄澜点寸科技有限公司 | 一种气体传感器结构 |
CN212111251U (zh) * | 2019-03-22 | 2020-12-08 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 恢复电化学气体传感器灵敏度的系统及电子设备 |
-
2020
- 2020-03-20 CN CN202010201189.6A patent/CN111272854A/zh active Pending
- 2020-03-20 CN CN202020371693.6U patent/CN212111251U/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5538620A (en) * | 1991-11-11 | 1996-07-23 | Mst Micro-Sensor Technologie, Gmbh | Electrochemical sensor with which to measure gas concentrations |
CN1620605A (zh) * | 2001-06-26 | 2005-05-25 | 泽尔韦格分析有限公司 | 气体传感器的监测 |
JP2004117123A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-04-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガスセンサ |
CN101416049A (zh) * | 2006-03-17 | 2009-04-22 | 丰田自动车株式会社 | 气体传感器、利用气体传感器的燃料供给系统和方法 |
WO2009024774A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-02-26 | Thorn Security Limited | Gas sensor operation with feedback control |
US20130153442A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Utc Fire & Security Corporation | Regenerative gas sensor |
US20170045474A1 (en) * | 2015-08-13 | 2017-02-16 | Carrier Corporation | State of health monitoring and restoration of electrochemical sensor |
CN108369206A (zh) * | 2016-02-02 | 2018-08-03 | Msa技术有限公司 | 具有快速恢复的传感器询问 |
CN108572207A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-09-25 | 佛山市澄澜点寸科技有限公司 | 一种气体传感器结构 |
CN212111251U (zh) * | 2019-03-22 | 2020-12-08 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | 恢复电化学气体传感器灵敏度的系统及电子设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN212111251U (zh) | 2020-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102684542B (zh) | 采用准正弦平顶调制波生成三相pwm的方法 | |
Jännsch et al. | Pulsed potential electrochemical CO2 reduction for enhanced stability and catalyst reactivation of copper electrodes | |
Bott | A comparison of cyclic voltammetry and cyclic staircase voltammetry | |
KR100188559B1 (ko) | 생체감응 장치의 전극 재생방법 및 그 장치 | |
JP6370581B2 (ja) | 電気化学解析装置および電気化学システム | |
CN111272854A (zh) | 恢复电化学气体传感器灵敏度的系统、方法及电子设备 | |
AU2003279777A1 (en) | Electrochemical detection method and device | |
Hayden et al. | UHV and electrochemical transfer studies on Pt (110)-(1× 2): the influence of bismuth on hydrogen and oxygen adsorption, and the electro-oxidation of carbon monoxide | |
El-Deab et al. | Quasi-reversible two-electron reduction of oxygen at gold electrodes modified with a self-assembled submonolayer of cysteine | |
CN111282410A (zh) | 电化学法降解气态污染物的装置及其方法 | |
WO2019152468A3 (en) | Fatigue-resistant fluidized electrocatalysis | |
CN202337826U (zh) | 一种移动杂散电流干扰作用下的管道模拟装置 | |
CN103334122A (zh) | 还原石墨烯-钯复合物修饰电极的制备及其应用 | |
CN100576714C (zh) | 用于控制转换器的设备和方法以及包括该设备的电转换器 | |
CN210723691U (zh) | 用于空气消毒净化装置的负离子发生装置 | |
CN106139834A (zh) | 粉尘及挥发性有机化合物去除装置及去除方法 | |
CN108455696A (zh) | 一种半波交流电场原位高效清除多孔材料表面与内部盐分的方法 | |
Bianco et al. | Electrochemical behavior of cytochrome c3 from Desulfovibrio vulgaris Hildenborough: promoter activity at the pyrolytic graphite electrode | |
CN106179451A (zh) | 一种改性炭基脱硝催化剂的制备方法 | |
FR2290253A1 (fr) | Filtre de sterilisation de l'air | |
Dobberpuhl et al. | A study of ethylamine at a gold rotating ring‐disk electrode using pulsed electrochemical detection at the ring | |
CN103088344B (zh) | 一种移动杂散电流干扰作用下的管道模拟装置 | |
Czerwiński | Kinetics of carbon monoxide adsorption on a rough rhodium electrode | |
CN104950981B (zh) | 无电流传感器的多路mppt追踪方法 | |
IT8122602A0 (it) | Metodo per il controllo degli inquinanti dei gas di scarico nella rigenerazione di catalizzatori in particelle. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20200612 Assignee: A. O. SMITH (CHINA) ENVIRONMENTAL PRODUCTS Co.,Ltd. Assignor: AOSMITH (China) water heater Co.,Ltd. Contract record no.: X2022990000446 Denomination of invention: System, method and electronic device for restoring the sensitivity of an electrochemical gas sensor License type: Common License Record date: 20220729 |