CN115468270A - 用于气体泄漏检测的装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明题为“用于气体泄漏检测的装置、系统和方法”。本文公开了用于监测气体泄漏的方法、装置和系统。一种示例性暖通空调(HVAC)可包括：取样管，该取样管流体地联接到限定在导管中的第一开口；和传感器组件，该传感器组件流体地联接到该取样管。该取样管定位在该导管的外部并沿着重力方向延伸。该传感器组件被配置为接收与环境空气相比具有更大密度的一种或多种气体并且感测该一种或多种气体以生成信号。

Description

用于气体泄漏检测的装置、系统和方法

技术领域

本公开总体涉及用于监测气体泄漏的方法、系统和相关联传感器组件，并且更具体地涉及用于监测和检测制冷剂气体泄漏的传感器组件。

背景技术

制冷单元包括包含易燃制冷剂的制冷剂盘管。由于制冷剂的易燃性，泄漏可能是危险的，因此需要在足够量的制冷剂泄漏造成火灾或爆炸的可能性之前检测到泄漏。通过所付努力、智慧和创新，包括在本公开的实施方案中的开发解决方案已经解决了许多这些识别的问题，本文详细描述了这些解决方案的许多示例。

上述例示性发明内容以及本公开的其他示例性目的和/或优点以及实现这些目的和/或优点的方式在以下具体实施方式及其附图中进一步解释。

发明内容

根据本公开的各种示例，可提供用于监测气体泄漏的各种示例性方法、装置和系统。

在一些示例中，可提供一种暖通空调(HVAC)系统。在一些示例中，该HVAC可包括：取样管，该取样管流体地联接到限定在导管中的第一开口；和传感器组件，该传感器组件流体地联接到该取样管。在一些示例中，该取样管定位在该导管的外部并沿着重力方向延伸。在一些示例中，该传感器组件被配置为接收与环境空气相比具有更大密度的一种或多种气体并且感测该一种或多种气体以生成信号。在一些示例中，该传感器组件包括第一开口，该第一开口被配置为允许一种或多种气体穿过该第一开口扩散。

在一些示例中，该第一开口包括过滤器，该过滤器被配置为从到达该传感器组件的该一种或多种气体中筛出灰尘和湿气。

在一些示例中，该HVAC可包括冲洗管。在一些示例中，该冲洗管包括第一端部和第二端部。在一些示例中，该冲洗管在该第二端部处流体地联接到该传感器组件。在一些示例中，该冲洗管在该第一端部处流体地联接到该导管。在一些示例中，该冲洗管配置为接收包括来自该制冷单元的环境空气的一种或多种气体。

在一些示例中，该第二端部定位在该第一开口的下游。在一些示例中，该HVAC包括排水管，该排水管流体地联接到该传感器组件。在一些示例中，该排水管被配置为允许一种或多种气体从该传感器组件流出。在一些示例中，该HVAC包括鼓风机，该鼓风机设置在导管单元内部内，该鼓风机被配置为周期性地激活，以便将该环境空气吹入该冲洗管中。

在一些示例中，可提供一种传感器组件。在一些示例中，该传感器组件包括腔室，该腔室流体地联接到取样管。在一些示例中，该腔室被配置为接收来自该取样管的一种或多种气体。在一些示例中，该腔室包括第二开口，该第二开口被配置为允许所接收的一种或多种气体穿过该第二开口流出；和气体传感器，该气体传感器设置在该腔室内，该气体传感器被配置为感测该一种或多种气体以生成信号。

在一些示例中，该传感器组件可包括冲洗管，该冲洗管流体地联接到该腔室，该冲洗管被配置为促进该环境空气流向该腔室，以便从该腔室中排空该一种或多种气体，其中当该冲洗管被配置为接收包括来自导管的环境空气的一种或多种气体时，该冲洗管从该腔室和该气体传感器中排空该一种或多种气体。

在一些示例中，该传感器组件包括排水管，该排水管流体地联接到该腔室。在一些示例中，该排水管被配置为当从该冲洗管接收环境空气时，允许该一种或多种气体从中逸出。

在一些示例中，该传感器组件包括该导管的第一开口。在一些示例中，该第一开口具有过滤器。在一些示例中，该过滤器被配置为从到达该腔室的该一种或多种气体中筛出灰尘和湿气。

在一些示例中，该冲洗管包括多个热交换叶片，以降低到达该腔室的该一种或多种气体的温度。

在一些示例中，该传感器组件可包括鼓风机，该鼓风机被配置为使流体移动通过该传感器组件。

在一些示例中，可提供导管单元。在一些示例中，该导管单元包括导管，该导管具有：第一开口，该第一开口沿着重力方向；和第二开口，该第二开口为该第一开口的补充并沿着流体流动方向。在一些示例中，该第一开口流体地联接到定位在该导管的外部的取样管。在一些示例中，该第二开口流体地联接到定位在该导管的外部的冲洗管。

在一些示例中，该第一开口包括过滤器，该过滤器被配置为从穿过其中的一种或多种气体中筛出灰尘和湿气。

在一些示例中，该一种或多种气体包括制冷剂。

在一些示例中，该第二开口流体地联接到冲洗管。在一些示例中，该冲洗管包括弯部并面向鼓风机，以便促进一种或多种气体的流动，该一种或多种气体包括环境空气。

在一些示例中，该导管单元可包括鼓风机。在一些示例中，该鼓风机可被配置为促进一种或多种气体流向该冲洗管。在一些示例中，该鼓风机可被配置为以周期性的时间间隔进行激活。

上述例示性发明内容以及本公开的其他示例性目的和/或优点以及实现这些目的和/或优点的方式在以下具体实施方式及其附图中进一步解释。

附图说明

可结合附图阅读例示性实施方案的描述。应当理解，为了说明的简单和清晰，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，元件中的一些元件的尺寸相对于其他元件被夸大。结合本公开的教导的实施方案相对于文中给出的附图示出和描述，在附图中：

图1示出了标准暖通空调单元(HVAC)系统的示例性示意图。

图2示出了根据本公开的一个或多个实施方案的导管单元的示例性示意图。

图3示出了根据本公开的示例性实施方案的传感器组件的示例性示意图。

图4示出了根据本公开的示例性实施方案使用的传感器组件的示例性局部示意图。

图5示出了根据本公开的示例性实施方案的传感器组件的示例性剖视图。

图6示出了根据本公开的实施方案的控制单元的示例性框图。

图7示出了根据本公开的示例性实施方案使用的用于操作HVAC的方法的示例性流程图。

图8示出了根据本公开的另一实施方案的导管单元的示例性示意图。

图9示出了根据本公开的实施方案的传感器组件的示例性示意图。

图10示出了根据本公开的示例性实施方案使用的传感器组件的示例性剖视图。

图11示出了根据本公开的实施方案的传感器组件内的示例性流体流动图。

图12示出了根据本公开的示例性实施方案使用的传感器组件内的示例性流体流动图。

图13示出了根据本公开的另一示例性实施方案使用的导管的示例性示意图。

图14示出了根据本公开的示例性实施方案配置的HVAC的示例性框图。

图15示出了根据本公开的示例性实施方案使用的传感器组件的示意图。

图16示出了根据本公开的示例性实施方案使用的传感器组件的示意图。

图17示出了根据本公开的示例性实施方案使用的用于操作图14的传感器组件的方法的示例性流程图。

图18为示出两个氧气传感器在氧气浓度水平变化期间的电压输出的曲线图。

图19为示出使用本公开的示例性实施方案的测试结果的曲线图，其中丁烷为目标气体。

图20为根据本公开的示例性实施方案配置的带有烟道的传感器组件的框图。

图21a示出了根据本公开的示例性实施方案配置的烟道封闭式传感器组件的示例性框图。

图21b示出了根据本公开的示例性实施方案配置的传感器组件的示例性框图，其中烟道延伸到封闭系统外。并且

图22示出了根据本公开的示例性实施方案配置的传感器组件的示例性框图。

在附图的几个视图中，对应的引用字符表示对应的部分。

具体实施方式

在下文中将参考附图更全面地描述本公开的一些实施方案，附图中示出了本公开的一些实施方案，但未示出全部实施方案。实际上，这些公开内容可以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文所阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案是为了使本公开满足适用的法律要求。在全篇内容中，类似的标号指代类似的元件。在本专利中使用的术语并不意味着是限制性的，本文所述的设备或其部分可在其他取向上附接或利用。

短语“在一个实施方案中”、“根据一个实施方案”“在一些示例中”等一般意指跟在该短语后的特定特征、结构或特性可被包括在本公开的至少一个实施方案中，并且可被包括在本公开的不止一个实施方案中(重要的是，此类短语不一定是指相同的实施方案)。

本文使用的词语“示例性”意指“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何具体实施不一定被理解为比其他具体实施优选或有利。

如果说明书陈述了部件或特征“可以”、“能够”、“能”、“应当”、“将”、“优选地”、“有可能地”、“通常”、“任选地”、“例如”、“经常”或“可能”(或其他此类词语)被包括或具有特性，则特定部件或特征不是必须被包括或具有该特性。此类部件或特征可任选地包括在一些实施方案中，或可排除在外。

本文所讨论的各种实施方案允许在操作期间监测和检测气体泄漏，诸如在暖通空调(HVAC)单元中。在一些示例中，此类制冷剂包括安全等级A2L制冷剂，诸如但不限于R-410A、R-1234yf、R-1234ze、R-32、R-454A、R-404A、R-454C、R-455A、R-447A、R-452B、R-454B等。A2L制冷剂/一种或多种制冷剂气体由于全球变暖潜能值(GWP)较低而更常用于此类制冷单元中，并且因此在多个国家已制定法规来监测泄漏，从而避免使用期间的危险状况。虽然A2L制冷剂一般具有低毒性并且仅具有轻度易燃性，但是大量泄漏仍可造成危险情况。因此，在一些示例中，此类泄漏的监测和检测对于制冷剂单元是必要的。

一般来讲，A2L制冷剂的蒸气密度大于环境空气。因此，制冷剂在重力作用下沉降在制冷单元的最低点。因此，需要在制冷单元的最低点(在重力方向上)进行气体的监测和检测。

本公开的各种示例性实施方案允许简单而有效的泄漏监测系统。另外，监测系统可连续接收来自传感器的输出，以允许监测系统提供自检功能，从而验证监测系统是否可操作。

虽然各种实施方案讨论了制冷单元，但本文所讨论的各种实施方案也可用于其他类型的气体泄漏，诸如使用闭环循环的暖通空调(HVAC)应用、抑燃系统等。例如，其他此类示例包括但不限于惰性气体泄漏、天然气泄漏、丙烷气体泄漏、丁烷气体泄漏、一氧化碳气体泄漏、烃气体泄漏等。本文所讨论的各种实施方案允许检测大规模泄漏。例如，气体以大约1％体积/体积或高于大约1％体积/体积泄漏。

图1是标准暖通空调单元(HVAC)系统10的示例性示意图。HVAC系统10是可包括各种计算设备或感测设备中的任一者或可与其相关联的示例性实施方案。HVAC系统10包括冷凝器单元12和空气处理器或导管单元14。

冷凝器单元12和导管单元14中的一者可包括合适的逻辑和/或电路，该合适的逻辑和/或电路可使冷凝器单元12能够促进环境空气(流过HVAC系统10)的冷却和/或加热。例如，如图2所示，冷凝器单元12可包括多个冷却/制冷管道16，该多个冷却/制冷管道流体地联接到压缩机(未示出)。压缩机可使一种或多种制冷剂气体流过多个冷却管道。在一些示例中，多个冷却管道16的一部分可定位在导管单元14内。导管单元14可被配置为促进环境空气在定位在导管单元14内的该多个冷却管道的该部分上方的流动。该冷却管道的该部分可促进环境空气的冷却/加热。在图2中进一步描述了导管单元14的结构。

图2示出了根据本发明的一个或多个实施方案的导管单元14的示意图。导管单元14包括导管20、鼓风机或风扇30、控制单元40和传感器组件50。在一些实施方案中，控制单元40可通信地联接到鼓风机30和传感器组件50。

导管20具有导管入口22和导管出口24。导管入口22被配置为接收来自环境的环境空气。在一些实施方案中，导管入口22可流体地联接到附加导管(未示出)，其中每个附加导管被配置为将环境空气供应到导管20中。附加地或另选地，导管入口22可流体地联接到HVAC系统10的其他部件，这些其他部件被配置为向导管20供应环境空气。在示例性实施方案中，导管出口24可被配置为向HVAC系统10的其他部件提供经调节的空气。在一些实施方案中，导管20可由限定导管20的周边的一个或多个壁限定。

图2的导管20至少包括第一壁26和底板28。第一壁26平行于导管单元14的竖直轴线21延伸。竖直轴线21被定义为平行于重力18。在一些实施方案中，底板28联接到第一壁26并且垂直于竖直轴线21延伸。

鼓风机30可定位在导管20内，以促进环境空气流过导管20并迫使环境空气在多个冷却/制冷管道16上方流动。鼓风机30具有鼓风机开口32，环境空气被推动通过该鼓风机开口，导致气流34通过导管20。在一些实施方案中，鼓风机30可包括合适的逻辑和/或电路(未示出)，以控制气流34的速度和体积。鼓风机30可具有鼓风机开口32，该鼓风机开口面向冲洗管170的第一端部228。鼓风机30可被配置为周期性地激活，以便将环境气体吹入冲洗管170中。

在此实施方案中，每次鼓风机30运行时，鼓风机30都会冲洗传感器组件50。每次鼓风机30运行后，不断冲洗传感器组件50可清除系统中的气体，并将传感器组件50基线化至相同的制冷剂气体水平。这是为了确保传感器组件50取样的制冷剂气体浓度与位于导管20内的制冷剂气体浓度相同。

在另一实施方案中，鼓风机30可与传感器组件50连接。在此实施方案中，鼓风机30被配置为产生通过传感器组件50的气流以冲洗传感器组件50。此实施方案的鼓风机30可位于导管20内并且机械地联接到传感器组件50并且被安装为传感器组件50的一部分。在此实施方案中，鼓风机30的激活由来自控制系统40的信号引发。

在另一个实施方案中，鼓风机30可与传感器组件50连接并且位于导管20的外部。在此实施方案中，鼓风机30可机械地联接到传感器组件50并且可被安装为传感器组件50的一部分。此实施方案的鼓风机30被配置为产生通过传感器组件50的气流。

控制单元40可包括通信地联接到鼓风机30和传感器组件50的合适的逻辑和/或电路。在一些实施方案中，控制单元40可联接到冷凝器单元12。控制单元40可联接到HVAC系统10并且被配置为控制HVAC系统10的操作。例如，控制单元40可被配置为激活/停用鼓风机30，或以其他方式控制鼓风机30，以调整导管20内的气流34的速度和体积。控制单元40可实现为专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。在一些实施方案中，控制单元40可包括电子、机电和机械技术。稍后将结合图6描述控制单元40的结构和操作。

在另一实施方案中，控制单元40未被配置为控制HVAC系统的操作。在此实施方案中，控制单元40可被配置为控制通过传感器组件50的气流。

传感器组件50通过底板28中的底板开口29联接到导管20。传感器组件50位于定位在导管20内的多个冷却管道16的部分下方。在一些实施方案中，传感器组件50可位于定位在导管20内的多个冷却管道16的部分正下方。在其他实施方案中，底板28可包括槽(未示出)或将气体流引导到传感器组件50中的其他结构。在其他实施方案中，传感器组件50可包括诸如槽或漏斗的结构，以便放置在导管内以将气体流引导到传感器组件50中。

传感器组件50可联接到控制单元40并且可被配置为当传感器组件50检测到特定预定义气体时向控制单元40提供信号。在另选的实施方案中，传感器组件50可联接到控制单元40并且可被配置为当传感器组件50未检测到特定预定义气体时向控制单元40提供信号。

因此，控制单元40可被配置为监测从传感器组件50所接收的信号。基于对来自传感器组件50的信号的监测，控制单元40可被配置为基于来自传感器组件50的信号激活/停用鼓风机30或调整通过导管20的气流34的速度和体积。在另一实施方案中，控制单元40可被配置为自动激活/停用鼓风机30，而无需任何干预或与来自传感器组件50的信号相关联。

图3示出了根据本文所示的实施方案的传感器组件50的示意图。

图4示出了根据本文所示的一个或多个实施方案的当平面80切割传感器组件50时传感器组件50的剖视图。传感器组件50包括第一开口52和第二开口54。第一开口52联接到取样管58。在示例性实施方案中，取样管58被接纳在底板28中的底板开口29内(如图2所示)。传感器组件50包括位于第一开口52上方的第一过滤器单元60和位于第二开口54上方的第二过滤器单元62。在一些示例中，第一过滤器单元60可被配置为限制灰尘颗粒和湿气进入传感器组件50内。

传感器组件50在第一开口52与第二开口54之间限定腔室64。腔室64邻近气体传感器66。气体传感器66邻近电路68设置并与该电路连接。在一些示例中，气体传感器66可设置在腔室64内。在一些示例中，气体传感器66沿着第一开口52或腔室64的侧壁56放置。气体传感器66可体现为多个气体浓度传感器，该多个气体浓度传感器被配置用于检测一种或多种气态流体的浓度。在各种实施方案中，如下文所讨论，气体浓度传感器可以是被配置为监测一种或多种制冷剂气体的浓度的电化学传感器。

传感器组件50可包括连接端口70。连接端口70可以是USB或其他标准电连接器。连接端口70可用于连接到控制单元40或用于数据采集设备的其他设备中的一者。

图5示出了传感器组件50内的流体流动图。在操作期间，一种或多种制冷剂气体70穿过取样管62进入腔室64以到达气体传感器66。气体传感器66检测一种或多种制冷剂气体70的存在。由于较高的蒸气密度，一种或多种制冷剂气体70可能倾向于在传感器组件50内缓慢移动，然后再从第二开口54流出。

在一些实施方案中，第二过滤器62可以是止回阀，用于限制空气从传感器组件50的周围环境进入气体传感器组件。第二过滤器62可包括限制一种或多种制冷剂气体的流出以允许一种或多种制冷剂气体的浓度随时间推移积聚的结构。在这些实施方案中，第二过滤器62可允许一种或多种制冷剂气体通过环境空气流从传感器组件50中排出，从而形成由鼓风机30的激活产生的正压。

在一些示例中，本公开的范围不限于具有单个传感器组件或具有联接到导管的单个气体传感器的传感器组件。在示例性实施方案中，在不脱离本公开的范围的情况下，多个传感器组件50可联接到导管20。在另一示例性实施方案中，传感器组件50可包括多个气体传感器62。此外，本公开的范围不限于感测一种或多种制冷剂气体以确定多个制冷盘管中的泄漏。在示例性实施方案中，传感器组件50可被配置为确定氧气浓度以确定一种或多种制冷剂气体的泄漏，如图14至图22中进一步描述的。

在各种实施方案中，如下文所讨论，气体传感器66可以是电化学传感器，其被配置为监测一种或多种制冷剂气体、氧气或其他气体的浓度，这些气体将随着一种或多种气态流体在传感器中积聚而耗尽。例如，这些气体浓度传感器中的一个或多个气体浓度传感器可以是燃料电池液体电解质电化学传感器。在各种实施方案中，气体浓度传感器可采用多个电极，诸如感测电极、参考电极和反电极。传感器还包括电解质，该电解质设置在每个电极的至少一部分上方以形成离子通路。一根或多根引线可通过电导体(诸如电线)联接到感测元件上的电极。引线可延伸穿过壳体并嵌入壳体内。传感器还包括毛细管/路径，该毛细管/路径可通过基底进行处理，以允许气体扩散/传递到感测电极和/或电解质。电极允许发生各种反应以允许电流或电位响应于目标气体的存在而发展。然后，所得的信号可以允许确定目标气体的浓度。在本公开的实施方案中可使用各种传感器，诸如液体电解质电化学传感器(例如，自耗阳极(电池)或燃料电池泵)、高温固体电解质电化学传感器(例如，氧化锆或其他氧离子导体)和/或荧光猝灭传感器(例如，钌基染料)、光学传感器、非色散红外(NDIR)传感器、光学传感器、热传感器、半导体传感器等。虽然本文所讨论的传感器被称为气体浓度传感器，但本文所讨论的感测设备可采取分压传感器的形式。

示例性实施方案的电路60还可任选地包括通信接口，该通信接口可以是被配置为从与传感器组件通信(诸如通过近场通信(NFC)或其他基于距离的技术通信)的其他电子设备接收数据和/或将数据传输到这些其他电子设备的任何装置，诸如以硬件或硬件和软件的组合体现的设备或电路。附加地或另选地，通信接口可被配置为经由蜂窝协议或其他无线协议(包括全球移动通信系统(GSM)，诸如但不限于长期演进(LTE))进行通信。就这一点而言，通信接口可包括例如天线(或多个天线)并且支持用于实现与无线通信网络进行通信的硬件和/或软件。附加地或另选地，通信接口可包括用于与一个或多个天线交互的电路以使得信号经由一个或多个天线传输或处理经由一个或多个天线接收的信号接收。

在各种实施方案中，传感器组件50的至少一部分可设置在HVAC系统10内的多个冷却管道16的部分附近。例如，至少传感器组件50(图1所示)可靠近多个冷却管道16的部分，并且电路68可设置在其他地方。

在各种实施方案中，传感器组件50可被放置成足够接近，使得气体(例如，制冷剂)的泄漏可导致氧气浓度的变化。在一些实施方案中，传感器组件50可设置在靠近多个冷却管道16的部分的区域的位置处，其中泄漏发生比其他位置更多。例如，气体泄漏可能更经常发生在不同管材之间的连接处。在各种实施方案中，传感器组件50可设置在HVAC系统10等内，使得任何气体泄漏可到达传感器组件50。

在被动条件下(无气流通过传感器组件50)，比空气重的气体流过底板29中的开口并进入传感器组件50的取样管58。比空气重的气体聚集在腔室64中，在气体传感器66附近。无论取样区域内的浓度随后是否因泄漏停止或补救性稀释而发生变化，这种情况都会发生，这将提供不准确的传感器读数。因此，能够在不损害气体传感器接收和响应泄漏气体的能力的情况下冲洗传感器组件50非常重要。

图6示出了根据本文所述的一个或多个实施方案的控制单元40的框图100。控制单元40包括处理器102、存储器设备104、输入/输出(I/O)设备接口单元106、冲洗控制单元108。

处理器102可被体现为具有一个或多个伴随数字信号处理器的一个或多个微处理器、不具有伴随数字信号处理器的一个或多个处理器、一个或多个协处理器、一个或多个多核处理器、一个或多个控制器、处理电路、一个或多个计算机、各种其他处理元件(包括集成电路，诸如例如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))、或它们的某种组合。尽管在图6中示出为单个处理器，但在一个实施方案中，处理器102可包括多个处理器和信号处理模块。多个处理器可实现在单个电子设备上，或者可分布在多个电子设备上，这些电子设备被共同配置为用作HVAC系统10的电路。多个处理器可彼此可操作地通信，并且可被共同配置为执行HVAC系统10的电路的如本文所述的一个或多个功能。在一个示例性实施方案中，处理器102可被配置为执行存储在存储器设备104中或能够以其他方式供处理器102访问的指令。当这些指令由处理器102执行时，可使HVAC系统10的电路执行如本文所述的一个或多个功能。

无论处理器102是由硬件方法配置，还是由固件/软件方法来配置，亦或是由它们的组合来配置，该处理器均可包括能够根据本公开的实施方案执行操作同时进行相应配置的实体。因此，例如，当处理器102被体现为ASIC、FPGA等时，处理器102可包括用于进行本文所述的一个或多个操作的专门配置的硬件。另选地，作为另一示例，当处理器102被体现为(诸如可存储在存储器设备104中的)指令的运行器时，这些指令可专门配置处理器102以执行本文所述的一个或多个算法和操作。

因此，本文所用的处理器102可指代可由软件指令(应用程序)配置以执行包括上述各种实施方案的功能的各种功能的可编程微处理器、微型计算机、或一个或多个多处理器芯片。在一些设备中，可以提供专用于无线通信功能的多个处理器和专用于运行其他应用程序的一个处理器。软件应用程序在被访问和加载到处理器之前可以存储在内部存储器中。处理器可包括足以存储应用程序软件指令的内部存储器。在许多设备中，内部存储器可以是易失性或非易失性存储器诸如闪存存储器或两者的混合。存储器还可位于另一个计算资源的内部(例如，使计算机可读指令能够通过互联网或另一个有线或无线连接下载)。

存储器设备104可包括适于存储可由处理器102执行以执行预先确定的操作的一组指令的合适的逻辑、电路和/或接口。通常已知的存储器具体实施中的一些包括但不限于硬盘、随机存取存储器、高速缓存存储器、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)和电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或其他磁存储设备、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用光盘只读存储器(DVD-ROM)、光盘、被配置为存储信息的电路、或它们的某种组合。在一个示例性实施方案中，在不脱离本公开的范围的情况下，存储器设备104可与处理器102集成在单个芯片上。

I/O设备接口单元106可包括合适的逻辑和/或电路，该逻辑和/或电路可被配置为根据一种或多种设备通信协议诸如但不限于I2C通信协议、串行外围接口(SPI)通信协议、串行通信协议、控制区域网络(CAN)通信协议和1-

通信协议与HVAC系统10的一个或多个部件进行通信。在一个示例性实施方案中，I/O设备接口单元106可与传感器组件50和鼓风机30进行通信。I/O设备接口单元106的一些示例可包括但不限于数据采集(DAQ)卡、电驱动器驱动电路等。

冲洗控制单元108可包括可被配置为监测从传感器组件50所接收的信号的合适的逻辑和/或电路，如图7中进一步描述的。

在示例性实施方案中，该信号可指示传感器组件50内聚积的气体的浓度。例如，该信号可指示传感器组件50内聚积的一种或多种制冷剂气体的浓度。基于传感器组件50内的气体的浓度，冲洗控制单元108可被配置为激活/停用鼓风机30，如图7中进一步描述的。在不脱离本公开的范围的情况下，冲洗控制单元108可实现为ASIC或FPGA。

另外参见图7，该图示出了根据本文所示的实施方案的用于操作HVAC系统10的方法的流程图120，在步骤122处，HVAC系统10包括用于激活鼓风机30以产生通过导管20的环境空气的气流34的装置，诸如控制单元40、处理器102和冲洗控制单元108。

位于导管20内并联接到冷凝器单元12的多个冷却管道16被配置为改变环境空气的温度。在一些示例中，由于多个冷却管道16中的泄漏，一种或多种制冷剂气体可能泄漏到导管单元14中。由于一种或多种制冷剂气体比环境空气重，因此一种或多种制冷剂气体可从多个冷却管道16落下并沿着底板28或导管20的底部聚积。

在步骤124处，HVAC系统10包括用于接收来自传感器组件50的信号的装置，诸如控制单元40、处理器102和冲洗控制单元108。该信号指示传感器组件50中的一种或多种制冷剂气体的浓度。在示例性实施方案中，处理器102被配置为基于所接收的信号确定一种或多种制冷剂气体的浓度。在另一示例性实施方案中，传感器组件50可被配置为生成对应于传感器组件50中的一种或多种制冷剂气体的浓度的信号。

在步骤126处，HVAC系统10包括用于将所确定的气体浓度与预定气体阈值进行比较的装置，诸如控制单元40、处理器102和冲洗控制单元108。在示例性实施方案中，预定气体阈值可对应于阈值，高于该阈值时，一种或多种制冷剂气体的浓度被确定为危险/有害。在示例性实施方案中，预定气体阈值可在HVAC的制造期间预定义。如果冲洗控制单元108确定一种或多种制冷剂气体的浓度小于预定气体阈值，则冲洗控制单元108可被配置为重复步骤124。然而，如果冲洗控制单元108确定一种或多种制冷剂气体的浓度大于预定气体阈值，则冲洗控制单元108可被配置为生成通知信号，如步骤128中所示。预定气体阈值可以是最大阈值或最小阈值。预定气体阈值可指示存在一种或多种制冷剂气体或缺少一种或多种非制冷剂气体，诸如氧气。

在步骤128处，HVAC系统10包括用于生成气体阈值超过阈值的通知信号的装置，诸如控制单元40、处理器102和冲洗控制单元108。在示例性实施方案中，可将该通知传输到HVAC的用户/操作员以指示一种或多种制冷剂气体正在泄漏。

在步骤130处，HVAC系统10包括用于激活鼓风机30的装置，诸如控制单元40、处理器102和冲洗控制单元108。鼓风机30被设置为运行预定时间量。一旦鼓风机被激活，传感器组件50就将接收来自导管20的环境空气，以冲洗或去除从传感器组件50泄漏的一种或多种制冷剂气体。环境空气可包括泄漏的一种或多种制冷剂气体与空气的混合物，或仅包括存在于导管20内的环境空气。

在鼓风机30被激活预定时间量之后，将重复步骤124。控制器40可被编程为在预定时间范围内比较来自传感器组件50的一个或多个信号，并提供HVAC系统10需要维护的报警通知信号。控制器40提供存在制冷剂气体的报警，并触发一个或多个信号以引发预防措施，从而降低导管20内危险气体混合物积聚的可能性。

在一些实施方案中，报警通知信号包括位置信息、气体浓度信息和传感器组件故障信息中的一者。在一些实施方案中，报警通知信号可包括听觉信号和视觉信号中的一者。在一些实施方案中，报警通知信号可调节鼓风机30以防止一种或多种制冷剂气体在HVAC系统10内积聚。

在HVAC系统10的正常操作期间，鼓风机30的激活/操作通过迫使环境空气通过传感器组件50来提供传感器组件50的定期清洁。传感器组件50的这种定期清洁防止传感器组件因连续冲洗通过传感器组件的环境空气并去除HVAC系统10内可能已泄漏的一种或多种制冷剂气体而中毒。此外，这种操作还降低了由于持续存在一种或多种制冷剂气体而导致误报的可能性。

图8示出了根据本发明的一个或多个实施方案的导管单元14的示意图。图8的导管单元14包括图2所示的导管20、鼓风机30和控制单元40，以及传感器组件150。

传感器组件150包括取样管158和冲洗管170。传感器组件150通过取样管158和冲洗管170两者流体地联接到导管20。取样管158通过底板28中的底板开口29流体地联接到导管20。冲洗管170通过第一壁26中的壁开口27流体地联接到导管20。在示例性实施方案中，冲洗管170的至少一部分可定位在导管20的外部。

在示例性实施方案中，冲洗管170可包括第一端部172、第二端部174和中间部分176。冲洗管170的第一端部172流体地联接到传感器组件150的第二开口。冲洗管170的第二端部174可包括内部部分180，该内部部分定位在导管20的内部并且被配置为收集环境空气的气流34。在一些示例中，冲洗管170的第二端部174可限定弯部178，该弯部使冲洗管170的第二端部174面对气流34的方向。

在一些实施方案中，冲洗管170的第二端部174可定位成面向鼓风机30的鼓风机开口32。鼓风机30可被配置为周期性地激活以将环境气体吹入冲洗管170中。

图9示出了根据本文所示的实施方案的传感器组件150的示意图。传感器组件150包括第一开口152和第二开口154。第一开口152联接到取样管58，并且第二开口154联接到冲洗管170的第二端部174。

在示例性实施方案中，该取样管包括多根毛细管以允许一种或多种气体穿过其扩散。

图10示出了根据本文所示的一个或多个实施方案的当平面180切割传感器组件150时传感器组件150的剖视图。传感器组件150包括第一过滤器单元160、气体传感器166、电路168，并且可以是第二过滤器单元(未示出)。气体传感器166设置在电路168的顶部。气体传感器166暴露于冲洗管170和取样管158。气体传感器166可设置在垂直于进入气体传感器166内的一种或多种制冷剂气体的方向上。在示例性实施方案中，气体传感器166可设置在平行于一种或多种制冷剂气体的流出方向的方向上。在示例性实施方案中，第一开口152包括第一过滤器单元160，并且第二开口54可包括第二过滤器单元(未示出)，第一过滤器单元和第二过滤器单元被配置为从到达传感器组件的一种或多种气体中筛出灰尘和湿气。在一些示例中，传感器组件150可限定腔室164，其中冲洗管170和取样管158流体地联接到腔室164。在一些示例中，气体传感器166位于腔室164内。

图11示出了根据本文所示的实施方案的传感器组件150内的流体流动图。在操作期间，当鼓风机30未被激活时，一种或多种制冷剂气体穿过取样管158进入腔室164并到达气体传感器166，并且气体传感器166检测一种或多种制冷剂气体的存在。由于较高的蒸气密度，一种或多种制冷剂气体可能倾向于聚积在传感器组件150内。

图12示出了根据本文所示的实施方案的传感器组件150内的流体流动图。在操作期间，当鼓风机30被致动时，冲洗管170将接收来自导管20的环境空气，该环境空气将在鼓风机的影响下朝向腔室164移动。由于冲洗管170中的环境空气的压力，冲洗管170促进环境空气流向腔室，以从腔室中排空一种或多种制冷剂气体。此外，冲洗管170中的环境空气的压力也从腔室164和气体传感器504中排空一种或多种制冷剂气体。环境空气和残余一种或多种制冷剂气体的混合物的这种移动将远低于阈值，并且传感器组件可能不受残余一种或多种制冷剂气体的影响。因此，降低了气体传感器166中毒的可能性和/或减少了传感器读数不准确性的变化。

在一些示例中，本公开的范围不限于冲洗管170相对于导管20的定位。在示例性实施方案中，在不脱离本公开的范围的情况下，冲洗管170的定位可基于导管20的取向而变化。图13中示出了一个此类示例。在图13的所示实施方案中，取样管158和冲洗管170两者都流体地联接到导管20的底板。

在另一实施方案中，冲洗管170可包括热交换叶片，以冷却进入传感器组件50的环境空气。

在示例性实施方案中，该取样管包括多根毛细管以允许一种或多种气体穿过其扩散。

已经证明，制冷剂气体也会通过壁并在空气处理器单元下方泄漏。另一个优点是，冲洗动作会从烟道和传感器中去除制冷剂，这也会将新鲜空气分布在传感器的出口周围。因此，冲洗动作稀释了收集在该区域的泄漏制冷剂的浓度，作为安全缓解因素。这在图13中示出为传感器壳体右侧的出口。在一些实施方案中，冲洗管170可基本上平行于导管20的水平轴线190延伸。此优点适用于在泄漏点下方具有密闭空间的任何HVAC系统，在该密闭空间中，气体会随时间推移而收集、集中，并引发爆炸或火灾问题。

在一些示例中，本公开的范围不限于将一个传感器组件联接到导管。在示例性实施方案中，在不脱离本公开的范围的情况下，多个传感器组件可联接到导管20。此外，本公开的范围不限于感测一种或多种制冷剂气体以确定多个制冷盘管中的泄漏。在示例性实施方案中，传感器组件150可被配置为确定氧气浓度，以确定一种或多种制冷剂气体的泄漏，如图14至图22中进一步描述的。

图14示出了根据本公开的各种实施方案的HVAC 300。如图所示，HVAC 300可包括一个或多个闭环气体(例如，制冷剂)盘管310和传感器组件150。在各种实施方案中，传感器组件150的至少一部分可设置在HVAC 300内的给定闭环气体盘管310附近。例如，至少传感器组件150(图1所示)可靠近闭环气体盘管310，并且电路可设置在其他地方。

在各种实施方案中，传感器组件150可被放置成足够接近，使得气体(例如，制冷剂)的泄漏可导致氧气浓度的变化。在一些实施方案中，传感器组件150可设置在靠近闭环气体盘管310的区域的位置处，其中该位置比其他位置发生更多泄漏。例如，气体泄漏可能更经常发生在不同管材之间的连接处。在各种实施方案中，传感器组件150可与HVAC 300等一起设置，使得任何气体泄漏可到达传感器组件150。

图15是根据另一示例性实施方案的传感器组件500的示例性配置。如图所示，主感测设备520和参考感测设备522可设置在传感器组件500内。在各种实施方案中，传感器组件500可被取向成使得盘管表面510靠近闭环气体盘管310，并且在发生此类泄漏的情况下，气体(例如，制冷剂)泄漏515。因此，主感测设备520和参考感测设备522可设置在共同位置处，前提是参考感测设备借助于烟道延伸部暴露于环境空气中。在一些实施方案中，在感测设备的泄漏位置、气体移动、传感器位置、灵敏度和响应时间之间可能存在性能上的权衡。响应时间被定义为传感器从无负载响应到负载阶跃变化的时间。

在一些实施方案中，传感器组件500可包括单个传感器，以允许将传感器远离气体泄漏515定位。在一些实施方案中，传感器组件500可包括单个NDIR传感器。

在各种实施方案中，任何气体泄漏515都可在参考感测设备522之前到达主感测设备520。主感测设备520和参考感测设备522被配置为确定一种或多种目标气体(例如，氧气、二氧化碳、制冷剂或另一种气体)的存在。因此，在由参考感测设备522捕获的第二氧气浓度水平读数改变之前，由主感测设备520捕获的第一氧气浓度水平读数可由于气体泄漏而改变(例如，氧气浓度可降低)。因此，在发生泄漏的情况下，第一氧气浓度水平读数可比第二氧气浓度水平读数更快地降低。

在一些实施方案中，参考感测设备522也可与主感测设备520以不同方式取向，使得从潜在泄漏部位流出的气体被禁止进入参考感测设备522而不被禁止进入主感测设备520(例如，如图15所示的箭头，目标气体可直接流入主感测设备520，但可能必须围绕电路530和烟道延伸部行进以进入参考感测设备522)。因此，气流的时间效应可由每个感测设备的输出更明确地示出。在一些实施方案中，潜在泄漏部位可被定义为易受泄漏影响的区域。例如，在制冷单元中，潜在泄漏位置可包括凸起的接头、管材之间的连接处、机械和/或热应力下方的区域等。在各种实施方案中，可经由特定应用的测试来确定潜在泄漏位置。

在一些实施方案中，参考感测设备522可经由与参考感测设备522联接的烟道延伸部而暴露于周围环境，诸如传感器组件500之外的环境空气。就这一点而言，参考感测设备522在泄漏情况期间可能不接收任何目标气体。在此类情况下，参考感测设备522可位于具有与主感测设备520的位置类似的环境条件的区域中。虽然图15仅示出了单个主感测设备520和单个参考感测设备522，但各种实施方案可使用设置在单个PCB上并且在相同位置处(即，不隔开)的超过两个感测设备。

在各种实施方案中，电路530的至少一部分可设置在传感器组件500内。如图所示，主感测设备520和/或参考感测设备522可经由被配置为与电路530上的插座接合的感测设备上的引脚连接到电路530。各种实施方案可采用不同的连接方法，诸如被配置在感测设备上的焊盘和电路530上的弹簧针。本文所讨论的各种实施方案可在感测设备和电路530之间具有任何数量的不同标准电互连件。在一些实施方案中，主感测设备520和/或参考感测设备522可配备有短程通信能力，以允许感测设备与电路530远程通信。在各种实施方案中，电路530可被配置为从主感测设备520和参考感测设备522接收氧气浓度水平读数。在一些实施方案中，电路530可存储氧气浓度水平读数中的一个或多个氧气浓度水平读数，使得可随时间推移监测氧气浓度水平读数(例如，随时间推移，第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数可由于泄漏而相异)。在一些实施方案中，时间序列数据可以用于确定泄漏情况。在各种实施方案中，监测可为连续的。另选地，监测可以基于气体泄漏应用的间隔进行(例如，一些气体泄漏可能不那么危险，并且间歇监测可能节省成本)。

图16是根据示例性实施方案的传感器组件500的另一示例性配置。如图所示，主感测设备520和参考传感器组件522可设置在同一传感器组件500内。如图所示，主感测设备520和参考感测设备522可设置在气体泄漏环境中的相同位置处。

在一些实施方案中，参考感测设备522可配备有过滤器524，该过滤器被配置为从进入参考感测设备522的气体中去除一种或多种目标气体(例如，制冷剂)。在一些实施方案中，过滤器524可被配置为吸收通过其中的一种或多种目标气体(例如，一种或多种制冷剂气体)。例如，过滤器524可以是吸收器。在一些实施方案中，过滤器524可定位在闭环气体盘管310与参考感测设备522之间，使得到达参考感测设备的任何气体组合已通过过滤器524(例如，去除一种或多种制冷剂气体的一些或全部)。

在各种实施方案中，过滤器524可为各种类型的活性炭。在一些此类实施方案中，活性炭可用其他化学品浸渍，具体取决于待吸收的物质。在一些实施方案中，可使用分子筛、沸石和/或其他熟知的过滤器系列。在一些实施方案中，目标气体可决定过滤器524的设计(例如，Sofnocarb粉末可用于其中丁烷为目标气体的情况)。在一些实施方案中，过滤器524可被设计成永久性地吸收目标气体或减慢其通过参考感测设备，使得与主感测设备相比在响应中出现时间差异。

在一些实施方案中，主感测设备520和参考感测设备522可以是具有多个气体进口的单个传感器。例如，单个传感器可具有没有过滤器524的主感测设备气体进口和可具有过滤器524的参考感测设备气体进口。在此类实施方案中，感测设备可具有机械开关，该机械开关被配置为在操作期间将对感测电极的进入从主感测设备气体进口切换到参考感测设备气体进口。在此类实施方案中，可使用各种泵送装置将气体从气体进口移动到感测电极。在操作期间，机械开关可在主感测设备气体进口和参考感测设备气体进口之间切换，并且可如本文所述用双感测设备系统比较来自主感测设备气体进口的第一氧气水平读数和第二氧气水平读数之间的差值。

在一些实施方案中，当气体(例如，制冷剂)泄漏时，主感测设备520的第一氧气浓度水平读数可开始降低，而参考感测设备522的第二氧气浓度水平读数保持大致恒定(或至少更缓慢地降低)。在气体泄漏足够大的一些情况下，过滤器524可在特定点处过载(例如，完全饱和)，使得参考感测设备522的第二氧气浓度水平读数可开始与没有过滤器的感测设备一致地降低。在此类实施方案中，第一氧气浓度水平的降低与第二氧气浓度水平的降低之间的时滞可指示发生气体泄漏。另外，可经由感测设备的各个输出来确定各种其他信息。

在各种实施方案中，电路530的至少一部分可作为主感测设备520和参考感测设备522设置在传感器组件500内。如图所示，主感测设备520和/或参考感测设备522可经由被配置为与电路530上的插座接合的感测设备上的引脚连接到电路530。各种实施方案可采用不同的连接方法，诸如被配置在感测设备上的焊盘和电路530上的弹簧针。本文所讨论的各种实施方案可在感测设备和电路530之间具有任何数量的不同标准电互连件。在一些实施方案中，主感测设备520和/或参考感测设备522可配备有短程通信能力，以允许感测设备与电路530远程通信。在各种实施方案中，电路530可被配置为从主感测设备520和参考感测设备522接收氧气浓度水平读数。在一些实施方案中，电路530可存储氧气浓度水平读数中的一个或多个氧气浓度水平读数，使得可随时间推移监测氧气浓度水平读数(例如，随时间推移，第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数可由于泄漏而相异)。在各种实施方案中，监测可为连续的。另选地，监测可以基于气体泄漏应用的间隔进行(例如，一些气体泄漏可能不那么危险，并且间歇监测可能节省成本)。

现在参见图17，本公开的示例性实施方案包括电路530、处理器532、传感组件24等监测和检测气体(例如，制冷剂)泄漏的流程图600。虽然传感组件的各种实施方案可包括至少一个处理器532，但传感组件的各种实施方案可以是模拟系统，使得主感测设备20和参考感测设备22可与差分放大器和/或比率放大器通信，并且使用比较器来确定发生泄漏的情况。因此，图17的操作可由模拟系统执行。

现在参见图17的框610，传感组件500(诸如电路530、处理器532等)可包括用于接收给定区域的第一氧气浓度水平读数的装置。在各种实施方案中，如上所述，第一氧气浓度水平读数可由主感测设备520捕获。！！！在各种实施方案中，第一氧气浓度水平读数可受到环境条件诸如温度等的影响。另外，在一些实施方案中，第一氧气浓度水平读数可受到新气体引入的影响(例如，诸如导致氧气浓度降低的气体泄漏)。

现在参见图17的框620，传感组件500(诸如电路530、处理器532等)可包括用于接收给定区域的第二氧气浓度水平读数的装置。在各种实施方案中，如上所述，第一氧气浓度水平读数可由参考感测设备522捕获。在各种实施方案中，参考感测设备522可定位在类似的环境条件下，使得环境条件对第二氧气浓度水平读数的影响可与环境条件对第一氧气浓度水平读数的影响类似或相同。

然而，在各种实施方案中，参考感测设备522可被配置为使得气体泄漏515对来自参考感测设备522的第二氧气浓度水平读数的影响可不同于对来自主感测设备520的第一氧气浓度水平读数的影响。例如，在参考感测设备522与烟道联接的情况下，该烟道不允许泄漏气体通过并到达参考感测设备。第二氧气浓度水平读数可在第一氧气浓度水平读数开始降低一段时间后开始降低，因为气体(例如，制冷剂)可能需要更长的时间才能到达参考感测设备522。另选地，在参考感测设备522配备有过滤器524(例如，图16)或烟道的情况下，第二氧气浓度水平可能不会因气体泄漏而降低，而第一氧气浓度水平可能会因所述气体泄漏而降低。

现在参见图5的框630，传感组件500(诸如电路530、处理器532等)可包括用于比较第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数的装置。在各种实施方案中，第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数的差值可与气体泄漏量相关。在一些实施方案中，比较可在给定时间进行(例如，在主感测设备520具有比参考感测设备522更低的氧气浓度水平读数的情况下)。在一些实施方案中，可随时间推移监测第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数，使得第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数的变化可指示发生气体泄漏。

在示例性模拟实施方案中，主感测设备520和参考感测设备522可测量输出电流，该输出电流被转换为电压，各个输出电压可被放大以消除任何噪声。因此，可使用差分或比率来比较电压。在此类模拟实施方案中，比较器可用于确定已发生泄漏。

现在参见图17的框640，传感组件500(诸如电路530、处理器532等)可包括用于在第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数的差值大于阈值差值的情况下引起发生气体(例如，制冷剂)泄漏的信号的传输的装置。

在各种实施方案中，可基于第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数的比较来确定可能发生气体泄漏。在一些实施方案中，允许泄漏的目标气体(例如，制冷剂)的量可基于所述气体的易燃性。因此，阈值差值可低于目标气体的易燃性水平。例如，在易燃性水平为10％的情况下，阈值差值可为1％。例如，氧气浓度的1％变化(例如，从20.9％氧气浓度到20.7％氧气浓度)可指示1％泄漏气体(例如，制冷剂)浓度。在各种实施方案中，第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数之间的差值可与氧气浓度的变化(例如，主感测设备20和参考感测设备22可被配置为使得仅引入目标气体(例如，气体泄漏)可导致第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数显著不同)相关。在各种实施方案中，阈值差值可介于氧气浓度水平的体积的大约5％和10％之间。

图18为示出在空气中的氧气水平变化期间两个传感器(诸如用于本文的各种实施方案中的氧气传感器)的类似氧气浓度读数的曲线图。如图所示，正暴露于相同空气的两个传感器显示几乎相同的读数，并且因此可被依赖以显示氧气水平的显著变化。所示的S2/S1线为传感器2读数与传感器1读数的比率。如图所示，比率为约1，并且因此传感器读数中的一个传感器读数的任何变化(例如，在发生气体泄漏并且主感测设备520在参考感测设备522之前经历氧气减少的情况下)可由比率从约1的变化进行表示。

图19示出了传感器组件(类似于图16中所示的传感器组件)的输出，其中参考感测设备522配备有烟道和过滤器524。在图19所示的曲线图中，目标气体是丁烷。如图所示，目标气体被间歇地引入传感器组件，并且每次引入目标气体时，主感测设备520都经历高于标称电压的尖峰(例如，尖峰700A-700D)，而参考感测设备522的电压因烟道不允许气体通过其中或者过滤器吸收丁烷而保持大致恒定。在所示的示例中，差分用于示出发生泄漏并且被示出为尖峰710A-710D的情况。

图20示出了类似于图16中所示的传感器组件的传感器组件的框图，不同之处在于引入了装配在参考感测设备522的一侧上的烟道800。烟道800使得参考感测设备能够暴露于新鲜空气并远离泄漏环境810或具有泄漏气体的区域。另一方面，主感测设备520暴露于性质严重的A2L气体泄漏。就这一点而言，可基于泄漏气体暴露于主感测设备520和环境空气暴露于参考感测设备522来计算差分信号。为此，烟道800允许环境空气扩散或通过，并使参考感测设备522远离泄漏气体。就这一点而言，基于在工作环境中的气体浓度的变化的检测，可显著增强气体检测的效率。

在一个示例性实施方案中，主感测设备520和参考感测设备522位于同一位置，以检测AC系统中的A2L气体泄漏。此差分传感器系统具有长寿命、自校准能力和高可靠性。传感器被编程为在预定时间后检测气体浓度并基于检测到的浓度进行比较。就这一点而言，基于环境空气(或氧气)浓度的变化，气体检测系统重新校准阈值。此外，该系统高度可靠，因为主感测设备520和参考感测设备522两者都位于同一位置，从而使得它们暴露于具有不同气体暴露的相同环境变量，诸如温度、压力、湿度。因此，检测器系统检测到由差分信号描述的气体浓度的微小变化。

在一个另一实施方案中，使用两个氧气传感器来测量因A2L气体泄漏引起的氧气浓度降低。在无泄漏的情况下，这两个传感器都暴露于环境空气，从而产生零差分信号。然而，为了检测环境中的A2L泄漏，将主感测设备520暴露于具有泄漏气体的区域，以便检测氧气浓度的变化。同时，装配有烟道800的参考感测设备522检测环境空气中存在的氧气浓度。就这一点而言，每次主感测设备520检测到氧气浓度的变化时，都会将其与环境空气中的氧气浓度进行比较。控制电路接收来自主感测设备520和参考感测设备522的信号，并比较这些信号以确定差分信号。由此，此差分信号指示氧气浓度的变化，以及换句话说，该环境中A2L气体的浓度。例如，氧气浓度的1％变化(例如，从20.9％氧气浓度到20.7％氧气浓度)可指示气体检测系统可准确检测到1％泄漏气体(例如，制冷剂)浓度。

在一个另一示例性实施方案中，烟道800包括过滤器(未示出)，该过滤器装配在烟道800的入口处，用于防止A2L通过烟道。这导致随着参考感测设备522在过滤A2L气体后检测环境空气的浓度，灵敏度增加。

在一个另一示例性实施方案中，气体检测器系统包括双氧气传感器，两者均被配置为在AC系统中操作。传感器1是主感测设备520，其通过暴露于一种或多种制冷剂气体(例如，A2L)来检测氧气的耗尽。此外，传感器2是装配有延伸到清洁空气的烟道800的参考感测设备522(缺少一种或多种制冷剂气体的时间为大约>10分钟)。两个传感器协同工作以生成稳态差分信号。

在一个另一示例性实施方案中，气体检测器系统的设计不受温度、压力和湿度变化引起的潜在误报的影响。与常规双氧气传感器系统不同，本发明的气体检测器不会触发误报。常规氧气传感器可操作为检测环境中氧气的浓度，并且在检测到的浓度水平超过预定水平时触发报警，而无需计算相对氧气浓度。通过将感测到的氧气浓度与参考阈值进行比较来计算相对氧气浓度。参考阈值基于当时的环境氧气浓度进行校准。

在一个另一示例性实施方案中，预定阈值的重新校准称为O₂水平的连续自检读数。就这一点而言，检测到含重气体的任何类型的O₂稀释，使该系统适用于不同的气体。

在一个另一示例性实施方案中，两个传感器彼此靠近定位，产生紧凑设计，由此使参考传感设备与所有电气设备都位于同一位置，从而最小化单位大小并最大化补偿性能。通过具有紧凑配置，因电损耗引起的误差或损耗被最小化，这产生高度准确且灵敏的信号输出。

在一个另一示例性实施方案中，当泄漏率高时，双传感器定位在机柜底部，并且在烟道的顶部发生泄漏。烟道具有圆柱形状，其横截面具有约0.625英寸(0.0158m)的内径和约6英寸(0.152m)的高度。参考感测设备522暴露于机柜顶部的空气。差分输出是主感测设备520与带有烟道800的参考感测设备522之间的差值。

在一个另一示例性实施方案中，参考感测设备522可补偿温度、压力和湿度变化。一个优点是，可补偿其他环境气体(诸如CO₂)对传感器的任何影响，以提供更准确的读数。这在氧气传感器的情况下尤其有用，但它也适用于其他传感器技术和干扰。

此外，从系统的设计角度来看，烟道800的设计是通用的。就这一点而言，可使用不同高度和不同直径的烟道800，而不中断目标气体的平均自由路径。

在一个另一示例性实施方案中，烟道是无源元件，并且可很容易地集成到参考传感器的现有系统。此外，没有泵与感测系统相关联以便将环境空气推入参考感测设备522中。

在另一示例性实施方案中，气体收集系统具有从各个位置通向传感器的多个烟道。多个烟道在空气处理器单元内启用多个感测位置，为HVAC制造商提供安全系数，以确保检测泄漏气体时不受传感器位置的影响。

图21a为根据本公开的示例性实施方案配置的烟道900封闭式传感器组件的框图。就这一点而言，传感器系统被放置在炉内靠近计量设备处。主感测设备520暴露于炉或其他封闭区域902内的条件，并且参考感测设备使用烟道900进行修改，该烟道可延展远离潜在泄漏源。以此方式，烟道900可在炉内的最大高度处进行调整，或者可延展到炉的安全壳外，如图21b所示。

参见图21b，公开了传感器组件的框图，其中烟道904延伸到封闭系统906外。在图21a和图21b的这两种配置中，延伸远离具有泄漏气体的区域的烟道904被配置为向参考感测设备522提供环境空气。

图22为根据本公开的示例性实施方案配置的传感组件的框图。如图22所示，为了确定氧气浓度，烟道910的一个端部与主感测设备520联接，并且第二端部到达气体泄漏环境。就这一点而言，气体检测器可通过将主感测设备520经由烟道910暴露于泄漏环境来检测气体泄漏，并且参考感测设备适于暴露于环境空气。在一个示例性实施方案中，烟道根据要求可具有任何形状或大小，并且烟道910的尺寸使得其允许气体自由扩散或通过，而不阻碍气体的平均自由路径。就这一点而言，气体检测器可放置在机柜、炉或容器外部，而不会影响气体检测器的感测质量。由于印刷电路板(PCB)上的主感测设备和参考感测设备的布置，这种布置有助于延长传感器的使用寿命并提高灵敏度。

在一个另一示例性实施方案中，信号传感器使用烟道进行修改，并通过将烟道延展到容器或炉中一种或多种制冷剂气体泄漏的位置来暴露于炉内部的条件。为此，参考传感器对炉安全壳外的条件开放，不受制冷剂泄漏的影响。

在本发明的另一示例性实施方案中，通过将主感测设备和参考感测设备放置成彼此靠近，可在更大程度上消除因电子电路或传输中的信号丢失引起的信号延迟。由此，对于这种结构布置，与常规差分传感器相比，信噪比可提高，从而提高响应时间。以这种方式，通过最小化因结构约束(诸如主感测设备和参考感测设备的相对放置)或因传输电路或电子电路引起的延迟时间，气体检测器的灵敏度可提高数倍。

此外，根据一些示例性实施方案，用于确定一种或多种气体的成分的传感器组件包括：主感测设备和位于主感测设备附近的参考感测设备；烟道，该烟道在参考感测设备的一个端部处与参考感测设备联接，其中该参考感测设备被配置为经由烟道确定给定区域的第一氧气浓度水平，其中该主感测设备被配置为确定给定区域的第二氧气浓度水平。

根据本文所述的一些示例性实施方案，一种控制电路(其与主感测设备和参考感测设备电联接)被配置为：从主感测设备和参考感测设备接收所确定的第一氧气浓度水平和第二氧气浓度水平；比较第一氧气浓度水平和第二氧气浓度水平；以及基于该比较，在第二氧气浓度水平和第一氧气浓度水平的差值大于阈值差值的情况下，引起发生气体泄漏的传输。

此外，根据一些示例性实施方案，主感测设备和参考感测设备位于传感器组件内并且暴露于相同的环境变量暴露。

此外，根据一些示例性实施方案，气体检测器还包括过滤器，该过滤器定位在烟道的一侧上，其中该过滤器被配置为筛出一种或多种气体，以免其到达参考感测设备。

此外，根据一些示例性实施方案，主感测设备适于暴露于潜在泄漏源，并且参考感测设备适于在相同环境变量下暴露于潜在泄漏源以外的环境。

此外，根据一些示例性实施方案，阈值差值基于氧气浓度水平的体积的5％和10％之间。为此，阈值差值基于气体的易燃性水平。此外，目标气体是制冷剂气体。

此外，根据一些示例性实施方案，传感器组件被进一步配置为接收一个或多个环境变量并基于该环境变量校正第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数。控制电路包括至少一个处理器，该至少一个处理器在其中具有计算机编码的指令，其中该计算机指令被配置为在被执行时，通过提供警报信号来引起传感器组件的操作。就这一点而言，传感器组件是完全模拟系统或数字系统。

此外，根据一些示例性实施方案，烟道的大小被设计成使得正在感测的气体的平均自由路径不会受到阻碍。就这一点而言，烟道的直径是所测量的气体和环境空气中的一者的平均自由路径的约100倍。此外，感测的响应时间适于基于烟道的长度保持在可接受限值内，其中烟道的长度为约0.1米至3米。在一些实施方案中，烟道的直径大于10mm。

此外，根据一些示例性实施方案，一种使用传感器组件确定气体泄漏的方法，该传感器组件包括主感测设备和参考感测设备，该方法包括经由与参考感测设备联接的烟道延伸部确定给定区域的第一氧气浓度水平并且经由主感测设备确定给定区域的第二氧气浓度水平。一种控制电路，用于比较所确定的第一氧气浓度水平和第二氧气浓度水平并基于该比较，在第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数的差值大于阈值差值的情况下触发报警或通知。

此外，根据一些示例性实施方案，将主感测设备和参考感测设备中的每一者暴露于相同的环境变量，其中主环境变量包括温度、压力和湿度中的至少一者。

此外，根据一些示例性实施方案，烟道延伸部被配置为筛出一种或多种目标气体，以免其到达参考感测设备。

此外，根据一些示例性实施方案，主感测设备适于暴露于潜在泄漏源，并且参考感测设备适于在相同环境变量下暴露于潜在泄漏源以外的环境。烟道的直径是一种或多种目标气体的平均自由路径的约100倍。

此外，根据一些示例性实施方案，接收一个或多个环境变量并基于该环境变量校正第一氧气浓度水平读数和第二氧气浓度水平读数。该方法经由至少一个处理器来执行。

在感测传感器和/或参考传感器上使用烟道的一个优点是，允许传感器被动地访问来自HVAC系统的不同部分的气体。这也意味着传感器可位于挑战性较小的环境条件下。例如，气体泄漏可能聚积的区域可能受到恶劣环境的影响(诸如温度和/或RH波动大)，并且传感器可通过烟道与这些区域连接。使用所描述的烟道允许将传感器安装在温度一致的更温和区域中。传感器也可与气体泄漏可能聚积的地方隔开，以提供具有较低操作温度的环境。将传感器与恶劣环境隔开，允许传感器提供更准确的性能，最小化补偿和参考困难，从而减少误报并延长传感器寿命。

本文所讨论的各种实施方案允许在操作期间监测和检测气体泄漏，诸如在制冷单元中。虽然各种实施方案讨论了制冷单元，但本文所讨论的各种实施方案也可用于使用闭环循环的其他类型的气体泄漏，诸如在HVAC应用等中。制冷单元包括包含易燃制冷剂的闭环冷却/制冷剂盘管。A2L制冷剂由于全球变暖潜能值(GWP)较低而更常用于此类制冷单元中，并且因此在多个国家已制定法规来监测泄漏，从而避免使用期间的危险状况。虽然A2L制冷剂一般具有低毒性并且仅具有轻度易燃性，但是大量泄漏仍可造成危险情况。因此，此类泄漏的监测和检测对于制冷剂单元是必要的。本公开的各种实施方案允许简单而有效的泄漏监测系统。

在一些实施方案中，可修改或进一步放大上述操作中的某些操作。此外，在一些实施方案中，还可包括附加的任选操作。对上述操作的修改、添加或放大可以任何顺序和任何组合执行。

本发明所属领域的技术人员在受益于前述描述和相关附图中呈现的教导之后，将想到本文所阐述的许多修改和其他实施方案。因此，应当理解，本公开不限于所公开的特定实施方案，并且修改和其他实施方案旨在包括在所附权利要求书的范围内。此外，尽管上述描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的语境中描述了示例实施方案，但应当理解，在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，可由另选的实施方案提供元件和/或功能的不同组合。就这一点而言，例如，还可设想与上文明确描述的那些不同的元件和/或功能组合，如可在所附权利要求中的一些中所示的那样。尽管本文采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性意义使用，而不是出于限制的目的。

Claims (10)

1.一种暖通空调(HVAC)，所述HVAC包括：

取样管，所述取样管流体地联接到限定在导管中的第一开口，其中所述取样管定位在所述导管的外部并沿着重力方向延伸；

传感器组件，所述传感器组件流体地联接到所述取样管，所述传感器组件被配置为接收与环境空气相比具有更大密度的一种或多种气体，其中所述传感器组件被配置为感测所述一种或多种气体以生成信号。

2.根据权利要求1所述的HVAC，其中所述传感器组件包括第一开口，所述第一开口被配置为允许一种或多种气体穿过所述第一开口扩散。

3.根据权利要求2所述的HVAC，其中所述第一开口包括过滤器，所述过滤器被配置为从到达所述传感器组件的所述一种或多种气体中筛出灰尘和湿气。

4.根据权利要求1所述的HVAC，所述HVAC还包括冲洗管，所述冲洗管包括第一端部和第二端部，其中所述冲洗管在所述第二端部处流体地联接到所述传感器组件，其中所述冲洗管在所述第一端部处流体地联接到所述导管，并且其中所述冲洗管被配置为接收包括来自制冷单元的环境空气的一种或多种气体。

5.根据权利要求4所述的HVAC，其中所述第二端部定位在所述第一开口的下游。

6.根据权利要求1所述的HVAC，所述HVAC还包括排水管，所述排水管流体地联接到所述传感器组件，所述排水管被配置为允许一种或多种气体从所述传感器组件流出。

7.根据权利要求4所述的HVAC，所述HVAC还包括鼓风机，所述鼓风机设置在导管单元内部内，所述鼓风机被配置为周期性地激活，以便将所述环境空气吹入所述冲洗管中。

8.一种传感器组件，所述传感器组件包括：

腔室，所述腔室流体地联接到取样管，所述腔室被配置为接收来自所述取样管的一种或多种气体，其中所述腔室包括：

第二开口，所述第二开口被配置为允许所接收的一种或多种气体穿过所述第二开口流出；和

气体传感器，所述气体传感器设置在所述腔室内，所述气体传感器被配置为感测所述一种或多种气体以生成信号。

9.根据权利要求8所述的传感器组件，所述传感器组件还包括冲洗管，所述冲洗管流体地联接到所述腔室，所述冲洗管被配置为促进所述环境空气流向所述腔室，以便从所述腔室中排空所述一种或多种气体，其中当所述冲洗管被配置为接收包括来自导管的环境空气的一种或多种气体时，所述冲洗管从所述腔室和所述气体传感器中排空所述一种或多种气体。

10.根据权利要求7所述的导管单元，所述导管单元包括：

导管：

第一开口，所述第一开口沿着重力方向，所述开口流体地联接到定位在所述导管的外部的取样管；和

第二开口，所述第二开口是对所述第一开口的补充并沿着流体流动方向，所述第二开口流体地联接到定位在所述导管的外部的冲洗管。

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