DE3718549A1 - Anordnung und verfahren zum nachweis von kohlenmonoxid - Google Patents
Anordnung und verfahren zum nachweis von kohlenmonoxidInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zum
Nachweis von Kohlenmonoxid.
Es ist bekannt, daß Kohlenmonoxid mit verschiedenen
prinzipiell funktionierenden Transistoren nach
gewiesen werden kann. Es sind bekannt Halbleiteroxid-
(Zinnoxid) PGS-Sensoren, die durch Kohlenmonoxidad
sorption veränderten Widerstand den Kohlenmonoxid
nachweisen. Andere Sensoren sind elektrochemische
Sensoren, die Kohlenmonoxid mit einer elektrochemi
schen Reaktion verbrennen. Wiederum andere Sensoren
vom Pellistortyp weisen Kohlenmonoxid durch kataly
tische Verbrennung nach. Alle diese Sensoren haben
starke Querempfindlichekit gegenüber verschiedenen
anderen Komponenten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
querempfindlichkeitsverbesserte Kohlenmonoxid
nachweisanordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Nachweis nicht durch einen einzigen physikalischen
(z. B. Adsorption) oder physikochemischen (elektroche
mische oder katalytische Verbrennung) geschieht, son
dern es werden mehrere Vorgänge nacheinander geschal
tet und der Nachweis wird dadurch selektiver. Es wird
zuerst das Kohlenmonoxid mit Wasser, Kohlendioxid und
Wasserstoff umgewandelt und dann der entsprechende
Wasserstoff nachgewiesen. Die Umwandlung des Kohlen
monoxides mit Wasser zu Wasserstoff kann durch Umge
bungsfeuchtigkeit oder aus einem extra Feuchtigkeits
spender und auf einem Katalysator oder auf einer auf
geheizten Katalysatoroberfläche stattfinden. Das
entstehende Wasserstoff wird durch eine wasserstoff
empfindliche Sensoreinheit nachgewiesen. Die Konzen
tration des Wasserstoffes ist proportional mit der
Menge der Kohlenmonoxidkonzentration.
Dieser Kohlenmonoxidsensoraufbau besteht aus zwei
zusammen integrierten Teilen. Diese Teile, also die
Umwandlungseinheit und die Sensoreinheit kann eine
integrierte Variation sein, wobei beide Teile als
Dünnfilm- Dickfilm- oder Halbleitertechnologie
hergestellt werden können. So kann z. B. die
Umwandlungseinheit ein aufgeheizter Dünnfilmwider
stand (Platin oder Palladium) oder ein katalysator
beschichteter aufgeheizter Dünnfilmwiderstand sein.
Der Wasserstoffsensor kann auch wiederum ein wasser
stoffempfindlicher Widerstand oder ein selektiver
oder nicht selektiver Sensor sein.
Die Selektivität entsteht durch das spezielle Meß
verfahren. Zuerst wird ein Grundsignal vom Wasser
stoffsensor gemessen und in diesem Grundsignal die
eventuell vorhandene Wasserstoffhintergrundkonzen
tration schon berücksichtigt, dann wird in der Umwand
lungseinheit der Kohlenmonoxid mit Wasserstoff umge
wandelt und diese kurzfristige Vereinbarung wird dann
bei dem Wasserstoffsensor gemessen. Also, die Kohlen
monoxidkonzentration wird proportional mit dieser
kurzfristigen Veränderung.
Die Umwandlungseinheit, also die Wasserstoffeinheit,
kann periodisch eine Nullpunktsignalstabilisierung
stattfinden; ein Nullpunktdrift des Wasserstoffsen
sors oder eine langsamere Wasserstoffhintergrund
konzentrationsveränderung spielt keine Rolle. Der
Sensor wird auf Nullpunktdrift unempfindlich und wird
ein langzeitstabiles Signal liefern. In diesem Sensor
kann natürlich auch ein Feuchtigkeitssensor mitinte
griert werden, und mit dem Wert kann dann die ge
messene Wasserstoffkonzentration korrigiert werden;
was wiederum bedeutet, daß der Sensor oder die
Umwandlungseinheit nicht unbedingt in einem feuchten
konzentrationsunabhängigen Bereich arbeiten sollte,
sondern daß in jedem Feuchtigkeitsbereich die Umwand
lung stattfinden kann. Bei so einem Meßverfahren und
dieser Funktionsweise ist es vorteilhaft, wenn die
gesamte Steuerung (Ein- und Ausschaltung der Umwand
lungseinheit und Speicherung des Nullpunktwertes) mit
Hilfe einer Mikroprozessorsteuerung erfolgt.
Claims (21)
- Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor der Kohlenmonoxid-Nachweiseinheit zwei Funktionen vereinigt. Zum einen wird das Kohlenmonoxid mit Wasser in Kohlendioxid und Wasserstoff umgewandelt. Zum anderen wird das Kohlenmonoxid anhand des bei der Reaktion entstehenden Wasserstoffs nachgewiesen.
- 1. Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung des Kohlenmonoxids und der Nachweis des Wasserstoffs räumlich bzw. aufbaumäßig in zwei getrennten Teilen realisiert werden.
- 2. Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff-Umwandlung und der Wasserstoff-Nachweis in der gleichen Einheit erfolgen.
- 3. Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß der für die Umwandlung eventuell notwendige Wasserdampf aus einem kleinen Wasserreservoir stammt.
- 4. Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß das für die Umwandlung benötigte Wasser aus der Umgebung stammt.
- 5. Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit mit einem zusätzlichen Feuchtigkeits-Meßfühler ausgerüstet ist, mit dem die Umgebungs-Feuchtigkeit gemessen und kontrolliert werden kann. Falls es erforderlich ist, werden die Meßsignale den Feuchtigkeitswerten entsprechend korrigiert.
- 6. Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenmonoxid-Umwandlung-Einheit und Wasserstoff-Nachweiseinheit die übliche diskrete Bauweise haben.
- 7. Anspruch 7 ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Einheiten bzw. die eine integrierte Einheit in Halbleiter-Technologie und in integrierter Bauweise realisiert werden.
- 8. Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik in die Umwandlungs- und Nachweis-Einheit integriert wird.
- 9. Anspruch 9 ist dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Sensor-Steuereinheit in die Umwandlungs- und Nachweis-Einheit integriert wird.
- 10. Anspruch 10 ist dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Einheit in integrierter Form vorliegt, wobei die Integration in Dünn- oder Dickfilmtechnologie, Halbleitertechnologie oder auch anders erfolgen kann.
- 11. Anspruch 11 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstoff-Nachweiseinheit ein sehr selektiver Sensor ist.
- 12. Anspruch 12 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstoff-Nachweiseinheit ein nicht nur auf Wasserstoff selektiver Sensor ist.
- 13. Anspruch 13 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstoff-Nachweiseinheit so angeordnet ist, daß kein Wasserstoffverlust entsteht.
- 14. Anspruch 14 ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Kohlenmonoxid-Filter eingebaut wird und beim Einschalten der Umwandlungseinheit ein zweites Nullsignal generiert wird, wobei das Kohlenmonoxid aus dem zu untersuchenden Gas ausgefiltert wird. Dadurch kann eine Wasserstoffkonzentration, die von der Umwandlungseinheit eventuell auch ohne eine Kohlenmonoxid-Reaktion erzeugt wird, als Blindwert gespeichert werden.
- Verfahren 15 zur Messung von Kohlenmonoxid ist dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein Grundsignal vom Wasserstoff-Sensor gemessen wird und daß dann ein Steuersignal an die Umwandlungseinheit ausgegeben wird. Daraufhin erfolgt eine Kohlenmonoxid-Wasserstoff-Umwandlung, wobei das jetzt gemessene Wasserstoff-Signal mit dem vorherigen Nullpunkt-Signal des Wasserstoff-Sensors verglichen wird. Die Differenz beider Signale ist proportional zur Kohlenmonoxid-Konzentration.
- 16. Verfahren 16 ist dadurch gekennzeichnet, daß die in Punkt 15 beschriebene Signaldifferenz mit einer gespeicherten Eichkurve verglichen wird und dann ein evtl. korrigierter Wert für die Kohlenmonoxid-Konzentration ausgegeben wird.
- 17. Verfahren 17 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchtigkeit durch einen extern oder intern integrierten Feuchtigkeitsdetektor gemessen wird. Durch die Einbeziehung der Feuchtigkeitswerte wird die Wasserstoffkonzentration korrigiert.
- 18. Verfahren 18 ist dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Parameter wie z. B. Druck und Temperatur gemessen werden und die Signaldifferenz des Wasserstoff-Sensors (oder das Signal für die Kohlenmonoxid-Konzentration) anhand dieser Werte nochmals korrigiert wird.
- 19. Verfahren 19 ist dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Meßwerterfassung und -korrektur sowie die Datenspeicherung mit Hilfe einer Mikroprozessor-Steuerung erfolgt.
- 20. Verfahren 20 ist dadurch gekennzeichnet, daß durch Vorschalten eines Kohlenmonoxid-Filters ein Wasserstoff-Blindwert gemessen und gespeichert werden kann, der möglicherweise beim Einschalten der Umwandlungeinheit entsteht. Um diesem Blindwert soll das gemessene Wasserstoff-Signal korrigiert werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873718549 DE3718549A1 (de) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Anordnung und verfahren zum nachweis von kohlenmonoxid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873718549 DE3718549A1 (de) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Anordnung und verfahren zum nachweis von kohlenmonoxid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3718549A1 true DE3718549A1 (de) | 1988-12-22 |
Family
ID=6328931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873718549 Withdrawn DE3718549A1 (de) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Anordnung und verfahren zum nachweis von kohlenmonoxid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3718549A1 (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0056339A1 (de) * | 1981-01-14 | 1982-07-21 | Westinghouse Electric Corporation | Verfahren zum Herstellen eines Zinnoxid-Gasfühlers |
JPS58103660A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-20 | Hitachi Ltd | 一酸化炭素用ガスセンサ |
US4730479A (en) * | 1986-06-23 | 1988-03-15 | The Standard Oil Company | Temperature and humidity compensation for gas detection apparatus |
EP0281247A2 (de) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Gasfühler |
-
1987
- 1987-06-03 DE DE19873718549 patent/DE3718549A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
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