JP2009109504A - 気相物質の定性および定量分析のためのセンサ装置および方法 - Google Patents
気相物質の定性および定量分析のためのセンサ装置および方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009109504A JP2009109504A JP2008310002A JP2008310002A JP2009109504A JP 2009109504 A JP2009109504 A JP 2009109504A JP 2008310002 A JP2008310002 A JP 2008310002A JP 2008310002 A JP2008310002 A JP 2008310002A JP 2009109504 A JP2009109504 A JP 2009109504A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- sensor
- catalyst
- sensing element
- temperature detector
- 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
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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
- G01N27/123—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits for controlling the temperature
-
- 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
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/14—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature
- G01N27/16—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of an electrically-heated body in dependence upon change of temperature caused by burning or catalytic oxidation of surrounding material to be tested, e.g. of gas
-
- 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
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/327—Biochemical electrodes, e.g. electrical or mechanical details for in vitro measurements
- G01N27/3271—Amperometric enzyme electrodes for analytes in body fluids, e.g. glucose in blood
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/11—Automated chemical analysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
【解決手段】新たなセンサは、触媒コーティング熱伝達装置(HTD)および非触媒コーティング(または別の触媒によってコーティングされた)参照HTDと特定の物質の相互作用におけるエネルギーの特徴的な相違に依存する。分子検知は、センサの温度変化を誘起する傾向のある、センサの触媒表面と分子との間の発熱性または吸熱性の化学または物理反応によって実現される。高温および非破壊性低温検知の両方が可能である。特定の分子−触媒相互作用による吸熱性または発熱性熱伝達の大きさまたは速度は、分子濃度に関連している。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数の気相物質、特に低濃度で存在する有機、無機および有機金属分子および病原体を同時に含む、気相物質を検知、識別および定量するための新しいセンサおよび方法を提供する。さらにこれらの新しいセンサおよび方法は、単一分子種の区別に備えながら、他の分子種を無視して、多くの技術分野における分析用途に役立つようにする。
本明細書で使用される用語をさらに明確に定義するために、以下の定義を与える。
本発明のセンサアセンブリは、2つの主要な素子または部分、すなわちセンシングまたは反応性素子および参照素子の機構である。センシング器具全体は、信号調整電子機器を含む。
現在使用されている一般の抵抗型センサ、例えばSnO2などの金属酸化物を利用するセンサは、標的分子の触媒酸化を検知することに基づいて、高温で動作する。本発明はそれほど限定されていない。酸化または還元などの高エネルギー反応は、比較的高温範囲で動作中に本発明のセンサを用いてただちに検知可能であるが、本発明は、吸着および脱離などの低エネルギープロセスに基づいた標的種検知にも備えている。したがって、本センサは、検知が高エネルギー反応に基づく場合に必要な、古典的な高温範囲よりも実質的に低い温度において、標的分子または物質からの特異的な定性的および定量的情報を得ることができる。
本発明のセンサ装置の選択性は、触媒選択およびセンサ温度などの、多様な調節可能なパラメータによって達成できる。加えて、選択性が実現され、それゆえ構造的および電子的に非常に似た、異なる分子をそれでもなお識別できる他の手段がある。
選択性を得る別の手段は、センシング素子HTDが1つの種類の触媒コーティングを有し、「参照」素子HTDが別の種類の触媒コーティングを持つ、すなわちセンサが2つの異なるセンシングHTD素子を用いて作動する、HTD構成要素の機構を使用することによる。この場合、本発明は通例、2つのセンシング素子間で示差測定を使用し、示差測定は、標的種を分析するための、熱量分光曲線を含む非常に詳細な情報を供給することができる。さらに2つの異なるセンシング素子間での示差測定は、第一のセンシング素子が触媒結晶の1つの結晶面によってコーティングされ、第二のセンシング素子が同じ触媒結晶の別の結晶面によってコーティングされる場合に、有用なデータを供給する。この場合、同一の相互作用から生じる共通の信号特徴は完全に取り除かれ、標的種と特定の結晶面との間の相互作用の相違から生じるエネルギープロセスのみが観測される。
図1は、本発明の熱伝達装置の1つの実施形態を示し、触媒コーティングセンシングHTD5(図1A)および参照HTD10(図1B)の構造を表示している。センシングおよび参照HTDは通例、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、他の高融点ガラス、およびその他の、支持用低熱容量セラミックサブストレート15上に構成される。センシングおよび参照HTDは、通例、支持体上に固定されたスパッタリングまたはプリントしたレイアウトパターンの形の、既知の温度抵抗係数を持つ耐電性VRH材料20より成る。
本発明のHTDセンサアセンブリは、図9に示すように、上述と異なる形状および機構をとることがある。例えばHTDセンサ(図9A)および参照(図9B)の表示を参照すると、HTDセンシング装置の他の実施形態は、気流の妨害を最小限にして、サンプル−触媒接触を向上させるために広い表面積を与える、長方形、正方形または円筒形あるいは他の形状を備えた固体センシング素子である。形状にかかわらず、セラミックまたはガラスセンサおよびその正の抵抗温度VRH材料20は、薄層高温接着剤25によってコーティングされ、通例、金属酸化物あるいは他の化合物または金属である、粉末または粒状触媒30の薄層によってさらにコーティングされる(図9A)。参照素子(図9B)は本質的にセンシングHTDと同じであるが、触媒コーティング30を施されていない。それゆえ図9Bに示す実施形態において、参照素子は、センシング素子で用いたのと同じ薄層高温接着剤25によって不動態化される。
以下の理論によって縛られるわけではないが、本発明のセンサ装置の高い選択性は、以下のように生じる。電流がVRHを通過するときに、抵抗的に触媒コーティング内の化学結合を加熱および励起する。通例、これらの結合は金属−酸素結合であり、その場合に標的分子の検知に関する反応は、酸化または還元でありうる。センシング素子がより高くなると、金属−酸素結合エネルギーと標的分子の酸化または還元電位との間でエネルギー一致が起こりうる点まで、より大きな触媒金属−酸素結合の励起エネルギーが誘起される。反応はこの場合は、標的分子への破壊された金属酸化物結合からの酸素結合の転移によって、この一致点で発生し、反応熱が検知される。エネルギー一致点における量子電子トンネル現象は、本センサおよび方法の選択性に寄与する。一致エネルギーによって、気相水またはガス流に含まれる他の分子または供給源を含む、他の供給源からの水素原子との各種の反応が可能となる場合、還元も生じる可能性がある。
本発明の可変抵抗ヒーター(VRH)は通例、環境への熱流が最小限である、低熱塊および容量サブストレート上に形成される。通例、触媒コーティングセンサVRHおよび非コーティング参照VRHはそれぞれ、ケルビン測定回路トポロジーを用いて、4本の接続ワイヤによって信号調整電子機器に接続される。通常使用される、2または3本のリード線を用いたVRHへのホイートストンブリッジトポロジーは本用途で機能するが、ケルビントポロジーは、リード線インピーダンス効果による、ブリッジトポロジー実装で一般的な信号の減衰および汚染を実質的に消滅させる。本発明のセンサアセンブリを動作させるのに使用される信号調整電子機器をさらに十分に理解するために、電子的な例によって示すセンサ動作の熱力学モデルを実施例17に与える。
前節は、センシングおよび参照素子が、各センサで1個の標的物質を検知するために一定温度運転で、ケルビン回路トポロジーを用いて信号調整電子機器に接続される方法を詳説した。本節は、可変温度、熱量分光方式で検知器を操作することによって、複数の標的種の、1個のセンサでの検知が達成される方法を詳説する。検知の本可変温度方式は、センサ温度を長期にわたって循環方式で変化させることと、熱量反応を温度変化の全範囲にわたって連続的に監視することとを含む。本プロセスは、ただちに入手可能なパターン認識ソフトウェアによって解析可能である特定の分子が、熱量反応対温度の規定パターンによって特徴付けられるデータを生じる。それゆえ、特定の触媒コーティングに関して、特定の物質が一部の規定温度範囲にわたって反応の一部の規定パターンによって検知されるが、一部の他の規定温度範囲で現れる一部の他の規定パターンにより、同じ触媒にて別の物質が検知される。利用される厳密な触媒コーティング、および横断される温度範囲は、その特定のセンサを用いて測定される標的種を指示する。熱量反応対温度パターンは大半の場合実験により決定されるが、標的分子−触媒相互作用の定性的理解は、酸化触媒を形成する金属の周期律表における位置などの特徴に基づく触媒の化学特性と同様に、標的分子の官能基および静電特性の知識により得られることに注意する。
図14および15は、本発明の2つの別の側面の熱力学モデルを示す。これらの熱力学モデルは、すべての測定および動作方式に有用であり、モデル化構成の性能および制限の有用な予測を与えることができる。図14は、触媒コーティングセンシングVRHおよび参照VRHが図3に示すように別個の本体に位置する、電子例によるセンサアセンブリおよび動作の1つの熱力学モデルを示す。図15は、触媒コーティングセンシングVRHおよび参照VRHが図4に示すように同一のセラミック本体に位置する、分析および計算の便宜のための電子例によるセンサアセンブリおよび動作の1つの熱力学モデルを示す。どちらの場合においても、センサおよび参照VRH素子の両方は一般に、実質的に同じ瞬間温度を達成するように電気的に加熱される。電気制御システムは、一部の測定方法においては、HTD温度が一定に維持されるが、通例時間の関数として循環的に変化する適切なHTD温度を設定する。ヒーターは、通例(しかし必ずではないが)正の温度抵抗係数を備え、温度とともに単調に変化する電気抵抗を持つため、ヒーターの瞬間温度は、HTDの電気抵抗を観測することによって概算することができる。温度制御は、電源としてモデル化されたセンサまたは参照電力源から到着する電力の散逸によって、HTD電気抵抗を制御する手段によって行われる。
上述の本センサ装置を使用する用途および方法に加えて、本発明を使用する他の多くの用途および方法がある。以下の実施例は、本発明のセンサおよび方法の多くの可能な用途の代表であり、網羅的であると見なすべきではない。どの標的種でも、その種の定性および定量分析は、任意の分析技法のための通常の方法で実施され、標的種を固有に識別するために実施例に示すような独自の抵抗(温度に比例)対電力プロットまたは電流対電圧プロットを用いるか、および/または定量情報を得るために濃度標準に対する反応を判定する。
VRHセンサは、以下のように、予備成形された粉末触媒を用いて作製した。本センサは、オフセットまたはゼロ平衡測定方法のどちらかを用いて、シングルチャネル(シングルエンド)方式またはデュアルチャネル(示差)方式のどちらかで動作可能である。VRHは、シングルフィラメント、12ボルト、Sylvania#53ランプで構成されていた。電球アセンブリのガラスを注意深く割り、除去することによって露出させた。フィラメントはいったん露出させた後、すべての側面を、使用説明書に従って新たに調製したM Bond 600 歪ゲージ接着剤(Vishay Measurements Group、Raleigh、North Carolina)によってコーティングした。コーティングの直後に、フィラメント表面を360メッシュ触媒粉末によって完全に覆われる。したがってM Bond接着剤は、フィラメントを不動態化することと、触媒コーティングをフィラメントに接着させることの2つの機能を果たす。本方法で試験を行った粉末触媒はすべて、一貫性を保つために360メッシュサイズとして塗布される。フィラメントコーティングが完了したとき、電気リードを取付けたフィラメントアセンブリを予熱した120℃のオーブンに入れ、3時間硬化させた。オーブンを切って、約30分間、室温まで平衡にした。
VRHセンサ素子は、耐高温性コーティングを作製するために電解溶液を用いて、以下のように作製した。本センサは、触媒粉末の接着剤が高い動作温度に耐えられない場合に最も有用である。本明細書で述べるセンサは、シングルチャネルモードまたはデュアルチャネルモードのどちらかで動作可能である。シングルフィラメント、12ボルト、Sylvania#53ランプより成るVRHは、実施例1に述べるように得た。ある長さの24ゲージ銅ワイヤを陽極として用いて、コイルからの導電ワイヤを定電圧源(Cole−Palmer Instrument Co.Insteck直流電源、#PS−18300)に接地接続を通じて接続した。銅線を同様に、正の電圧接続で定電圧源に接続した。電気接続フィラメントコイルと銅線の両方を0.01%硫酸銅水溶液に接触させた。電圧源は、4秒間、回路に0.05アンペアを印加して、フィラメントに銅の層を電気めっきした。銅コーティングコイルを溶液から取り出し、水で洗浄して過剰な硫酸銅を除去し、空気乾燥した。次にコイルを3Vおよび.03アンペアの電圧源に接続することによって、15分間、温度93℃にして、その後、放冷した。本加熱ステップは、銅コーティングをセンサVRH素子上で酸化銅コーティングに変換した。
VRH参照素子は以下のように作製した。シングルフィラメント、12ボルト、Sylvania#53ランプより成るVRHは、実施例1に述べるように得た。本フィラメントを次に、M Bond 600のコーティングをフィラメントに塗布し、次いでただちにコーティングM Bondフィルムを360メッシュ酸化アルミニウム(Alfa Aesar#42572)で塗布することによって不動態化した。その塗布は、実施例1で述べた触媒粉末と同じである。M Bond 600とともに塗布された酸化アルミニウム粉末を使用すると、フィラメントがより高い動作条件に耐えるのに役立つ。フィラメントコーティングが完了すると、電気リードを取付けた本参照VRHを予熱した120〜125℃のオーブンに入れ、3時間硬化させた。オーブンを切って、約30分間、室温まで平衡にした。
図16のセンシング素子の実施形態の構成は、示差HTD測定よりもシングルHTDに適している。本実施例で述べるように、本実施形態は、同時にセンサおよび参照の両方を備えているのではなく、センサHTD素子または参照HTD素子のみを備えた変換器チューブを有する。実施例1による硬化させたセンサアセンブリは、センサ回路の両側の箇所での増幅器回路との接続のために、ランプの円筒状金属ホルダーにはんだ付けされた2本のワイヤ180を持つ。さらに、ランプの金属フィラメントホルダーは、ヒーターフィラメントのV字形ループを支持する。金属ホルダーは、ガラス変換器チューブを通じて固定するために、図16に示すようにビニルグロメット185によって包囲される。
本発明のVRHセンサは、以下のプロトコルを使用して、標的種を検知するために低温範囲で動作する。本実施例は、より簡単なシングルVRHモードを使用した検知器動作を示し、ここでは標的分子のデータを収集するのに用いたのと同一の条件下で、ある温度範囲にわたって最初に空気中でデータを収集した。次に環境変動による系統誤差を実質的に補正するために、背景(基準、非反応性空気)データを標的分子データから引いた。センサの動作中に、IR検知器(Infrared Thermometer#U−39800−02、Cole−Palmer Instrument Co.)を用いてコイルの温度を測定した。
データ解釈は以下の方法で、センサ温度を維持するために必要な電力を、標的分子濃度に関連付ける。電力(例えばワット)は、センサおよび参照での電圧および電流の瞬間の積である。電力は、センサにおける熱流として、例えばジュール/秒でも表現する。多様な物理および化学プロセスによってセンサにて生成または消費されるエネルギーは、温度、触媒、ガス流速度、および標的分子などの条件の所与の組合せに関する、放出または吸収される熱となっている。熱が放出または吸収される速度は、標的分子濃度に比例し、したがって電力は、分子濃度に比例する。
実施例5および6に詳説したプロトコルを使用して、n−プロパノールからイソプロパノールを識別および区別するためにセンサ装置を使用できる。図17は、センシングVRHにコーティングされた酸化スカンジウム触媒を用いて低温方式で検知された、空気中の0.01%(体積/体積)イソプロパノールおよび0.01%(体積/体積)n−プロパノールについての、電力対温度のプロットである。サンプルガス流速は温度28℃のインレットガス温度にて、2mL/分であった。2種類のアルコールのデータを2回の個別の動作にて得た。これらのデータは、イソプロパノールおよびn−プロパノールの固有の電力対温度曲線が、明白な識別を可能にする方法を示す。
実施例5および6に詳説したプロトコルを使用して、ニトロベンゼンなどのニトロ化合物を識別および測定するためにセンサ装置を使用できる。図18は、酸化スカンジウム触媒でコーティングされたセンシングVRHを用いて低温方式で検知された、空気中の0.01%(体積/体積)ニトロベンゼンについての、電力対温度のプロットである。サンプルガス流速は温度28℃のインレットガス温度にて、2mL/分であった。これらのデータは、電力対温度曲線が所与の条件の組合せに対してニトロベンゼンを固有に識別する方法と、この曲線が同一の検知条件下でも、イソプロパノールおよびn−プロパノールなどの同様の化合物のデータからただちに区別される方法を示している。
実施例5および6に詳説したプロトコルを使用して、エタノールを識別および測定するためにセンサ装置を使用できる。図19は、酸化スカンジウム触媒でコーティングされたセンシングVRHを用いて低温方式で検知された、空気中の0.01%(体積/体積)エタノールについての、電力対温度のプロットである。サンプルガス流速は温度28℃のインレットガス温度にて、2mL/分であった。これらのデータは、電力対温度曲線が所与の条件の組合せに対してエタノールを固有に識別する方法と、この曲線が同一の検知条件下でも、イソプロパノールおよびn−プロパノールなどの同様の化合物のデータからただちに区別される方法を示している。
実施例5および6に詳説したプロトコルを使用して、エタノールを識別および測定するためにセンサ装置を使用できる。図20は、酸化銅触媒でコーティングされたセンシングVRHを用いて低温方式で検知された、空気中の0.01%(体積/体積)エタノールについての、電力対温度のプロットである。サンプルガス流速は温度28℃のインレットガス温度にて、2mL/分であった。これらのデータは、電力対温度曲線が所与の条件の組合せに対してエタノールを固有に識別する方法と、この曲線が、触媒以外は同一の検知条件下で、別の触媒と相互作用する同一の化合物のデータからただちに区別される方法を示している。この区別は、触媒を変えたときの分子−触媒相互作用に関するエネルギー特性の相違の直接的結果である。
示差HTD測定動作に適したセンサアセンブリは、図21に示すように変換器チューブ内にセンシングおよび参照VRH素子の両方を含むことが必要である。そのようなアセンブリは以下のように構成される。実施例4で述べられ、図16に示すランプ−グロメットアセンブリ(175、180、185)を収容するための切欠きを持つガラスチューブ190(Pyrex#7740 チューブ;Wale Co.、Inc.#BS−022)は図21に示すように、第一の切欠きと正反対のチューブ側部に位置する、第二の切欠きを備えている。一方の切欠きは実施例1で作製したセンシングVRH素子を装着し、これに対して第二の切欠きは実施例3で作製した参照VRH素子235を装着している。これらの素子は、実施例4でシングルチャネルのセンサアセンブリについて述べたのと同様の方法で固定する。
本発明のVRHセンサは標的種を検知するために、以下のプロトコルを用いて高温範囲で動作する。本実施例は、センシングVRH素子および参照VRH素子の両方を使用するデュアルチャネルまたは示差測定方式を用いた検知器動作を示す。サンプリング器具は、実施例5および6で述べた低温測定と同様にVRHセンサ用の同一の物理構成を使用する。触媒を用いずに作製したVRH参照素子は、VRHが空気と接触するのを防止するために不動態化する。IEEE Instrumentation & Measurement Magazine 1998、1巻(1号)、6−15頁および米国特許第5、371、469号(どちらも参照により本明細書に組み入れられている)で述べられているようにアンダーソンループ測定回路トポロジーを用い、および示差測定方式を用いて、センシングおよび参照VRH素子の両方を接続することによって、出力電圧信号は、データから一次系統誤差を除去するための、さらなるデータ処理を必要としない。
示差、高温動作時間中にオフセット方法を用いて記録されたパラメータは以下のとおりである。参照VRH対センサVRHでの抵抗(温度に比例する)は電気的に変化させる。X軸上の抵抗のプロットも、VRHの温度に比例する。反応時には触媒表面と標的分子との間のエネルギー伝達が起こり、VRHは発熱プロセスのために触媒加熱される。センサVRH加熱は、回路での抵抗の増大を引き起こし、これは反応による温度変化に比例し、次に消費される標的種の分子濃度に直接関連付けられる。
実施例12および13に詳説したプロトコルを使用して、エタノールおよびアセトンを識別および測定するためにセンサ装置を使用できる。図22は、実施例2のように酸化銅触媒でコーティングされたVRHを用いて高温方式で検知された、空気中の0.01%(体積/体積)エタノールおよび0.01%(体積/体積)アセトンについての、電流(mA)対電位(mV)高温示差スキャンである。サンプルガス流速は温度28℃のインレットガス温度にて、2mL/分であった。
本発明のセンサアセンブリを動作させるために使用する信号調整電子機器によって満足される必要条件をさらに十分に理解するために、電気回路例によるセンサ動作の熱力学モデルを図14および15に与える。図14は、放射シールドによって隔離されたセンシングVRHおよび参照VRHが個別の本体に存在する、センサアセンブリ熱力学の電気回路類似物を示す。図15は、触媒コーティングセンシングVRHおよび参照VRHが同じ本体に位置する、センサアセンブリの熱力学の電気回路類似物を示す。
信号調整電子機器は、以下の略語を用いた図14および15における電気構成要素の類似性によって熱力学的に理解できる、熱流および温度の監視を含むタスクを実施することが要求される。すべての計算が内部的に一致している限り、これらの量のいずれかで異なる単位を使用してもよい。
CCF=触媒表面の熱容量
G=センサHTDのゲージ率、単位標的ガス濃度あたりのTcにおける触媒エネルギー流速(ワット/(モル/リットル))。
P=電力、熱または電気エネルギー流速のどちらかによる(ジュール/秒またはワット)、P=Q/t
PC=センサHTDに印加された触媒出力(ワット)
PL=熱マージン0での標的分子濃度xで発生する触媒出力
PN=測定ノイズレベルを表す触媒出力の不確実性
PR=参照HTDに印加される非触媒熱出力、通例、電力(ワット)
PS=センサHTDに印加される非触媒熱出力、通例、電力(ワット)
ΔPS=同じサンプルガス中に配置されたセンサHTDに印加される非触媒熱出力および参照HTDに印加される非触媒熱出力の瞬間の差
Q=エネルギー、熱または電気のどちらか、ジュール
R=熱抵抗、R=℃/W
RC=HTD触媒表面からその周囲温度までの全熱抵抗
RCF=HTDの触媒表面からその表面容量までの熱伝達抵抗
RN=HTDの表面からその環境までの熱抵抗変動(ノイズ)
T=温度(℃)
ΔT=温度変化(℃)
T1=熱源の温度
T2=ヒートシンクの温度
TB=HTD本体の温度
TC=触媒熱流が観測される温度
TG=HTDからの熱伝達が対流によって起こるサンプルガスの温度
TH=HTDからの熱伝達が伝導によって起こるHTDホルダーの温度
TM=熱マージン、HTDの温度を制御するために非触媒出力を使用する場合の、最大有効AT
TR=参照熱流が観測される温度、ゼロ平衡測定のTCと実質的に等しく、オフセット測定のTCとは異なるであろう
TS=センサ熱流が観測される温度、ゼロ平衡測定のTCと実質的に等しく、オフセット測定のTCとは異なる
TW=HTDからの熱伝達が放射によって起こる壁の温度
x=モル/リットルで識別される分子の濃度
Δx=識別される分子の濃度の変化
xL=識別される分子の飽和限界濃度
ΔxL=一時的なΔxによる飽和限界濃度の変化
信号調整電子機器は、以下に述べるセンサHTDを実質的に所望の瞬間温度に維持するために必要な電力の変化から、標的分子濃度の測定値を提供する。
PCは、触媒熱流が観測される温度TCにおいて、ガスのある濃度xの存在によって、センサHTDの触媒にて発生した触媒熱流の速度を表す。所与のHTDでは、触媒の利用可能な表面積は特に、TCにて発生する触媒熱流を決定する。
Gは、発熱性触媒活性では正の値、吸熱性触媒活性では負の値をとる。
標的分子の濃度xは、センサHTDの温度を変更するために動作する触媒出力PCの存在下で、センサHTDを所望の温度TCに維持するために必要な非触媒出力の変化ΔPSを観測することによって、ゼロ平衡測定で概算される。
x=PC/G
上で述べた測定は通常、「シングルエンド」測定と呼ばれ、測定結果に影響を与え、したがって悪化させる周囲条件の変動を避けるために注意を払う必要がある。結果として、センサHTDに印加される非触媒熱出力と、参照HTDに印加される非触媒熱出力との間の瞬間が観測される場合、以下のように周囲条件の変動による不確かさは通例、「示差」測定を用いることにより低減される。
x=(PS−PR)/G
標的分子の濃度xは、センサHTDの温度を変化させるために動作するPSによりセンサHTDで発生する温度の変化ΔTを観測することによって、シングルエンドオフセット測定で概算される。校正係数Kは、センサHTDの温度変化をサンプルガス中の標的分子の濃度の変化に関連付ける。
標的分子の濃度xは、センサHTD温度を変化させるために動作するPSによるセンサHTDと、xの変動により温度を変化させない参照HTDとの間に発生する温度差ΔTを観測することによって、示差オフセット測定で概算される。
Kの大きさは、特定の検知器ならびに測定方法および非触媒エネルギー制御方法に固有の校正によって決定される。
熱マージンTMは、触媒熱流が観測される温度と、HTDから熱が流れる周囲温度との差として定義される。それはHTDへの非触媒エネルギー入力を低下させることによって得られる最大温度変化であり、以下で述べるように熱飽和の可能性を評価する重要な因子である。
TMの大きさを増大させる傾向のある触媒反応の観測は、HTDの温度をTCに維持するために必要な非触媒熱エネルギーを低下させる傾向がある。
熱抵抗Rは、温度T1の熱源と温度T2のヒートシンクの間の温度差と、この温度差から生じる1秒あたりの熱流(熱出力)との比である。
HTDの触媒表面からHTDが動作している環境までの全有効熱抵抗は、RCである。それは、伝導、対流および放射のあらゆる手段を含む、利用可能なすべての手段による熱伝達を含む。RCは、VRH温度、例えばTC、周囲温度、例えばTG、および非触媒出力、PCの定常状態条件の間の測定から概算できる。RCは、各種の熱抵抗構成要素を概算した後に、熱力学モデルからただちに計算できる。
定常状態動作(一定温度)では、ゼロ平衡測定方法を用いて観測できる標的分子の最大濃度は、熱マージン(TM)、HTDの触媒表面からその周囲温度までの全熱抵抗(RC)、ゲージ率(G)、および標的分子濃度(x)およびその他を含む、複数の因子によって制限される。
として、PC=GXで置換し、x=xLと設定すると、熱飽和を生じる標的分子濃度は、
TM=GxL/RC
である。xLについて解くと、
xL=(TMRC)/G
である。
熱エネルギーは、温度変化ΔTがHTDで生じたときの、HTDのすべての部分の熱容量Cに保存される。
熱抵抗および熱容量は、分散(物質の表面積または体積中で均一に存在する)パラメータであるが、集中(表面積または体積全体のセグメントの単要素表現)パラメータを用いて、HTDの有用な熱力学モデルを構成することができる。図14に示すように触媒および参照VRHを別個の本体に備えた、および続く図15に示すように同一本体に備えたセンサの熱モデルは、簡単な集中パラメータモデルである。
標的ガス濃度xの突然の(t<<RC)変化の場合、より低い熱抵抗および容量が優勢となるため、定常状態濃度よりも低い濃度で過渡熱飽和に達する。本明細書で示す熱力学モデルおよび図14および15において、触媒表面膜の熱抵抗RCFおよび容量CCFが優勢となる。いわゆる「表面膜」領域は、迅速な過渡挙動を予測するためにモデル化される、触媒自体の外部表面と触媒下のわずかな深さより成るHTDの領域をモデル化する。標的ガス濃度の突然の上昇は、HTDの大部分が加熱し始める前に、HTDの表面膜温度の温度を上昇させるであろう。濃度のほぼ瞬間的な変化では、膜温度(表面からのわずかな深さにおける)は、本質的に以前のTCにおいては一瞬維持されるが、熱飽和を生じる濃度xLは、ΔxLだけ低下する。
RCFは、RCよりも低くなる。xLの初期値がゼロ濃度である場合、過渡熱飽和を実現するのに必要なΔxLは、定常状態熱飽和のxLよりも著しく小さくなる。
正常なシステム動作条件下で観測されるPCに多少の変動がある。HTDの環境での変動は、PC測定でのこのような変動を生み、それにより測定の不確かさを引き起こす。このような変動は主に、HTDとサンプルがストの間の熱対流に変動を生じる、HTD付近のサンプルガス流における変動および乱流によるものと考えられる。このような変動は、測定におけるノイズの原因である有効な熱抵抗変化を表すRNによって表現することができる。この類似構成要素は図に含まれていない。
SNR=RN/RC
サンプルガス流の変動と乱流を減少させることによって、測定ノイズフロアを低下させて信号対ノイズ性能を改良することができる。これは、測定間隔中にサンプルガスポンプを瞬間的に遮断するだけで実施できる。このことは、サンプルガスポンプが測定間隔中に遮断されている間に、サンプルガス濃度が触媒作用によって最小限の影響を受けるときはいつでも、実際的なノイズ削減方法である。
Claims (52)
- 気相物質を検知するためのセンサであって:
a)第一のヒーターと、
第一のヒーターと熱接触した第一の温度検知器と、
第一の温度検知器および第一のヒーターと熱接触した触媒と、
を含むセンシング素子と;
b)第二のヒーターと、
第二のヒーターと熱接触した第二の温度検知器と
を含む参照素子と;
c)これらの素子にて発生する熱プロセスから生じる、参照素子に対するセンシング素子への吸熱性熱流およびセンシング素子からの発熱性熱流を測定するための熱流モニタと;
を含むセンサ。 - センシング素子が、第一の可変抵抗ヒーターと熱接触した第一の熱伝導体をさらに含み、参照素子が、第二の可変抵抗ヒーターと熱接触した第二の熱伝導体をさらに含む、請求項1に記載のセンサ。
- 第一のヒーターが第一の可変抵抗ヒーターであり、第二のヒーターが第二の可変抵抗ヒーターである、請求項1に記載のセンサ。
- 第一の温度検知器が第一の抵抗温度検知器であり、第二の温度検知器が第二の抵抗温度検知器である、請求項1に記載のセンサ。
- 熱流モニタが、第一の抵抗温度検知器と第二の抵抗温度検知器との間の電気抵抗の差を観測するためのアンダーソンループ測定回路トポロジーを含む、請求項4に記載のセンサ。
- 熱流モニタが、第一の抵抗温度検知器と第二の抵抗温度検知器との間の電気抵抗の差を観測するためのホイートストーンブリッジ測定回路トポロジーを含む、請求項4に記載のセンサ。
- センシング素子を所望の瞬間温度に維持するためにセンシング素子へのおよびセンシング素子からの吸熱性および発熱性熱流を調節するフィードバック制御システムをさらに含む、請求項1に記載のセンサ。
- 触媒が、金属酸化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、窒化物、リン化物、ヒ化物、硫化物、セレン化物、テルル化物、フッ化物、塩化物、臭化物、またはヨウ化物;非金属酸化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、窒化物、リン化物、ヒ化物、硫化物、セレン化物、テルル化物、フッ化物、塩化物、臭化物、またはヨウ化物;合金;1を超える金属または1を超える非金属が元素と組合された物質;1つの金属または非金属が1を超える他の元素と組合された物質;またはその組合せから選択される、請求項1に記載のセンサ。
- 触媒が金属、金属酸化物、またはその組合せを含む、請求項1に記載のセンサ。
- 触媒がスカンジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、バナジウム、ニッケル、マンガン、鉄、銅、クロム、コバルト、モリブデン、タングステン、オスミウム、レニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、イリジウム、白金、亜鉛、アルミニウム、スズの酸化物、またはその組合せから選択される、請求項1に記載のセンサ。
- 熱流モニタが、触媒と気相物質との間の発熱性または吸熱性相互作用の結果として、センシング素子を一定温度に維持するために必要な電力の量を決定する、請求項1に記載のセンサ。
- 熱流モニタが、触媒と気相物質との間の発熱性または吸熱性相互作用の結果として、参照素子を一定温度に維持するために必要な電力の量と比較して、センシング素子を一定温度に維持するために必要な電力の量を決定する、請求項1に記載のセンサ。
- 熱流モニタが、触媒と気相物質との間の発熱性または吸熱性相互作用の結果として、センシング素子の温度変化を決定する、請求項1に記載のセンサ。
- 熱流モニタが、触媒と気相物質との間の発熱性または吸熱性相互作用の結果として、参照素子の温度と比較して、センシング素子の温度変化を決定する、請求項1に記載のセンサ。
- 熱プロセスが、酸化、還元、酸−塩基反応、吸着、脱離、水素結合プロセス、ファンデルワールス相互作用、静電相互作用、結合生成反応、結合破壊反応、またはそれら組合せから選択される、請求項1に記載のセンサ。
- 気相物質を検知するためのセンサであって:
a)温度検知器および可変抵抗ヒーターとして機能する第一の抵抗温度検知器と、
第一の抵抗温度検知器と熱接触した触媒と、
を含むセンシング素子と;
b)温度検知器および可変抵抗ヒーターとして機能する第二の抵抗温度検知器と、
を含む参照素子と;
c)これらの素子にて発生する熱プロセスから生じる、参照素子に対するセンシング素子への吸熱性熱流およびセンシング素子からの発熱性熱流を測定するための熱流モニタと;
を含むセンサ。 - 第一のおよび第二の抵抗温度検知器がニッケル、白金、またはタングステンから選択される物質を含む、請求項16に記載のセンサ。
- 気相物質を検知するためのセンサであって:
a)温度検知器および可変抵抗ヒーターとして機能する第一の抵抗温度検知器と、
第一の抵抗温度検知器と熱接触した金属酸化物触媒と、
を含むセンシング素子と;
b)温度検知器および可変抵抗ヒーターとして機能する第二の抵抗温度検知器と、
を含む参照素子と;
c)第一の抵抗温度検知器と第二の抵抗温度検知器との間の電気抵抗の差を観測するためのアンダーソンループ測定回路トポロジーを含む、これらの素子にて発生する熱プロセスから生じる、参照素子に対するセンシング素子への吸熱性熱流およびセンシング素子からの発熱性熱流を測定するための熱流モニタと;
d)センシング素子を所望の瞬間温度に維持するためにセンシング素子へのおよびセンシング素子からの熱流を調節するフィードバック制御システムをさらに含む、
を含むセンサ。 - 気相物質を検知するためのセンサであって:
a)ヒーターと、
ヒーターと熱接触した温度検知器と、
温度検知器およびヒーターと熱接触した触媒と、
を含むセンシング素子と;
b)センシング素子にて発生する熱プロセスから生じる、参照素子に対する環境への吸熱性熱流およびセンシング素子からの発熱性熱流を測定するための熱流モニタと;
を含むセンサ。 - センシング素子が、可変抵抗ヒーターと熱接触した熱伝導体をさらに含む、請求項19に記載のセンサ。
- ヒーターが可変抵抗ヒーターである、請求項19に記載のセンサ。
- 温度検知器が抵抗温度検知器である、請求項19に記載のセンサ。
- センシング素子を所望の瞬間温度に維持するためにセンシング素子へのおよびセンシング素子からの吸熱性および発熱性熱流を調節するフィードバック制御システムをさらに含む、請求項19に記載のセンサ。
- 触媒が、金属酸化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、窒化物、リン化物、ヒ化物、硫化物、セレン化物、テルル化物、フッ化物、塩化物、臭化物、またはヨウ化物;非金属酸化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、窒化物、リン化物、ヒ化物、硫化物、セレン化物、テルル化物、フッ化物、塩化物、臭化物、またはヨウ化物;合金;1を超える金属または1を超える非金属が元素と組合された物質;1つの金属または非金属が1を超える他の元素と組合された物質;またはその組合せから選択される、請求項19に記載のセンサ。
- 触媒が金属、金属酸化物、またはその組合せを含む、請求項19に記載のセンサ。
- 触媒がスカンジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、バナジウム、ニッケル、マンガン、鉄、銅、クロム、コバルト、モリブデン、タングステン、オスミウム、レニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、イリジウム、白金、亜鉛、アルミニウム、スズの酸化物、またはその組合せから選択される、請求項19に記載のセンサ。
- 熱流モニタが、触媒と気相物質との間の発熱性または吸熱性相互作用の結果として、センシング素子を一定温度に維持するために必要な電力の量を決定する、請求項19に記載のセンサ。
- 熱流モニタが、触媒と気相物質との間の発熱性または吸熱性相互作用の結果として、センシング素子の温度変化を決定する、請求項19に記載のセンサ。
- 熱プロセスが、酸化、還元、酸−塩基反応、吸着、脱離、水素結合プロセス、ファンデルワールス相互作用、静電相互作用、結合生成反応、結合破壊反応、またはその組合せから選択される、請求項19に記載のセンサ。
- 気相物質を検知するためのセンサであって:
a)温度検知器および可変抵抗ヒーターとして機能する抵抗温度検知器と、
抵抗温度検知器と熱接触した触媒と、
を含むセンシング素子と;
b)センシング素子にて発生する熱プロセスから生じる、参照素子に対する環境への吸熱性熱流およびセンシング素子からの発熱性熱流を測定するための熱流モニタと;
を含むセンサ。 - 抵抗温度検知器が、ニッケル、白金、またはタングステンから選択される物質を含む、請求項30に記載のセンサ。
- 気相物質を検知するためのセンサであって:
a)第一の可変抵抗ヒーターと、
第一の可変抵抗ヒーターと熱接触した第一の温度検知器と、
第一の温度検知器および第一の可変抵抗ヒーターと熱接触した第一の触媒と、
を含むセンシング素子と;
b)第二の可変抵抗ヒーターと、
第二の可変抵抗ヒーターと熱接触した第二の温度検知器と
第二の温度検知器および第二の可変抵抗ヒーターと熱接触した第二の触媒と、
を含む参照素子と;
c)これらの素子にて発生する熱プロセスから生じる、第一のセンシング素子に対する第二のセンシング素子への吸熱性熱流およびセンシング素子からの発熱性熱流を測定するための熱流モニタと;
を含むセンサ。 - 気相物質を規定温度にて検知する方法であって:
a)物質を、
第一のヒーターと、
第一のヒーターと熱接触した第一の温度検知器と、
第一の温度検知器および第一のヒーターに熱接触した触媒と、
を含むセンシング素子、および
第二のヒーターと
第一のヒーターと熱接触した第一の温度検知器と、
を含む参照素子に、接触させることと;
b)センシング素子および参照素子の温度を、触媒と物質との間で反応が起こる特定の温度に実質的に一致するように調節することと;
c)これらの素子にて発生する発熱性および吸熱性プロセスから生じる、参照素子に対するセンシング素子へのおよびセンシング素子からの熱流を測定することと;
を含む方法。 - センシング素子が、第一の可変抵抗ヒーターと熱接触した第一の熱伝導体をさらに含み、参照素子が、第二の可変抵抗ヒーターと熱接触した第二の熱伝導体をさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 第一のヒーターが第一の可変抵抗ヒーターであり、第二のヒーターが第二の可変抵抗ヒーターである、請求項33に記載の方法。
- 第一の温度検知器が第一の抵抗温度検知器であり、第二の温度検知器が第二の抵抗温度検知器である、請求項33に記載の方法。
- 触媒が、金属酸化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、窒化物、リン化物、ヒ化物、硫化物、セレン化物、テルル化物、フッ化物、塩化物、臭化物、またはヨウ化物;非金属酸化物、ホウ化物、炭化物、ケイ化物、窒化物、リン化物、ヒ化物、硫化物、セレン化物、テルル化物、フッ化物、塩化物、臭化物、またはヨウ化物;合金;1を超える金属または1を超える非金属が元素と組合された物質;1つの金属または非金属が1を超える他の元素と組合された物質;またはその組合せから選択される、請求項33に記載の方法。
- 発熱性および吸熱性プロセスが、酸化、還元、酸−塩基反応、吸着、脱離、水素結合プロセス、ファンデルワールス相互作用、静電相互作用、結合生成反応、結合破壊反応、またはその組合せから選択される、請求項33に記載の方法。
- センシング素子を所望の瞬間センシング素子温度に維持するためにセンシング素子へのおよびセンシング素子からの吸熱性および発熱性熱流を調節するフィードバック制御システムをさらに含む、請求項33に記載の方法。
- センシング素子および参照素子の温度が約−196℃〜約260℃に調節される、請求項33に記載の方法。
- センシング素子および参照素子の温度が約−78℃〜約232℃に調節される、請求項33に記載の方法。
- センシング素子および参照素子の温度が約0℃〜約232℃に調節される、請求項33に記載の方法。
- センシング素子および参照素子の温度が約25℃〜約200℃に調節される、請求項33に記載の方法。
- センシング素子へのまたはセンシング素子からの熱流の測定が、センシング素子の温度またはセンシング素子への非触媒出力のどちらかを決定する、請求項33に記載の方法。
- センシング素子へのまたはセンシング素子からの熱流の測定が、センシング素子と参照素子との間の温度差または非触媒出力差を決定する、請求項33に記載の方法。
- 気相物質を規定温度にて検知する方法であって:
a)物質を、
温度検知器および可変抵抗ヒーターとして機能する第一の抵抗温度検知器と、
第一の抵抗温度検知器に熱接触した触媒と、
を含むセンシング素子、および
温度検知器および可変抵抗ヒーターとして機能する第二の抵抗温度検知器と、
を含む参照素子に、接触させることと;
b)センシング素子および参照素子の温度を、触媒と物質との間で反応が起こる特定の温度に実質的に一致するように調節することと;
c)これらの素子にて発生する発熱性および吸熱性プロセスから生じる、参照素子に対するセンシング素子へのおよびセンシング素子からの熱流を測定することと;
を含む方法。 - 第一および第二の抵抗温度検知器がニッケル、白金、またはタングステンから選択される物質を含む、請求項46に記載の方法。
- 気相物質を規定温度にて検知する方法であって:
a)物質を、
第一の可変抵抗ヒーターと、
第一の抵抗温度ヒーターに熱接触した第一の温度検知器と、
第一の温度検知器および第一の抵抗温度ヒーターに熱接触した触媒と
を含むセンシング素子に、接触させることと;
b)センシング素子の温度を、触媒と物質との間で反応が起こる特定の温度に実質的に一致するように調節することと;
c)センシング素子にて発生する発熱性および吸熱性プロセスから生じる、センシング素子へのおよびセンシング素子からの熱流を測定することと;
d)物質を、
第二の可変抵抗ヒーターと、
第二の抵抗温度ヒーターに熱接触した第二の温度検知器と、
を含む参照素子に、接触させることと;
e)参照素子の温度を、センサ素子の温度に実質的に一致するように調節することと;
f)参照素子にて発生する発熱性および吸熱性プロセスから生じる、参照素子へのおよび参照素子からの熱流を測定することと;
g)物質を検知するために、センシング素子へのおよびセンシング素子からの熱流を、参照素子へのおよび参照素子からの熱流と比較することと;
を含む方法。 - 複数の気相物質を熱量分光法によって検知する方法であって:
a)物質を、
第一の可変抵抗ヒーターと、
第一の可変抵抗ヒーターと熱接触した第一の温度検知器と、
第一の温度検知器および第一の可変抵抗ヒーターと熱接触した触媒と、
を含む少なくとも1つのセンシング素子と、および
第二の可変抵抗ヒーターと、
第二の可変抵抗ヒーターと熱接触した第二の温度検知器と、
を含む少なくとも1つの参照素子に、接触させることと;
b)触媒と物質との間で反応が起こる不連続な温度が瞬間的に達成されるように、センシング素子および参照素子の温度をある温度範囲にわたって同時に上昇および下降させることと;
c)同じ温度範囲にわたって、これらの素子にて発生する発熱性および吸熱性プロセスから生じる、参照素子に対するセンシング素子へのおよびセンシング素子からの熱流を測定することと;
を含む方法。 - センシング素子を所望の瞬間温度に維持するためにセンシング素子へのおよびセンシング素子からの吸熱性および発熱性熱流を調節するフィードバック制御システムをさらに含む、請求項49に記載の方法。
- センシング素子および参照素子の温度が約−196℃〜約260℃に調節される、請求項49に記載の方法。
- 発熱性および吸熱性プロセスが、酸化、還元、酸−塩基反応、吸着、脱離、水素結合プロセス、ファンデルワールス相互作用、静電相互作用、結合生成反応、結合破壊反応、またはその組合せから選択される、請求項49に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US30519001P | 2001-07-16 | 2001-07-16 | |
US31712901P | 2001-09-06 | 2001-09-06 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003514224A Division JP2004536301A (ja) | 2001-07-16 | 2002-07-09 | 気相物質の定性および定量分析のためのセンサ装置および方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009109504A true JP2009109504A (ja) | 2009-05-21 |
Family
ID=26974455
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003514224A Pending JP2004536301A (ja) | 2001-07-16 | 2002-07-09 | 気相物質の定性および定量分析のためのセンサ装置および方法 |
JP2008310002A Pending JP2009109504A (ja) | 2001-07-16 | 2008-12-04 | 気相物質の定性および定量分析のためのセンサ装置および方法 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003514224A Pending JP2004536301A (ja) | 2001-07-16 | 2002-07-09 | 気相物質の定性および定量分析のためのセンサ装置および方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7329389B2 (ja) |
EP (1) | EP1417483B1 (ja) |
JP (2) | JP2004536301A (ja) |
AU (1) | AU2002355079C1 (ja) |
CA (1) | CA2453820A1 (ja) |
WO (1) | WO2003008928A2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017075882A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 熱量計 |
WO2021060186A1 (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 東京瓦斯株式会社 | 熱量計、熱量計測方法 |
US11953458B2 (en) * | 2019-03-14 | 2024-04-09 | Ecolab Usa Inc. | Systems and methods utilizing sensor surface functionalization |
Families Citing this family (94)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100981117B1 (ko) * | 2001-11-15 | 2010-09-08 | 리켄 게이키 가부시키가이샤 | 가스 센서 |
DE10216786C5 (de) * | 2002-04-15 | 2009-10-15 | Ers Electronic Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafern und/oder Hybriden |
US6895804B2 (en) * | 2002-11-21 | 2005-05-24 | Ada Technologies, Inc. | Strobe desorption method for high boiling point materials |
US7833802B2 (en) * | 2002-11-21 | 2010-11-16 | Ada Technologies, Inc. | Stroboscopic liberation and methods of use |
US7049558B2 (en) * | 2003-01-27 | 2006-05-23 | Arcturas Bioscience, Inc. | Apparatus and method for heating microfluidic volumes and moving fluids |
US8722417B2 (en) | 2003-04-28 | 2014-05-13 | Invoy Technologies, L.L.C. | Thermoelectric sensor for analytes in a fluid and related method |
US20080053193A1 (en) * | 2003-04-28 | 2008-03-06 | Ahmad Lubna M | Thermoelectric sensor for analytes in a gas and related method |
US8088333B2 (en) * | 2003-04-28 | 2012-01-03 | Invoy Technology, LLC | Thermoelectric sensor for analytes in a gas |
US20080053194A1 (en) * | 2003-04-28 | 2008-03-06 | Ahmad Lubna M | Thermoelectric sensor for analytes in a gas and related method |
JP4762137B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2011-08-31 | アーマッド,ルブナ・エム | 気体中で分析するための熱電バイオセンサー |
US7062952B2 (en) | 2003-05-21 | 2006-06-20 | General Electric Company | Combustible gas detector having flow-through sensor container and method for measuring such gases |
US7056098B2 (en) | 2003-05-21 | 2006-06-06 | General Electric Company | Pump for supplying a gas to a sensor and methods therefor |
DE10330368B4 (de) * | 2003-06-30 | 2008-11-27 | Pronet Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Identifizierung und/oder Differenzierung von durch Sensoren angezeigten Stoffen in Gasgemischen sowie ein entsprechendes Computerprogramm und ein entsprechendes computerlesbares Speichermedium |
US7246939B1 (en) * | 2003-10-23 | 2007-07-24 | Gultekin David H | Measurement of thermal diffusivity, thermal conductivity, specific heat, specific absorption rate, thermal power, heat transfer coefficient, heat of reaction and membrane permeability by nuclear magnetic resonance |
JP4724426B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2011-07-13 | シチズンホールディングス株式会社 | ガスセンサ用検知素子および接触燃焼式ガスセンサ |
JP4184325B2 (ja) * | 2004-08-31 | 2008-11-19 | 株式会社堀場製作所 | 可燃性ガスセンサ |
WO2006032304A1 (en) * | 2004-09-23 | 2006-03-30 | Agilent Technologies, Inc. | Detection cell with controlled power dissipation |
US7429129B2 (en) * | 2005-02-28 | 2008-09-30 | Standard Microsystems Corporation | Proportional settling time adjustment for diode voltage and temperature measurements dependent on forced level current |
US20060199271A1 (en) * | 2005-03-07 | 2006-09-07 | Ming-Ren Lian | Temperature feedback control for solid state gas sensors |
US8377711B2 (en) * | 2005-04-04 | 2013-02-19 | Ada Technologies, Inc. | Stroboscopic liberation and methods of use |
DE102005055632A1 (de) * | 2005-11-22 | 2007-05-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verbundsystem und dessen Verwendung sowie Verfahren zum sauerstofffreien Verpacken von oxidationsempfindlichen Verpackungsgütern |
US20070252035A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-11-01 | Hubbard James E Jr | Unmanned vehicle |
WO2007111052A1 (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 流体識別装置および流体識別方法 |
US9030173B2 (en) * | 2006-07-18 | 2015-05-12 | Global Energy Innovations, Inc. | Identifying and amerliorating a deteriorating condition for battery networks in-situ |
US7796028B1 (en) * | 2006-08-01 | 2010-09-14 | Battelle Energy Alliance, Llc | Circuitry, systems and methods for detecting magnetic fields |
GB0624002D0 (en) * | 2006-12-01 | 2007-01-10 | Rolls Royce Plc | Fluid temperature measurement device |
US8592730B2 (en) * | 2006-12-20 | 2013-11-26 | Tomier, Inc. | Heater assembly for suture welder |
WO2008092118A2 (en) | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Ada Technologies, Inc. | Stroboscopic signal amplification and surface enhanced raman spectroscopy |
EP2105733A1 (de) * | 2008-03-26 | 2009-09-30 | Micronas GmbH | Verfahren zum Messen der Konzentration eines Gases |
EA020894B1 (ru) * | 2008-06-30 | 2015-02-27 | Сэйбэн Венчерз Пти Лимитед | Аэрозольный датчик |
US8025855B2 (en) * | 2008-07-25 | 2011-09-27 | Continental Plastic Corp. | Semen container with specialized tip |
US9588188B1 (en) * | 2008-10-17 | 2017-03-07 | Steril-Aire, Inc. | System and method of monitoring an electronic discharge device in an air purfication system |
US7816681B2 (en) * | 2008-12-03 | 2010-10-19 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Capacitive gas sensor and method of fabricating the same |
GB0900176D0 (en) * | 2009-01-08 | 2009-02-11 | Campbell James G | Detection system apparatus and method |
RU2525568C2 (ru) * | 2009-04-06 | 2014-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Датчик температуры для измерения температуры тела |
WO2010121222A1 (en) * | 2009-04-17 | 2010-10-21 | Ametek Ameron, Llc | Gas monitoring system for determining a concentration of gas |
US10132770B2 (en) * | 2009-05-15 | 2018-11-20 | A. O. Smith Corporation | Flame rod analysis system |
US20110079074A1 (en) * | 2009-05-28 | 2011-04-07 | Saroj Kumar Sahu | Hydrogen chlorine level detector |
EP2436079A2 (en) | 2009-05-28 | 2012-04-04 | Deeya Energy, Inc. | Redox flow cell rebalancing |
US8935847B2 (en) * | 2009-09-17 | 2015-01-20 | Lester F. Ludwig | Modular reactive distillation emulation elements integrated with instrumentation, control, and simulation algorithms |
GB0920315D0 (en) * | 2009-11-20 | 2010-01-06 | Univ Bristol | A diagnostic apparatus |
DE102010031917B3 (de) * | 2010-07-22 | 2012-02-02 | Borgwarner Beru Systems Gmbh | Temperatursensor |
TWI403716B (zh) * | 2010-08-13 | 2013-08-01 | Nat Univ Tsing Hua | 氫氣檢測器、系統及方法 |
WO2012033914A1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Battelle Memorial Institute | Heating a short section of tape or wire to a controlled temperature |
US8801275B2 (en) * | 2010-09-23 | 2014-08-12 | Bayer Healthcare Llc | System and apparatus for determining ambient temperatures for a fluid analyte system |
US8697451B2 (en) * | 2010-11-22 | 2014-04-15 | Fuelcell Energy, Inc. | Sulfur breakthrough detection assembly for use in a fuel utilization system and sulfur breakthrough detection method |
KR101853882B1 (ko) * | 2011-01-10 | 2018-05-02 | 삼성전자주식회사 | 생체물질 검사장치 및 그 제어방법 |
JP2014529467A (ja) | 2011-08-29 | 2014-11-13 | オートモーティブ コアリション フォー トラフィック セーフティ, インコーポレイテッド | 自動車運転者において被分析物を非侵襲的に測定するためのシステムおよび方法 |
US9103731B2 (en) * | 2012-08-20 | 2015-08-11 | Unison Industries, Llc | High temperature resistive temperature detector for exhaust gas temperature measurement |
SE536784C2 (sv) | 2012-08-24 | 2014-08-05 | Automotive Coalition For Traffic Safety Inc | System för utandningsprov |
SE536782C2 (sv) * | 2012-08-24 | 2014-08-05 | Automotive Coalition For Traffic Safety Inc | System för utandningsprov med hög noggrannhet |
US9791403B2 (en) | 2012-10-05 | 2017-10-17 | The Regents Of The University Of California | Nanoparticle-based gas sensors and methods of using the same |
GB2512040A (en) * | 2012-12-31 | 2014-09-24 | Continental Automotive Systems | Using resistance equivalent to estimate heater temperature of an exhaust gas after-treatment component |
GB2512041A (en) * | 2012-12-31 | 2014-09-24 | Continental Automotive Systems | Resistance determination for temperature control of heated automotive components |
JP6255162B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2017-12-27 | 日本特殊陶業株式会社 | ガスセンサの製造方法 |
US9285330B2 (en) | 2013-04-04 | 2016-03-15 | Marquette University | Calorimetric microfluidic sensor |
EP2634756A3 (de) * | 2013-06-10 | 2013-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Tabakrauchmelder |
JP2015007625A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-15 | ジーエム ネイムプレイト,インコーポレイテッドGm Nameplate,Incorporated | ヒータを備えたガスセンサ |
CN105683004B (zh) | 2013-08-27 | 2018-07-17 | 汽车交通安全联合公司 | 使用生理数据控制车辆点火的系统和方法 |
US9168407B2 (en) | 2013-08-30 | 2015-10-27 | Ametek Ameron, Llc | Calibration module and remote test sequence unit |
CA2939937A1 (en) * | 2014-03-04 | 2015-09-11 | University Of Florida Research Foundation | Medication adherence monitoring device |
US9664132B2 (en) * | 2014-12-12 | 2017-05-30 | Ford Global Technologies, Llc | Oxygen sensor control responsive to resistance and impedance |
WO2017051430A2 (en) * | 2015-03-05 | 2017-03-30 | Nanosniff Technologies Pvt. Ltd. | System and method of detecting explosive compounds based on rapid deflagration and differential micro-calorimetry |
US9759699B1 (en) * | 2015-05-22 | 2017-09-12 | Council On Postsecondary Education | Systems and methods for the detection of compounds |
US20170052162A1 (en) * | 2015-08-21 | 2017-02-23 | The Regents Of The University Of California | Devices and methods for detecting halogenated organic compounds |
US10959651B1 (en) * | 2015-08-24 | 2021-03-30 | Better Life Technologies Group, Inc. | Human gas sensing glucose monitoring and ketone fluctuation detection device |
DE102016101249A1 (de) | 2015-11-02 | 2017-05-04 | Epcos Ag | Sensorelement und Verfahren zur Herstellung eines Sensorelements |
US11104227B2 (en) | 2016-03-24 | 2021-08-31 | Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. | Sensor system for passive in-vehicle breath alcohol estimation |
DE102016106675B3 (de) * | 2016-04-12 | 2017-08-24 | Innovative Sensor Technology Ist Ag | Dünnschichtsensorelement für ein Widerstandsthermometer |
US10254261B2 (en) | 2016-07-18 | 2019-04-09 | Stmicroelectronics Pte Ltd | Integrated air quality sensor that detects multiple gas species |
US10429330B2 (en) * | 2016-07-18 | 2019-10-01 | Stmicroelectronics Pte Ltd | Gas analyzer that detects gases, humidity, and temperature |
CA3226287A1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-22 | Nevada Nanotech Systems Inc. | Systems and methods for determining at least one property of a material |
US10230335B2 (en) | 2016-09-30 | 2019-03-12 | Skyworks Solutions, Inc. | Temperature compensated power amplifier gain |
US10557812B2 (en) | 2016-12-01 | 2020-02-11 | Stmicroelectronics Pte Ltd | Gas sensors |
US10060872B1 (en) | 2017-02-13 | 2018-08-28 | General Electric Company | Sensing system and method |
US11531013B2 (en) * | 2017-08-09 | 2022-12-20 | Semitec Corporation | Gas sensor, gas detection device, gas detection method, and device provided with gas sensor or gas detection device |
US10935514B2 (en) | 2017-08-10 | 2021-03-02 | International Business Machines Corporation | Low power combustible gas sensing |
US10605778B2 (en) * | 2017-09-01 | 2020-03-31 | Matrix Sensors, Inc. | Gas sensor incorporating a temperature-controlled sensing material |
DE102019108890A1 (de) * | 2018-04-09 | 2019-10-10 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Sensorelement für einen potentiometrischen Sensor |
WO2020005874A1 (en) * | 2018-06-25 | 2020-01-02 | University Of Miami | Breath analysis methodology for medical diagnostics |
US10900922B2 (en) * | 2018-07-17 | 2021-01-26 | Msa Technology, Llc | Power reduction in combustible gas sensors |
US11703471B1 (en) | 2018-12-20 | 2023-07-18 | University Of Rhode Island Board Of Trustees | Trace detection of chemical compounds via catalytic decomposition and redox reactions |
US11584540B2 (en) | 2019-04-05 | 2023-02-21 | Hamilton Sundstrand Corporation | Air quality sensors and methods of monitoring air quality |
US11940400B1 (en) * | 2019-05-15 | 2024-03-26 | Gas Activated Systems | Gas sensor systems and methods of using same |
US11268923B2 (en) | 2019-06-11 | 2022-03-08 | Msa Technology, Llc | Sensor for compositions which deposit upon a surface from a gaseous matrix |
US11543396B2 (en) | 2019-06-11 | 2023-01-03 | Msa Technology, Llc | Gas sensor with separate contaminant detection element |
US11513070B2 (en) | 2019-06-12 | 2022-11-29 | Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. | System for non-invasive measurement of an analyte in a vehicle driver |
DE102019126025A1 (de) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | Tdk Corporation | Gassensor mit verbesserter Empfindlichkeit und Gassensorkomponente |
WO2021085182A1 (ja) * | 2019-11-01 | 2021-05-06 | Semitec株式会社 | ガス検出装置、ガス検出方法及びガス検出装置を備えた装置 |
US11913926B2 (en) | 2019-11-04 | 2024-02-27 | Honeywell Analytics Inc. | Multi-sensor gas detector |
CN113552109B (zh) * | 2020-04-23 | 2023-12-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 存储器、基于拉曼光谱的反应热效应测试分析方法、装置和设备 |
CN117222887A (zh) | 2020-11-06 | 2023-12-12 | 跟踪传感技术公司 | 解耦热力学感测系统 |
US11340183B1 (en) | 2021-06-23 | 2022-05-24 | Pgr Holdings, Llc | Ultrasensitive, ultrathin vapor sensors and arrays |
CN115452180B (zh) * | 2022-09-23 | 2024-03-29 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种高焓气流恢复温度测量方法及测量装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01265149A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 可燃性ガスの濃度検出装置のセンサおよび可燃性ガスの濃度検出装置 |
JPH06242050A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-09-02 | Tokin Corp | 奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサ |
JPH0843340A (ja) * | 1994-06-09 | 1996-02-16 | Ford Motor Co | 高感度シリコンに基づくマイクロカロリメータの及びその製造方法 |
JPH08233763A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Fuji Electric Co Ltd | 可燃性ガスセンサ |
JPH0915186A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-01-17 | Ngk Insulators Ltd | 可燃性ガスセンサ及び触媒劣化検知方法 |
JP2000009671A (ja) * | 1998-06-26 | 2000-01-14 | Yazaki Corp | ガスセンサ |
JP2000046775A (ja) * | 1998-07-24 | 2000-02-18 | Fuji Electric Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ |
WO2000040953A1 (en) * | 1998-12-31 | 2000-07-13 | Honeywell Inc. | Differential thermal analysis sensor |
Family Cites Families (65)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2751281A (en) * | 1953-02-19 | 1956-06-19 | Baker & Co Inc | Apparatus for the continuous analysis of contaminants in gases |
NL92264C (ja) * | 1953-09-08 | |||
DE1300315B (de) | 1965-09-08 | 1969-07-31 | Westfaelische Berggewerkschaft | Verfahren zur Messung des CO-Gehaltes in Abgasen von Verbrennungsmotoren |
US3488155A (en) * | 1966-07-18 | 1970-01-06 | Phillips Petroleum Co | Analysis of gas streams |
US3522010A (en) * | 1968-01-10 | 1970-07-28 | Erdco Eng Corp | Combustible gas detector sampling head |
US3725005A (en) * | 1968-06-03 | 1973-04-03 | W Innes | Analysis of reactive materials in gas streams |
US3537823A (en) * | 1968-06-03 | 1970-11-03 | William B Innes | Gas testing process for smog forming constituents |
US3607084A (en) * | 1968-12-02 | 1971-09-21 | Sun Electric Corp | Combustible gas measurement |
US4170455A (en) * | 1976-03-11 | 1979-10-09 | Rockwell International Corporation | Gas monitoring method and apparatus therefor |
US4045177A (en) * | 1976-08-16 | 1977-08-30 | Cse Corporation | Apparatus for detecting combustible gases |
US4169126A (en) * | 1976-09-03 | 1979-09-25 | Johnson, Matthey & Co., Limited | Temperature-responsive device |
US4070157A (en) * | 1976-09-03 | 1978-01-24 | Johnson, Matthey & Co., Limited | Temperature-responsive device |
DE2706992C3 (de) * | 1977-02-18 | 1981-08-06 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Bestimmung des Ozongehaltes von Gasgemischen |
GB1556339A (en) * | 1977-08-25 | 1979-11-21 | English Electric Valve Co Ltd | Combustible gas detectors |
GB1572226A (en) * | 1977-11-03 | 1980-07-30 | Hoechst Uk Ltd | Pharmaceutical preparations in solid unit dosage form |
US4305724A (en) * | 1980-08-04 | 1981-12-15 | Delphian Partners | Combustible gas detection system |
US4355056A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-19 | The Babcock & Wilcox Company | Method of manufacturing a combustibles sensor |
US4453397A (en) * | 1981-08-17 | 1984-06-12 | Nippon Soken, Inc. | Gas detecting sensor |
JPS58115355A (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-09 | Yamatake Honeywell Co Ltd | ガス用カロリ−メ−タ |
US4476706A (en) * | 1982-01-18 | 1984-10-16 | Delphian Partners | Remote calibration system |
US4489590A (en) * | 1982-01-25 | 1984-12-25 | Delphian Corporation | Method and apparatus for gas detector calibration |
US4432224A (en) * | 1982-04-19 | 1984-02-21 | Delphian Corporation | Hydrogen sulfide measuring systems and the like |
DE3504498A1 (de) * | 1985-02-09 | 1986-08-14 | Drägerwerk AG, 2400 Lübeck | Gassensor mit mehreren sensorelementen |
JPS63210760A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-01 | Seiko Kk | アルコ−ル濃度測定患危 |
US4870855A (en) * | 1987-12-22 | 1989-10-03 | Delphian Corporation | Gas sensor protection devices and assemblies |
JPH01299452A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Ricoh Co Ltd | 4端子検出型ガス検出装置 |
US4944035A (en) * | 1988-06-24 | 1990-07-24 | Honeywell Inc. | Measurement of thermal conductivity and specific heat |
US5167927A (en) * | 1989-10-31 | 1992-12-01 | Karlson Eskil L | Monitor for ozone, hydrogen peroxide and other gases in fluids |
GB2238617A (en) * | 1989-11-28 | 1991-06-05 | Eev Ltd | Detector for flammable gases |
BR9106548A (pt) * | 1990-06-12 | 1993-06-01 | Catalytica Inc | Dispositivo autonomo para medir concentracao de nox em uma corrente de gas fluente |
US5314828A (en) * | 1990-06-12 | 1994-05-24 | Catalytica, Inc. | NOx sensor and process for detecting NOx |
US5338515A (en) * | 1990-08-17 | 1994-08-16 | Catalytica, Inc. | SO2 sensor |
US5374469A (en) * | 1991-09-19 | 1994-12-20 | Nitto Denko Corporation | Flexible printed substrate |
US5330855A (en) * | 1991-09-23 | 1994-07-19 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce | Planar epitaxial films of SnO2 |
US5212142A (en) * | 1991-11-04 | 1993-05-18 | Engelhard Corporation | High performance thermally stable catalyst |
US5464966A (en) * | 1992-10-26 | 1995-11-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Micro-hotplate devices and methods for their fabrication |
US5356756A (en) * | 1992-10-26 | 1994-10-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Application of microsubstrates for materials processing |
US5371469A (en) * | 1993-02-16 | 1994-12-06 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Constant current loop impedance measuring system that is immune to the effects of parasitic impedances |
DE4308661A1 (de) * | 1993-03-18 | 1994-09-22 | Emitec Emissionstechnologie | Verfahren und Vorrichtung zur Funktionsüberwachung eines katalytischen Konverters |
US5444974A (en) * | 1993-07-09 | 1995-08-29 | General Motors Corporation | On-board automotive exhaust catalyst monitoring with a calorimetric sensor |
US5481199A (en) * | 1993-09-24 | 1996-01-02 | Anderson; Karl F. | System for improving measurement accuracy of transducer by measuring transducer temperature and resistance change using thermoelectric voltages |
DE4334672C2 (de) * | 1993-10-12 | 1996-01-11 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zum Nachweis von Stickoxid |
US5707148A (en) * | 1994-09-23 | 1998-01-13 | Ford Global Technologies, Inc. | Catalytic calorimetric gas sensor |
JPH08278272A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-10-22 | Ngk Insulators Ltd | NOxセンサ |
JPH08285807A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Fuji Electric Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ回路 |
US5616850A (en) * | 1995-12-29 | 1997-04-01 | Gas Research Institute | Emissions measuring system and method |
US5736104A (en) * | 1996-03-27 | 1998-04-07 | Motorola Inc. | Transition metal oxide based calorimetric non-methane hydrocarbon sensor and method |
US5795545A (en) * | 1996-05-20 | 1998-08-18 | Motorola Inc. | Integrated ceramic exhaust gas sensors |
US5858306A (en) * | 1996-07-01 | 1999-01-12 | Motorola, Inc. | Modified noble metal catalyst based calorimetric sensor and method |
EP0819935B1 (en) | 1996-07-19 | 1999-03-31 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. | A catalytic gas sensor element |
JP3553613B2 (ja) * | 1996-10-10 | 2004-08-11 | サムソン・エレクトロニクス・カンパニー・リミテッド | ガスセンサのハイブリッド集積回路 |
US6037183A (en) * | 1996-12-20 | 2000-03-14 | Corning Incorporated | Automotive hydrocarbon sensor system |
US5863803A (en) * | 1996-12-20 | 1999-01-26 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for modulating a gas sample for a calorimetric gas sensor |
US6242263B1 (en) * | 1996-12-20 | 2001-06-05 | Corning Incorporated | Automotive hydrocarbon sensor |
US5779980A (en) * | 1997-01-16 | 1998-07-14 | Cts Corporation | Gas sensor having a compounded catalytic structure |
US5923421A (en) * | 1997-07-24 | 1999-07-13 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Chemical detection using calorimetric spectroscopy |
US6060025A (en) * | 1997-09-23 | 2000-05-09 | Eic Laboratories, Incorporated | Systems and methods for catalyst reactivation |
US5989398A (en) * | 1997-11-14 | 1999-11-23 | Motorola, Inc. | Calorimetric hydrocarbon gas sensor |
US6071476A (en) * | 1997-11-14 | 2000-06-06 | Motorola, Inc. | Exhaust gas sensor |
US5977782A (en) * | 1998-01-23 | 1999-11-02 | Cts Corporation | Fluid abrasion and/or corrosion sensors and method of sensing abrasion and/or corrosion |
EP1890139B1 (en) * | 1998-02-20 | 2012-12-12 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | NOx sensor system with control circuit unit |
US6095681A (en) * | 1998-07-28 | 2000-08-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Method for operating a sensor to differentiate between analytes in a sample |
US6344173B1 (en) * | 1998-12-07 | 2002-02-05 | Corning Incorporated | Automotive hydrocarbon sensor |
US6647342B2 (en) * | 2000-08-07 | 2003-11-11 | Novodynamics, Inc. | Knowledge-based process for the development of materials |
US6550310B1 (en) * | 2000-11-28 | 2003-04-22 | Honeywell International Inc. | Catalytic adsorption and oxidation based carbon monoxide sensor and detection method |
-
2002
- 2002-07-09 JP JP2003514224A patent/JP2004536301A/ja active Pending
- 2002-07-09 AU AU2002355079A patent/AU2002355079C1/en not_active Ceased
- 2002-07-09 WO PCT/US2002/021678 patent/WO2003008928A2/en active Application Filing
- 2002-07-09 EP EP02752230A patent/EP1417483B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-09 CA CA002453820A patent/CA2453820A1/en not_active Abandoned
- 2002-07-09 US US10/192,782 patent/US7329389B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-11-06 US US11/935,928 patent/US8201992B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-12-04 JP JP2008310002A patent/JP2009109504A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01265149A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 可燃性ガスの濃度検出装置のセンサおよび可燃性ガスの濃度検出装置 |
JPH06242050A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-09-02 | Tokin Corp | 奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサ |
JPH0843340A (ja) * | 1994-06-09 | 1996-02-16 | Ford Motor Co | 高感度シリコンに基づくマイクロカロリメータの及びその製造方法 |
JPH08233763A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Fuji Electric Co Ltd | 可燃性ガスセンサ |
JPH0915186A (ja) * | 1995-06-26 | 1997-01-17 | Ngk Insulators Ltd | 可燃性ガスセンサ及び触媒劣化検知方法 |
JP2000009671A (ja) * | 1998-06-26 | 2000-01-14 | Yazaki Corp | ガスセンサ |
JP2000046775A (ja) * | 1998-07-24 | 2000-02-18 | Fuji Electric Co Ltd | 接触燃焼式ガスセンサ |
WO2000040953A1 (en) * | 1998-12-31 | 2000-07-13 | Honeywell Inc. | Differential thermal analysis sensor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017075882A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 熱量計 |
US11953458B2 (en) * | 2019-03-14 | 2024-04-09 | Ecolab Usa Inc. | Systems and methods utilizing sensor surface functionalization |
WO2021060186A1 (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 東京瓦斯株式会社 | 熱量計、熱量計測方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2453820A1 (en) | 2003-01-30 |
WO2003008928A3 (en) | 2003-05-08 |
AU2002355079B2 (en) | 2007-08-30 |
EP1417483B1 (en) | 2012-05-23 |
AU2002355079C1 (en) | 2008-03-06 |
EP1417483A2 (en) | 2004-05-12 |
WO2003008928A9 (en) | 2004-03-04 |
WO2003008928A2 (en) | 2003-01-30 |
JP2004536301A (ja) | 2004-12-02 |
US20080101434A1 (en) | 2008-05-01 |
US8201992B2 (en) | 2012-06-19 |
US20030039299A1 (en) | 2003-02-27 |
EP1417483A4 (en) | 2005-04-13 |
US7329389B2 (en) | 2008-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009109504A (ja) | 気相物質の定性および定量分析のためのセンサ装置および方法 | |
AU2002355079A1 (en) | Sensor device and method for qualitative and quantitative analysis of gas phase substances | |
Mitzner et al. | Development of a micromachined hazardous gas sensor array | |
Righettoni et al. | Si: WO3 sensors for highly selective detection of acetone for easy diagnosis of diabetes by breath analysis | |
Tomchenko et al. | Detection of chemical warfare agents using nanostructured metal oxide sensors | |
Güntner et al. | Rapid and selective NH3 sensing by porous CuBr | |
Righettoni et al. | Thermally stable, silica-doped ε-WO3 for sensing of acetone in the human breath | |
Wang et al. | Nanosensor device for breath acetone detection | |
JP2021534432A (ja) | ナノ材料ベースのガスセンサのアレイを測定し、パターン認識アルゴリズムへデータを供給するためにアナログフロントエンドを制御および最適化するデジタルバックエンド | |
Lee et al. | Fabrication and characterization of micro-gas sensor for nitrogen oxides gas detection | |
US9418857B2 (en) | Sensor component for a gas and/or liquid sensor, production method for a sensor component for a gas and/or liquid sensor, and method for detecting at least one material in a gaseous and/or liquid medium | |
AU2007234632B2 (en) | Sensor device and method for qualitative and quantitative analysis of gas phase substances | |
Bhowmick et al. | Multilayered and chemiresistive thin and thick film gas sensors for air quality monitoring | |
Rai et al. | Platinum coating on an ultrathin InN epilayer as a dual gas sensor for selective sensing of ammonia and acetone by temperature modulation for liver malfunction and diabetes applications | |
Mandayo et al. | Built-in active filter for an improved response to carbon monoxide combining thin-and thick-film technologies | |
Zuo et al. | Design and fabrication of a differential scanning nanocalorimeter | |
JP2020529609A (ja) | 可燃性ガス・センサ、検知装置、および可燃性ガスを検知する方法 | |
Hunter et al. | Chemical Gas Sensors for Aeronautic and Space Applications 2 | |
Abe et al. | Selective sensors for volatile biomarkers | |
JP2004028749A (ja) | 可燃性ガスの濃度を測定する方法及びその装置 | |
Rai et al. | Pentacene coated atop of ultrathin inn gas sensor device for the selective sensing of ammonia gas for liver malfunction application | |
Polyakov et al. | Effect of various adsorbates on electronic states of the thin diamond-like carbon films | |
Prashanthi et al. | Nanowire Sensors Using an Electrical Resonance Approach for Vapor Detection | |
US20240148273A1 (en) | Method for analyzing a subject's breath | |
WO2022196744A1 (ja) | 感応膜及びガスセンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110419 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110715 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110721 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120228 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120525 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120530 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121030 |