JP6979462B2 - 触媒構造体を含む可燃性ガスセンサの比較診断 - Google Patents
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Rt=R0[1+α(t−t0)]
ここで、Rtは温度tにおける素子の抵抗、R0は標準温度t0における抵抗、αは抵抗の温度係数である。上記の原理は、例えば、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第8,826,721号に記載されているように、活性触媒を含むセンサ素子が補償素子又は補償器として機能することができる低電力(電圧)モードでセンサ素子が動作させるのに使用されてもよい。
St=S0×(C0/Ct×k)
Claims (27)
- 検体ガスを検出するための可燃性ガスセンサであって、
第1の電気加熱素子と、前記第1の電気加熱素子上の第1の支持構造体と、前記第1の支持構造体上に支持された第1の触媒とを備えた第1の素子を備え、
前記可燃性ガスセンサは、前記第1の素子と電気的に接続された電子回路をさらに備え、
前記電子回路は、
前記第1の素子が、前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する第1の温度で動作する第1のモード、及び、
前記第1の素子が、前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する温度未満であるが、前記第1の素子のジュール加熱が生じる第2の温度で動作する第2のモード、
で動作するように構成され、
前記電子回路が、前記第2のモードで前記第1の素子の質量に関連付けられる変数を測定するように構成され、前記変数の変化が、前記第1の素子の前記第1の触媒の被毒又は阻害に関連付けられる、可燃性ガスセンサ。 - 第2の電気加熱素子と、前記第2の電気加熱素子上の第2の支持構造体とを含む第2の素子をさらに備え、
前記電子回路は、
前記第2の素子と電気的に接続されており、
前記第1の触媒が前記第1のモードで前記検体ガスの燃焼を触媒する温度よりも低い第3の温度で前記第2の素子を動作させるように、且つ、前記第1の触媒が前記第2のモードで前記検体ガスの燃焼を触媒する温度よりも低い第4の温度で前記第2の素子を動作させるように構成されており、
前記電子回路が、周囲条件を補償するように、前記第1のモード及び前記第2のモードで前記第2の素子を動作させるようにさらに構成されている、請求項1に記載の可燃性ガスセンサ。 - 前記第2の温度、前記第3の温度及び前記第4の温度は、1つ以上の所定の触媒阻害組成物又は触媒被毒組成物が前記第1の支持構造体及び前記第2の支持構造体上で酸化される温度未満である、請求項2に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記第4の温度は、前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する温度未満であるが、前記第2の素子のジュール加熱が生じる温度よりも高い、請求項2に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記第2の温度、前記第3の温度及び前記第4の温度が、150℃未満である、請求項2に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記第2の温度、前記第3の温度及び前記第4の温度が、90℃未満である、請求項2に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記第2の温度が、前記第4の温度の5%以内である、請求項5に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記第2の温度が、前記第4の温度の2%以内である、請求項5に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記変数が、電圧、電流又は抵抗からなる群より選択される、請求項5に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記第1の支持構造体及び前記第2の支持構造体は、独立して、多孔質の電気絶縁材料を含んでいる、請求項5に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記電子回路と通信接続する制御システムをさらに備える、請求項5に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記制御システムが、測定された前記変数の変化に基づいて、前記可燃性ガスセンサの出力を変化させるように構成されている、請求項11に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記制御システムが、測定された前記変数の変化に基づいて、少なくとも前記第1の素子の動作状態に関してユーザに情報を提供するように構成されている、請求項11に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記制御システムが、測定された前記変数の変化に応じて、前記第1の素子の温度を上昇させ、異物を焼失させるように構成されている、請求項11に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記第2の素子は、前記第2の支持構造体上に支持された第2の触媒をさらに備え、
前記電子回路は、
前記第2の素子が、前記第2の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する第5の温度で動作する第3のモード、及び、
前記第2の素子が、前記第2の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する温度未満であり、且つ、1つ以上の所定の触媒阻害組成物又は触媒被毒組成物が前記第2の支持構造体上で酸化されるが、前記第2の素子のジュール加熱が生じる温度未満である第6の温度で動作する第4のモードで動作するように、さらに構成され、
前記電子回路は、前記第3のモードで前記第2の素子の質量に関連付けられる第2の変数を測定するようにさらに構成され、
前記第2の変数の変化は、前記第2の素子の前記第2の触媒の被毒又は阻害に関連付けられている、請求項5に記載の可燃性ガスセンサ。 - 前記電子回路は、
前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する温度よりも低く、且つ、前記1つ以上の所定の触媒阻害組成物又は触媒被毒組成物が前記第3のモードで前記第1の支持構造体上で酸化される温度未満である第7の温度で、前記第1の素子を動作させるように構成されるとともに、
前記第1の触媒が前記第4のモードで前記検体ガスの燃焼を触媒するが、前記第1の素子のジュール加熱が生じる温度よりも低い第8の温度で、前記第1の素子を動作させるように、さらに構成されており、
前記電子回路が、周囲条件を補償するように、前記第1の素子を前記第3のモード及び前記第4のモードで動作させるようにさらに構成されている、請求項15に記載の可燃性ガスセンサ。 - 検体ガスを検出するための可燃性ガスセンサを動作させる方法であって、
前記可燃性ガスセンサは、第1の素子を含み、前記第1の素子は、第1の電気加熱素子と、前記第1の電気加熱素子上の第1の支持構造体と、前記第1の支持構造体上に支持された第1の触媒と、前記第1の素子と電気的に接続された電子回路とを含み、
前記方法は、
前記第1の素子が、前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する第1の温度で動作する第1のモードで前記電子回路を動作させること、
前記第1の素子が、前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する温度未満であるが、前記第1の素子のジュール加熱が生じる第2の温度で動作する第2のモードで前記電子回路を動作させること、及び、
前記第2のモードで前記電子回路によって前記第1の素子の質量に関連付けられる変数を測定すること、を備え、
前記変数の変化が、前記第1の素子の前記第1の触媒の被毒又は阻害に関連付けられる、方法。 - 前記可燃性ガスセンサは、第2の電気加熱素子と、前記第2の電気加熱素子上の第2の支持構造体とを含む第2の素子をさらに含み、
前記方法が、さらに、
前記第1の触媒が前記電子回路を介して前記第1のモードで前記検体ガスの燃焼を触媒する温度よりも低い第3の温度で前記第2の素子を動作させること、
前記第1の触媒が前記電子回路を介して前記第2のモードで前記検体ガスの燃焼を触媒する温度よりも低い第4の温度で前記第2の素子を動作させること、を含み、
前記電子回路が、周囲条件を補償するように、前記第1のモード及び前記第2のモードで前記第2の素子を動作させる、請求項17に記載の方法。 - 前記第2の温度、前記第3の温度及び前記第4の温度は、触媒阻害組成物又は触媒被毒組成物が前記第1の支持構造体及び前記第2の支持構造体上で酸化される温度より低い、請求項18に記載の方法。
- 前記第4の温度は、前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する温度よりも低いが、前記第2の素子のジュール加熱が生じる温度よりも高い、請求項18に記載の方法。
- 前記第2の温度、前記第3の温度及び前記第4の温度が、150℃未満である、請求項19に記載の方法。
- 前記第2の温度、前記第3の温度及び前記第4の温度が、90℃未満である、請求項19に記載の方法。
- 前記第2の温度が、前記第4の温度の5%以内である、請求項21に記載の方法。
- 前記第2の温度が、前記第4の温度の2%以内である、請求項21に記載の方法。
- 検体ガスを検出するための可燃性ガスセンサであって、
第1の電気加熱素子と、前記第1の電気加熱素子上の第1の支持構造体と、前記第1の支持構造体上に支持された第1の触媒とを含む第1の素子と、第2の電気加熱素子と、前記第2の電気加熱素子上の第2の支持構造体とを備える第2の素子とを備え、
前記可燃性ガスセンサは、前記第1の素子及び前記第2の素子と電気的に接続された電子回路をさらに備え、
前記電子回路は、
前記第1の素子が、前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する第1の温度で動作する第1のモード、及び、
前記第1の素子が、前記第1の触媒が前記検体ガスの燃焼を触媒する温度未満であるが、前記第1の素子のジュール加熱が生じる第2の温度で動作する第2のモード、
で動作するように構成され、
前記電子回路は、さらに、
前記第2の素子が、前記第1のモード及び前記第2のモードで周囲条件を補償するために、且つ、前記第2のモードで前記第1の素子の質量に関連付けられる変数を測定するために、前記第2の素子を動作させるように構成され、
前記変数の変化は、前記第1の素子の触媒の被毒又は阻害に関連付けられ、
前記第2の素子は、1つ以上の所定の触媒阻害組成物又は触媒被毒組成物が前記第1のモード及び前記第2のモードで前記第2の支持構造体上で酸化される温度未満で動作する、可燃性ガスセンサ。 - 前記第2の温度及び前記第2の素子が動作する温度が、150℃未満である、請求項25に記載の可燃性ガスセンサ。
- 前記第2の温度及び前記第2の素子が動作する温度が、90℃未満である、請求項25に記載の可燃性ガスセンサ。
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