KR101063155B1 - 측정 오차의 보상 방법 및 이를 위한 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 센서(1)를 이용하는 측정 과정에 있어서, 측정값에 대한 온도 의존 오차 보상, 특히 "드리프트" 오차 원("drift" error source)과 관련된 보상을 발생시키기 위한 방법 및 전자 장치(6)에 관한 것이다. 전자 회로(6)는 하나 또는 그 이상의 가스 및/또는 가스 혼합물의 존재를 확립하고 그리고/또는 그러한 가스 또는 가스 혼합물의 농도를 계산하기에 적합하다. 하나의 선택된 측정 주기(T1) 동안 발생하고 확립된 최고 측정값(Mmax) 또는 최저 측정값(Mmin)은 메모리(69')에 저장되게 된다. 하나의 선택된 기간(T1) 동안 발생하고 평가된 최저 아날로그 값 또는 최고 디지털화 측정값은 상기 메모리(69')에 저장되어야 하고; 하나의 선택된 측정 주기 또는 기간(T1)의 끝에서 발생하고 평가된 측정값(Mmax; Mmin)은 저장된 아날로그 또는 A/D 컨버터를 통해 디지털화된 참고값(65')과 비교되게 되며; 그리고 평가되고 측정된 최저 또는 최고 값과 상기 저장된 대조값 사이의 차이는 다음 기간(T2)에 발생하는 측정값의 관련된 및/또는 상응하는 보상(K1)을 위한 기초로 사용된다.

Description

측정 오차의 보상 방법 및 이를 위한 전자 장치{A Method of Compensating for a Measuring Error and an Electronic Arrangement to this End}
본 발명은, 일반적으로, 얻어진 측정 값 또는 결과에서 발생하는 측정 오차에 대한 보상 방법 및 특히, 측정 장치의 선택된 교정(calibration)에 따라 일어나고 장기간 사용동안 또는 연이어 발생하는 그러한 작은 변화와 직접적으로 관련되는 것으로 여겨질 수 있는 그러한 측정 오차를 보상하는데 관한 것이다.
가스의 농도를 측정할 때 얻어지는 측정 오차는 실제적인 특성때문에 다음의 카테고리들로 나누어진다:
a. 시스템 오차(Systematic errors).
b. 단기간 오차.
c. 장기간 사용과 관련된 오차 또는 연속적인(successive) 오차.
d. 압력 의존 오차.
이와 관련하여, 카테고리 "c" 측정 오차는 카테고리 "a", "b" 및 "c"와 관련된 측정 오차에 좌우되고, 카테고리 "c" 측정 오차에 대한 보상 노력이 근본적으로 아래에 더 상세히 설명되고 예시될 카테고리 "a" 및 "b"에 속하는 측정 오차의 보상을 위해 시작되는 것이 바람직하다는 것이 알려져 있다.
따라서, 무엇보다도, 본 발명은, 하나의 전자 회로 장치 및 교정 측정 장비(calibrated measuring equipment)의 사용을 수반하는 가스 셀 내부에 들어오는 신호성분(component)의 시간적으로 느린 변화에 좌우되는 측정 오차를 위한 보상에 적합하며, 이러한 카테고리 "c" 오차는 단순화를 위해 아래의 설명에서 간략하게 "드리프트(drift)" 오차라고 나타내기로 한다.
본 발명에 따른 방법 및 전자 회로 장치는, 가스 센서 장치 또는 가스 측정 장비의 도움으로 가스(또는 가스 혼합물)의 존재 및/또는 선택된 가스(또는 가스 혼합물)의 현재 농도를 확립하기(establish) 위한 가스 측정 과정에서 사용하기 위한 것이다.
본 발명에 대해 제기된 제안에 따르면, 이러한 종류의 가스 센서 장치 또는 측정 장비는, 원칙적으로, 전기 회로 장치에 전기적으로 연결되거나 이에 포함되고, 가스의 존재량 및/또는 그 농도의 값을 구하는(평가하는; evaluate), 특히 온도 보상 회로 장치와 같은 신호 보상 회로를 포함하는 하나의 가스 센서 장치, 그리고 보상된 측정 결과 또는 그 값에 적합한 측정 수단에 전기적으로 연결되고 이를 포함하는 하나의 신호 처리 회로 장치로 구성된다.
원칙적으로, 본 발명의 적용예(application)는 가스 센서 장치의 특정 유형에 좌우되는 것으로 생각할 필요가 없으나, 가스 센서 장치에 의해 방출된(emitted) 신호는 상기 신호 보상 회로 및/또는 상기 신호 처리 장치 또는 회로에 의해 연속적으로 처리될 수 있다.
따라서, 본 발명은 적외선-센서의 사용에 관한 것이며, 이 적외선 센서는, 탄화수소류(HC), 산화질소(N2O), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)와 같은 여러가지 가스들의 존재 및/또는 농도를 확인하기 위해 유익하게 사용될 수 있는 상업적으로 입수가능한 다수의 적외선-센서들(적외선 주파수 범위내에 있는 광선 또는 광선 빔의 사용을 기초로 하는 가스 센서)로부터 구할 수 있으며, 광 방출 수단으로부터 가스 센서에 방출되어 적외선-검출기(들)에서 수신된 펄스화 광선과 같은 광선의 스펙트럼 분석을 위해 전자 회로를 사용한다.
본 발명은 산소 가스(O2), 암모니아(NH3), 오존(O3)과 같은 여러 가지 가스들의 존재 및/또는 농도를 확인하는데 유익하게 사용될 수 있으며 존재하는 가스의 농도에 따라 전압을 증가시키고 감소시키는 전기화학 셀 또는 센서에 적용될 수도 있다.
예를 들어 MOS-기술을 이용한 반도체 센서들도 사용될 수도 있는데, 그것은 유효 농도(prevailing concentration)에 따라, 표면 반응(surface reaction)이, 전압 또는 전압 펄스(들)로 변환될 수 있는 표면 전도율(surface conductivity)을 증가시킨다.
따라서, 다음의 설명은, 공지된 스펙트럼 분석의 도움으로 본 발명의 특성을 명확히 나타낼 수 있도록 하기 위하여, 설명의 간략화를 위해 특정 적외선-센서만을 사용하는, 특정 가스 센서 장치에 한정하기로 한다.
가스 센서 장치 또는 이러한 종류의 측정 장비는 하나의 가스 셀 또는 가스 센서를 포함하여야 하는데, 이 가스 셀 또는 가스 센서는, 측정될 용적의 가스가 수용될 수 있는 하나의 캐비티, 가스 셀 또는 센서에 배치되거나 이와 관련되고 적외선 범위내의 주파수에서 상기 캐비티를 통해 펄스화 광선 또는 광선 빔을 방출하기 위한 하나의 광원, 상기 가스 셀 또는 센서에 배치되거나 이와 관련되고 상기 캐비티내의 하나의 선택된 "측정 거리 또는 통로(measuring distance or path)"를 통과한 상기 광선에 이어서 상기 펄스화 광선 또는 광선 빔을 수신하기 위한 적어도 하나의 광 수신기, 및 상기 가스 셀 또는 가스 센서와 연결되고 전자 신호 적응 회로(electronic signal adaption circuits)를 포함하는 전자 신호 처리 회로(electronic signal processing circuitry)[신호-보상 회로로 표시됨]를 포함한다.
이러한 비교적 복잡한 신호-보상 회로는, 본 발명의 위의 적용예의 경우에 상기 광원 그리고 광 수신기에 직접 연결될 수 있고, 특히, 적외선 범위에 포함되고 광원에 의해 방출된 펄스화 광선 또는 광선 빔과 관련된 파장에 대하여 광 밀도의 값을 정할 수 있고, 광 수신기에 의해 수신된 하나 또는 그 이상의 펄스화 광선 또는 광선 빔의 광 강도(intensity)와 관련된 파장의 값을 정할 수 있으며, 이에 따라 하나 또는 그 이상의 가스 및/또는 가스 혼합물의 존재 및/또는 상기 하나 또는 그 이상의 가스 또는 가스 혼합물의 농도를 각각 결정하고(determine) 계산하는 하나 또는 그 이상의 전자 회로를 포함한다.
선택된 적외선-센서에 있어서, 스펙트럼 분석 평가 장치 그리고 펄스 지연 시간(pulse delay time)을 선택된 환경에 따라 변화되도록(to be varied) 할 수 있게 하는 것과 같은, 측정 결과 또는 값을 보상하기 위한 수단을 구비한, 관련 신호-보상 회로를 통해, 펄스원으로 하여금 펄스화 적외선빔을 방출하도록 하는 것이 제안되었다.
본 발명은, 그 관련 가스 셀 또는 센서와 연결되고, 광학적 또는 전기적 신호가 하나의 측정 크기(magnitude)에 생기는 변화에 따라 증가(또는 감소) 할 수도 있는, 그러한 순간 측정 크기(instant measurement magnitude)에 의해 좌우되는 광학적 또는 광전기적 정보-운반 신호(opto-electrical information-carrying signals)와 같은 정보를 가스 셀로부터 수신하기에 적합한 전자 회로에 적용된다. 실시예에 있어서, 그것은 하나의 가스 또는 가스 혼합물의 순간 농도의 평가와 관련될 때의 사례이다.
이에 따라, 그러한 전자 회로 장치 또는 신호-보상 회로는, 특히, 상기 신호-보상 회로와 관련된 전자 회로의 도움으로, 측정 크기 및 발생 측정 오차(an occurring measurement error) 또는 상기 측정 크기와 관련된 측정 오차의 존재와 값을 확인하기에 적합하고, 그래서 완전히 또는 부분적으로 "드리프트(drift)" 오차 원(error source)과 관련된 오차들 중에서 여러 단계로 서로 다른 측정 오차에 대해 선택되고 적합한 보상을 이루어내기에 적합하다.
상술되고 카테고리 "a", "b", 및 "d"로 분류된 오차 원과 관련하여 다음과 같이 알 수 있다.
(카테고리 "a") 시스템 오차.
이러한 오차들은 일반적으로 고정적이고(stationary), 변화하지 않거나 또는 시간이 흐름에 따라 약간만 변화한다.
이러한 유형의 오차는, 예를 들어, 측정 장비를 교정할(calibrating) 때 적용되는 특정 환경밖에 있는 환경에 가스 센서 장치와 그 가스 셀을 설치함에 의해, 또는 상기 장비의 보정과 관련되어 발생하는 오차에 의해, 또는 상기 교정이 잘못 행해졌기 때문에, 또는 잘못된 교정 가스가 사용되었기 때문에, 또는 장비의 이송 및 취급 동안 발생된 변화 때문에, 발생될 수 있다.
온도 보상은 모두 카테고리 "a"에 속할 수도 있다.
(카테고리 "b") 단기간 오차.
이러한 오차들은 일반적으로 산발적이며, 단기간에 걸쳐 변화한다. 이러한 유형의 오차들은, 예를 들어, 그 전자 회로 장치 및 관련 가스 셀 구성, 비정상적 전기 장애(abnormal electrical disturbances), 과도 전류(electrical transients), 선택된 안정 상태의 변화와 같은 센서 시스템의 고유의 노이즈(noise)에 의해 발생될 수도 있다.
(카테고리 "c") 장기간 사용과 관련된 오차 또는 " 드리프트 "와 관련된 연속적인 오차.
이 오차는 일반적으로 개별 부품(discrete component) 및/또는 전자 회로의 "노후"에 의해 발생되고, 이에 따라 그것을 확인하고 보상하는 것이 어렵다.
이 카테고리에서 체험된 어려움은 카테고리 "a" 및 "b"에서 달성된 보상의 정도에 크게 좌우될 것이다.
공지된 기술을 사용할 때, 이것은, 가스 측정 및 가스 농도 측정을 위해 사용된 측정 시스템이, 특정(given) 선택 측정 정밀도를 보장하기 위해, 실제로, 주어진 바의 비교적 단기간 간격을 두고 재-교정(re-calibrate)되어야 함을 의미한다.
(카테고리 "d") 압력 의존 오차.
교정 시퀀스(calibration sequence) 동안에 사용된 압력과 상이한 유효 압력에 따라 만들어진 측정 값을 보상할 수 있도록 하기 위하여, 각 측정 장비 마다 하나의 압력 검출 센서를 설치하는 것이 필요하다.
이 측정 장비는 표준화된(normalized) 공기압을 고려하여 교정된다. 그러나, 압력 검출 센서가 없으면 이어지는 측정에서 보상이 정상적으로 이루어지지 않는다.
상술한 가스 측정 적용예에 적합한 상술한 종류의 여러 가지 상이한 방법과 장치들이 당업계에 공지되어 있다.
따라서, 여러가지 종류의 순간적인(instantaneous) 및/또는 평균-값-형성 측정으로 얻어진 측정 크기가 더 높은 또는 더 낮은 정도로 잘못될(in error) 수 있고, 측정값과 관련된 이러한 측정 오차들은 상술한 바와 같은 다수의 여러 가지 오차 원들로 구분될 수 있으며, 이에 따라 관련된 측정 크기와 연관된 여러 가지 척 도(criteria)와 관련된 여러 가지 상황에 어느 정도 좌우될 것이라는 것이 알려져 있다.
예를 들어, 직접적으로 예측가능한 오차를 보상할 수 있도록, 사용된 전자 신호 처리 회로 장치에 하나 또는 그 이상의 보상 요소(compensation factors)를 삽입하는 것이 공지되어 있다.
이러한 측면에서, 단기간에 오차를 야기하는 주위 온도 변화, 주위 습도 변화 및 대응 척도(corresponding criteria)에 대한 상기 신호 처리 회로 보상 요소를 직접 포함시킬 것이 제안된 바 있다.
하나 또는 그 이상의 가스 및/또는 가스 혼합물의 존재를 결정하고(determine) 그리고/또는 상기 가스 또는 가스 혼합물의 농도를 계산하기 위해 하나의 가스 셀 또는 센서 및 여러 가지 전자 회로 장치를 사용함에 있어서, 본 발명의 상술한 특정 용도, 그리고 그와 관련된 가스 측정의 경우에, 측정값을 전자적으로 계산하는 것이 공지되어 있으며, 또한 이들 측정값들이 가스 셀 캐비티내의 가스의 농도에 상응되는 참값(true value)과 관련하여 더 크거나 더 작은 차이(discrepancy)를 가질 수 있다는 것도 공지되어 있다.
그러한 차이는, 통상 카테고리 "b" 내지 "d"로 분류되고 위에 열거된 하나 또는 그 이상의 오차 원과 관련되어 있다.
카테고리 "a", 시스템 오차에 있어서, 이들 오차는, 측정시의 주위의 압력, 온도, 습도 그리고 가스 셀 또는 센서 주위의 다른 물리적 상태, 그리고 그 다음에 이송 및 설치 단계 동안에 야기된 기계적 영향을 포함하는 가스 셀 센서 및 그 캐 비티 주위의 환경과 특히 관련될 수도 있다.
이러한 오차 원의 카테고리는, 시간적으로 약간 변화하고 본 발명의 가르침(directives)에 따라 보상되는 그러한 오차를 포함할 수도 있다.
카테고리 "c", 장기간 사용과 관련된 오차, 즉, "드리프트(drift)"라 불리는 오차 원과 관련된 오차들에 있어서, 이들 오차는 일차적으로, 사용된 가스 센서 장치, 그 가스 셀 또는 센서 및 전자 신호 처리 회로 또는 그 회로 장치내의 소위 "노화 관련(age-related)" 변화에 기인하는 것으로 여겨진다.
적외선-센서를 사용할 때, 카테고리 "c" 오차 원은 특히, 광선을 반사하기 위한 가스 셀 또는 센서의 캐비티의 능력의 단계적인 감소, 선택된 강도로 연속성 광선 또는 펄스화 광선을 보내기 위한 광원의 능력의 악화된 변화(impaired change), 펄스화 광선과 같은 방출되고 반사되고 수신된 광선을 수신하고 평가하기 위한 하나 또는 그 이상의 광 수신기의 능력의 악화된 변화를 또한 포함한다.
이러한 후자의 카테고리 "c" 오차 원은 또한, 화학적 영향의 점차적인 변화, 상기 캐비티내의 광 반사 표면부에 대한 입자 응집을 증가시키는 것과 관련된 단계적인 악화, 일정한 전류 및/또는 일정한 전압 제어 회로의 노화로 인한 전압 공급의 변화, 및 사용된 증폭 회로(amplifying circuits)에서 발생하는 변화를 포함한다.
본 발명에 따르면, 이 후자 유형의 카테고리 "c" 오차 원과 일차적으로 관련된 측정 오차는 교정에 이어 보상될 수 있다.
예를 들어, "드리프트"로 불리우는 오차 원과 관련된 계산된 측정값의 오차 를 보상하고 감소시키기 위해, 비분산 적외선(Non-Dispersive Infra-Red; NDIR) 가스 셀에서 수행된, 계산된 측정값을 정정하는, 여러 가지 상이한 방법들이 당업계에 공지되어 있다.
미국 특허 공개 5 347 474호는, "드리프트" 오차 원으로부터 유래되는 비보상 측정 결과에 관한 문제를 해결하기 위한 의도로서, 일반적으로 적외선-센서, 특히 공기에 들어있는 이산화탄소의 농도를 평가하기에 적합한 적외선-센서에 문제가 있는 것으로 가정하고, 화재 감지기(fire detectors)로서 그리고 또한 환기 시스템(ventilation systems)을 제어하기 위하여도 유익하게 사용될 수 있는 다수의 공지된 방법을 개시하고 있다.
이들 그리고 다른 공지된 가스 센서들은 장기간에 걸쳐 사용하기에 특히 적합하고, 그로 인해 원칙적으로 정비할 필요가 없다.
전술한 미국 특허 공보는, 이러한 목적으로, 하나의 가스 셀 또는 센서와 메모리내의 서로 연속적인 측정값을 산출하고 저장하기 위한 하나의 전자 회로 장치를 포함하는 가스 센서 장치를 제안하고 있다.
이 경우에 예시되고 설명된 측정 오차 보상 방법들중의 하나는 "드리프트" 오차 원에 관한 것이고, 공지된 시간 간격으로 그리고 또한 알려진 범위내에서 발생하기까지 하는 이산화탄소 값 "X"을 주기적으로 측정하고 저장하는 것에 기초하고 있다.
이 범위는 선택된 하위 값(XL)과 선택된 상위 값(XH)으로 한정된다.
사용된 센서는 시간(t)과 관련된 유효값(prevailing value)을 나타내는 전기 신호 "x(t)"를 산출하기 위한 것이다.
이 방법은, 값 "x(t)"이 주어진 범위내에 위치될 때를 확인하고, 상기 값 "x(t)"이 상기 범위("XL;XH")내에 위치되는 각 시간 주기동안에 값 "x(t)"를 샘플링하고, 각 주기에 대해 대표 "정지" 값(representative "quiescent" value)을 저장하는 능력을 기초로 한다.
얻어진 가스 농도의 이들 저장된 측정값들로부터, 검출되고 계산되고 저장된 "정지" 값의 함수를 나타내는 "직선"(straight line) 함수가 평가되고 계산된다.
상술한 특허공보는 NDIR-가스 센서만이 사용되는 상태를 기초로 한다.
세계지적재산권기구 특허 공보 WO-A1-02/054086호의 내용 또한 선행기술과 관련된다.
이 특허 공보는, 가스 농도와 관련된 데이터가 선택된 장기간동안 감지되고 저장되고 선택된 기간내에서 낮은 가스 농도를 확인하는 가스 센서 장비내의 "드리프트"를 보상하기 위한 방법을 나타내고 설명한다.
이 방법은, 이러한 낮은 농도 레벨에서 나타나는 가스 성분 농도를, 다른 낮은 온도 레벨에서 나타나는 하나 또는 그 이상의 부가 가스 성분 농도와 비교하기에 적합하고, 이 상태에 기초하여, 배경 농도(background concentration)가 평가되고, 낮은 농도 레벨을 갖는 추가 기간(further time periods)과 관련될 수도 있다.
이 계산되고 평가된 배경 농도는 그 다음에 "참고값(reference value)" 또는 예상 배경 가스 농도값으로 사용될 것이며, 이 결과 정정 요소(correction factor) 또는 희망값 또는 정정값에 대한 조건(conditions)을 형성한다.
베이스 라인 동작(base line operation)에 있어서, 그러한 정정값은 배경 가스 농도값과 미리 정해진 배경 가스 농도값 사이의 차이를 나타낼 수도 있다.
(아래에 설명될) "스판-상수(SPAN-constant)"에 있어서, 정정값은 계산된 배경 가스 농도값과 미리 정해진 배경 가스 농도값 사이의 관계에 의해 표시될 수도 있다.
사용된 가스 센서에 의해 측정된 가스 농도값은 상기 정정값 또는 정정 요소를 사용하여 보상될 수 있다.
이 보상 방법은, 주기성(periodicity)이 적어도 24시간이되, 14일 까지 연장될 수도 있는 기간들에 걸쳐 배경 가스 농도값을 평가하는 것을 기초로 하는데, 그것은 다음에 이어지는 측정 주기를 위해 참고값 또는 희망값(a reference or desired value)과 정정 요소를 처리하고 계산하기 위해 상기 주기에 걸쳐 배경 가스 농도의 다수의 측정값을 얻기 위한 것이다.
이에 따라 참고값 또는 희망값 및 그것과 관련된 정정 요소의 산출은 상당한 컴퓨터 능력(computer power)을 필요로 하고, 동일하거나 상이한 기간을 두고 수시로(time on time) 미래 측정 처리를 위한 새로운 참고값을 부여한다.
더욱이, 하나의 교정 이론이 제안되었는데, 이것은 선택된 종(specie)의 공명 파장(resonance wavelength)과 일치하는 아주 작은 스펙트럼 구역내에서, 흡수광의 양을 검출함을 기초로 하는, 스펙트럼 분석을 통한 가스 감지를 위한 기초 (basis)를 사용한다.
이 기술은, 다른 종의 간섭이 없는, 특정 종의 다수의 분자들의 측정을 기초로 한다.
가스 검출을 위한 NDIR 가스 셀과 그 전자 회로 장치의 잘 알려진 특성은 다음과 같다:
a. 교차-간섭(cross-interference)이 없는 고선택도,
b. 민감성 & 정확성,
c. 환경 저항성(environmental resistant),
d. 장기간에 걸친 저장가능성(able to put on stock over long time periods),
e. 과노출 문제 없음 [네가티브 메모리 효과 또는 노출 히스테리시스(exposure hysteresis) 없음]
f. 비교적 단순한 물리학적 현상으로 설명됨(예측 가능).
나아가, "램버트-비어의(Lambert-Beer's)" 법칙이 공진 흡수도(resonant absorption) "A"와 가스 농도 "c" 사이의 관계를 설명한다는 것이 당업계에 공지되어 있다.
I d = I o e -cds
여기서, "A" = (Io - Id) / Io.
"Io"는 입사광의 강도, "Id"는 투과광의 강도, "d"는 광 통로 길이, 그리고 "s"는 관찰 파장의 전이력(transition strength)[가스 특정 양자역학 상수(a gas specific quantum mechanical constant)]이다.
전형적인 NDIR 가스 셀 또는 센서에 있어서, 활성 적외선 광원이 광 수신기 또는 광 검출기에 대한 높은 레벨의 입사 적외선광 유량(flux) "Id"을 보장하기 위해 사용된다. "d"가 확정된 특정 형상(geometry)에 있어서, 두 개의 파라미터 "Io" 및 "s"만이, 가스 농도 "c"를 실험적으로 결정하기 위해 이 식(formula)이 사용될 수 있기 전에 확립하기 위해 남아있다.
실제로 이것은, "Io"가 먼저 결정되는 두 단계의 교정 과정을 거쳐 행해진다.
이 첫 번째 단계는, 제로 교정이라 불리워지는데, 이는 그것이 가스 셀과 그 광 통로를 c = 0 인 "제로-가스"로 채움으로써 수행되기 때문이다.
여기서 진공이 사용될 수 있으나, 실제적인 이유 때문에 대기압에서 완충 가스로서 질소가 더 일반적으로 사용된다(질소는 적외선 흡수를 하지 않음). 화학적 흡수체(chemical absorber)의 사용이 또한 제안된다.
남아있는 미지의 파라미터 "s"를 해결하기 위해 필요한 두 번째 교정 단계는, 스판(SPAN) 교정이라 불리우며, 알려진 농도 "c"를 갖는 가스 혼합물에 대한 광 통로의 노출을 포함한다.
그 후 상술한 램버트-비어의 법칙이, 여하한 값의 "c"을 측정하기 위해, 이 론적으로 적용될 수 있다.
스판 교정 상수( SPAN calibration constant )는 상술한 식 또는 법칙의 설명에서 확인된 물리적 상수와 밀접하게 관련되며, 하나의 동일한 센서 구성에 대해 시간이 경과함에 따른 변화가 예상되지 않음을 알아야 하는데, 그것은 유감스럽게도 제로 교정 상수에 대하여는 그러하지 아니하다.
본 발명에 대한 다음의 설명은 "스판 상수(SPAN constant)"와 "O-상수(O-constant)"를 사용한다.
기술적 문제
직면한 하나 또는 그 이상의 기술적 문제들에 대한 해결책을 제공하기 위하여 이 특정 기술 분야 종사자들이 기술적 숙고를 해야 한다는 사실을 고려할 때, 처음에 한편으로는 이러한 목적을 위해 취해질 방법들 또는 일련의 방법들을 실현하고, 그리고 다른 한편으로는 하나 또는 그 이상의 상기 문제를 해결하기 위해 필요한 수단을 선택하는 것이 필요함을 알 수 있을 것이다. 이를 기초로 하여, 아래에 열거된 기술적 문제가 본 발명의 주제의 개발과 매우 밀접함이 명백할 것이다.
상술한 바와 같이 업계의 현재 상태를 고려할 때, 가스 셀 또는 센서 장치와 관련된 전자 회로 장치와 방법에 대하여 기술적 문제가, 무엇보다도, "드리프트" 오차 원과 같은 그러한 오차 원과 관련된 측정 오차들에 대하여, 장기간의 주기에 걸쳐 수신된 순간의 또는 현존하는 측정값과 관련될 수 있는 "참(true)" 측정값의 신속한 계산을 가능하게 하고, 그래서 측정된 크기로 하여금 하나의 시간 주기로부터 다른 시간 주기까지 보상되게 할 수 있게 하는 상태를 만드는데 필요한 구성 방법의 중요성과 장점을 명확히 이해하는 능력에 있음을 알 것이다.
카테고리 "c"와 관련된 측정값의 보상에 관하여, 하나의 기술적 문제는, 상기 보상을 "카테고리 a"에 대한 보상 요소로서 도입함에 의해 취해져야할 기술적 방법의 중요성 및 이에 의해 제공된 장점들을 명확히 이해하는 능력에 있다.
기술적인 문제는 또한, 가스 셀 또는 센서의 도움으로, 측정 오차, 주로(primarily), "드리프트" 오차 원에 포함되는 측정 오차에 대한 보상을 일으키는 방법 및 전자 회로 장치를 권고하는데 필요한 기술적 방법의 중요성 및 그에 의해 제공되는 장점들을 명확히 이해하는 능력에 있는데, 서로 연속적인 측정 주기 동안 순간적으로 발생하는 다수의 측정값은, 다음의 단계들에 의해 검출된다;
a. 선택된 기간(T1) 동안 발생하고 평가된 최저 또는 최고 측정값 또는 거기에 가까운 측정값을 메모리에 저장하는 단계;
b. 상기 선택된 기간의 끝에서 발생하고 평가된 상기 측정값을 저장된 대조값(control value) 또는 설정값(set-point value)과 비교하는 단계;
c. 뒤이은 기간(T2)에 얻어지고 발생한 측정값의 관련된 보상 그리고/또는 상응하는 보상에 대한 기초로 상기 저장된 대조값과 발생하고 평가된 측정값 사이의 차이(discrepancy)를 사용하는 단계; 그리고
d. 유효 온도에 상응하는 하나의 신호를 발생시켜서, 전자 회로 장치로 공급되게 하고, 그리고 하나의 가스 셀 관련 감지 수단으로부터 오고 상기 장치에 의해 수신된 하나의 신호가, 각기 상기 가스 셀과도 관련된 하나 또는 그 이상의 광 수신 수단으로부터 각기 수신된 신호의 가스 셀 온도 의존 정정을 일으키는데 사용되는 상태를 일으키고, 가스 셀 또는 가스 센서와 관련된, 온도 감지 수단을 사용하는 단계.
상기 온도 의존 정정이 하나의 동일한 참고점(reference point)과 관련된, 하나 또는 소수의 온도 의존 데이터의 조정(co-ordination)에 의해 일어날 수 있도록 하는데 필요한 기술적 방법의 중요성 및 그 기술적 방법에 의해 제공되는 장점을 명확히 이해하는 것이 또한 기술적 문제로 여겨진다.
하나는 광 수신 펄스 신호를 나타내고, 다른 하나는 온도를 나타내는 두 개의 신호가, A/D 변환 신호로 나타내어질 수도 있도록 하기 위해, 상기 전자 회로 장치가, 두 개의 회로 또는 그와 유사한 것을 포함할 수 있도록 하는데 필요한 기술적 방법의 중요성 및 그것에 의해 제공되는 장점을 명확히 이해하는 것이 또한 기술적 문제로 여겨진다.
두 개의 독립 신호중 하나는 하나의 측정값과 관련되고, 다른 하나는 상기 가스 셀 및 그 캐비티와 인접하거나 그 내부의 온도 값과 관련되도록 하는데 필요한 기술적 방법의 중요성 및 그것에 의해 제공되는 장점을 명확히 이해하는 것이 또한 기술적 문제로 여겨진다.
상기 온도와 관련된 하나의 신호가 제1 필요 온도 보상을 위해 사용되고, 정밀도를 더 높이기 위한 제2 온도 보상을 위해 필요하도록 하기 위해 필요한 기술적 방법의 중요성 및 그것에 의해 제공되는 장점을 명확히 이해하는 것이 또한 기술적 문제로 여겨진다.
하나의 보상 요소(compensation factor)를 위한 참고값(reference)으로서의 표준화된(normalized) 0-상수와 같은, A/D 컨버터의 설정 수 또는 계산 수(a setting or a count number)를 사용하는데 필요한 기술적 방법의 중요성 및 그것에 의해 제공된 장점을 명확히 이해하는 능력에 또한 기술적 문제가 있다.
교정 테이블 또는 교정 곡선을 기초로 하여 하나의 참고값을 선택하는데 필요한 기술적 방법의 중요성 및 그것과 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 또한 기술적 문제가 있는데, 그에 따라 영(0) ppm으로의 A/D 컨버터 세팅을 나타내는 값보다 더 낮게 선택된 표준화된 CO2 값(400 ppm)과 관련될 수 있고, 그래서 이렇게 선택된 참고값의 위 또는 아래로 정정 교정(correctng calibration)을 만들거나 일으킬 수 있다.
예를 들어 10의 전력(power)에 의해, 그 순간에 존재하는 활성 기간(active time period)의 상당히 긴 연장을 위해, 시간 주기와 관련된 보상 요소를 자동적으로 산출하는 도움을 받아, 조건의 창출의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 또한 기술적 문제가 있다.
다른 기술적 문제는, 사용된 전자 회로 장치가, 하나의 선택된 가스 셀 또는 센서 등으로부터의 신호로부터, 하나의 선택된 측정 크기에 따라, 최소 또는 최대 측정 주기 관련 또는 시간 주기 관련 정정 측정값을 구하여 얻고(find), 확립하고(establish), 평가하기에 아주 적합할 수 있는 가스 센서 장치와 방법을 제공하는 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 있는데, 그러한 측정값은, 주기들에 뒤이어(subsequent to cycle periods), A/D 컨버터 및 그 출력 신호의 개재하에 얻어지는 선택된 희망 또는 대조 아날로그 값 및/또는 대조 데이터 관련값에 관계될 수 있다.
다른 기술적 문제는, 최저 또는 최저 참고-서빙 측정값(reference-serving measurement value)과 직접적으로 연결되거나 상기 최저 또는 최저 참고-서빙 측정값에 가까운, 측정-주기 관련 또는 시간-주기 관련 측정값을 이를 위해 사용하는 것의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 있다.
상기 미국 특허 공개 5 347 474호에 기술되고 설명된 방법과 같이, 상술한 방법 및 장치의 보상 요소들을 확립하는데(establish) 필요한 방법들을 많이 감소시킬 방법을 제안하는 능력에도 기술적 문제가 또한 있다.
"드리프트"-관련 오차 원에 주로 적합한, 다음의 측정 주기에 할당된 하나의 보상 요소의 역할을 할 수 있는, 단순한 뺄셈, 덧셈, 곱셈, 나눗셈 및/또는 선택된 알고리즘과 같은, 단순한 수학적 방법의 도움으로, 하나의 단일의, 유용한 디지털화되고 측정-주기와 관련된 측정값을 만들어내는 능력에 또한 기술적 문제가 있다.
특히, 선택된 시간 주기 동안 발생하고 평가되고 관련된 각각의 최저, 최고 및/또는 아날로그-디지털 측정값을 더 작거나 약간 더 작으며 (또는 더 크거나 약간 더 큰), 측정 주기내의 저장된 측정값으로 식별된, 각각의 발생된 측정값과 함께 메모리에 연속적으로 저장하는 중요성 및 장점을 명확히 이해하고, 하나의 저장된 최저 측정값을 하나의 새롭고 보다 낮은 측정값으로 대체하는 등의 능력에 또한 기술적 문제가 있는 것을 알 수 있다.
하나의 선택된 측정 주기 또는 시간 주기의 끝에 저장된 최저 (또는 최고) 측정값인 측정값을 하나의 선택된 희망 또는 대조 아날로그 값 또는 A/D 컨버터 관련 신호의 개재하에 얻은 하나의 희망 또는 대조값과 비교하는 중요성 및 그 장점을 명확히 이해하는 능력에 또한 기술적 문제가 있으며, 상기 대조값은, 가스, 가스 혼합물의 존재 및/또는 공기-운반 가스의 농도와 같은, 쉽게 입수가능한 희망 또는 대조 값으로 구성될 수 있다.
평가되고 저장된 측정값과, 완전한 다음의 측정 주기내에서 발생하는 측정값들의 상응하는 보상에 상응하거나 그것과 관련된 측정값들의 보상의 근거로서 하나의 상기 컨버터 개재하에 있는 상기 희망 또는 아날로그 대조 값 또는 희망 또는 대조 값 사이의 비교-표시 차이를 활용하는 것의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 또한 기술적 문제가 있다.
기술적 문제는 또한, 바로 다음의 측정 주기에서 발생하는 "드리프트" 오차 원과 관련된, 예상된 상응 오차의 보상을 위해, 하나의 평가되고 발생한 양의 (또는 음의) 차이로 하여금 선택된 측정 크기에 따라, 평가되고 계산된 측정값을 낮추거나 높이기 위해, 직접적으로 사용되게 할 조건을 쉽게 만들어내는 능력에 있다.
가스 센서 장치가, 관련 측정 주기 동안 적어도 잠깐, 가스 셀 또는 가스 센서를 선택된 교정 가스(calibrating gas)에 노출시킴에 의해 간단한 수동 방법의 도움으로 강제적으로 교정될 수 있는 조건을 만들어내는 것에 기술적 문제가 있음을 또한 알게 될 것이다.
상기 저장된 대조 아날로그 값 또는 A/D 컨버터 관련 신호에 의해 얻어진 상기 대조 값을, 비오염 공기와 다른 가스 농도를 갖는 공기 또는 비오염 공기와 같은 대기에서 일반적으로 발생하는 하나의 상응 가스 농도를 나타내는 하나의 가스 농도 대표값에 맞추는(adapt) 것의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 또한 기술적 문제가 있다.
이산화탄소(CO2)에 대한 그러한 대조 값을 350-450 ppm 사이의 범위내에 있는 값에 맞추는 것의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 또한 기술적 문제가 있다.
그러한 희망하는 또는 선택된 참고 값과 관련된 측정값이, 수동으로 또는 자동으로, 상기 측정 주기 동안에 한차례, 나타날 수 있음을 표시하기 위한 가능성 평가(probability evaluations)를 위해 적어도 충분할 만큼 긴, 최소화된 기간을, 배정된(allocated) 측정 주기가 가지도록 하는 것의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 기술적 문제가 또한 있다.
배정된 측정 주기로 하여금, 가스 센서 장치의 "드리프트" 상태(conditions)가 측정값의 표시(presentations)를 특히 어렵게 만드는, 최대화된(maximised) 기간을 가지게 하는 것의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 기술적 문제가 또한 있다.
평가된 측정값을 위한 보상의 선택된 정도(degree)를 추가 척도(further criteria)에 좌우되도록 하는 것의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 기술적 문제가 또한 있다.
서로 연속적인(sequential) 측정 주기 사이에서 평가된, 보상의 선택된 정도로 하여금 미리 정해진 제한값의 아래 (또는 위)에 항상 있도록 하는 것의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 기술적 문제가 또한 있다.
하나의 측정 주기에서 제1 최저 측정값으로서 발생하는 제1 자유 발생(freely generated) 측정값을 메모리에 저장하는 것, 그리고 상기 저장된 제1 측정값을, 하나의 더 하위 (또는 상위) 측정값으로 그것이 나타나는 순간에 대체하기 위해, 이 나중의(latter) 측정값을 제2의, 최저 (또는 최고) 측정값으로 상기 메모리에 저장하는 것 등의 중요성 및 그와 관련된 장점을 명확히 이해하는 능력에 또 다른 기술적 문제가 있다.
해결책
본 발명은, 서두에 설명된 공지된 기술을 출발점으로 취하는 것으로서, 소개를 위해 거론한 종류의 가스 셀 또는 센서를 이용하는 측정 방법에 있어서, "드리프트" 오차 원과 주로 관련된 측정 오차를 보상하기 위한 방법 및 전자 회로 장치를 포함하여 구성된다.
이 방법 및 전자 회로 장치는, 서로 연속적인 측정 주기 동안에 순간적으로 발생하는 복수의 측정값들이 검출되는 가스 셀 또는 센서의 도움으로, 측정 오차, 주로 "드리프트" 오차 원에 포함된 측정 오차를 보상하기에 적합하다.
본 명세서에는 다음의 단계들이 제안된다;
a. 선택된 기간(time period)동안 발생하고 평가된 최저 또는 최고 측정값 또는 그것에 가까운 측정값을 메모리에 저장하는 단계;
b. 상기 선택된 기간의 끝에서 발생하고 평가된 상기 측정값을, 하나의 저장된 대조값 또는 설정점 값(set-point value)과 및/또는 하나의 대조값과 비교하는 단계;
c. 상기 평가되고 발생한 측정값과 상기 저장된 대조값 사이의 차이를, 다음에 계속되는 기간에서 얻어지고 발생하는 측정값의 관련된 그리고/또는 상응하는 보상을 위한 기초(basis)로서, 사용하는 단계; 그리고
d. 유효 온도(prevailing temperature)에 상응하는 신호를 발생시켜서, 전자 회로 장치로 공급하는, 가스 셀 또는 가스 센서와 관련된, 온도 감지 수단을 사용하는 단계.
위에 열거한 하나 또는 그 이상의 기술적 문제들을 해결하기 위해, 본 발명에서는 가스 셀 관련 감지 수단으로부터 상기 장치에 의해 적절히(duly) 수신된 신호를, 상기 가스 셀과 각각 관련된 하나 또는 그 이상의 광 수신 수단으로부터 각기 수신된 신호의 온도 의존 정정을 일으키기 위해, 사용하는 단계에 의해 상술한 공지 기술을 증진시키는(enhance) 것이 본 발명에 의해 특히 제안된다.
상기 온도 의존 정정이, 하나의 동일한 참고 점(one and the same reference point)과 관련된, 다수의 온도 의존 데이터의 조정(coordination)에 의해 발생되게 하는 실시예가 또한 제안된다.
상기 전자 회로 장치가, 두 개의 상이한 신호를 두 개의 상이한 척도(criteria)와 관련시키기 위해 두 개의 신호 수신 회로 또는 그와 유사한 것을 포함하는 것이 실시예로서 또한 제안된다.
하나의 신호가 측정값과 관련되고 다른 하나의 신호가 온도값과 관련되는 것이 실시예로서 또한 제안된다.
온도와 관련된 상기 신호가 제1 온도 보상 시퀀스(sequence)에서 사용되고, 필요에 따라(at need) 제2 온도 보상 시퀀스에서 사용되는 것이 실시예로서 또한 제안된다.
이 발생 및/또는 평가 측정값(this occurring and/or evaluated measurement value)이, 전자 회로 장치의 메모리에 저장되고, 이후 희망 또는 참고 값(desired or reference value)이라고 부르게 될, 하나의 아날로그 또는 디지털 참고 또는 희망 값과, 또는 선택된 측정 주기의 끝에서 A/D 컨버터 관련 신호의 작용으로(through the agency) 발생된 하나의 희망 또는 참고 값과 비교되는 것이 실시예로서 또한 제안된다.
이와 같이 평가된 측정값과 상기 저장된 희망 또는 참고 값 사이에 발생하는 차이(discrepancies)는, 다음의 측정 주기에서 발생하는 모든 측정 값과 관련된 및/또는 이에 상응하는 보상을 위한 기초를 구성한다.
본 발명의 기본적인 개념의 범위내에 있는 제안된 실시예들에 의해, 바로 다음의 측정 주기에서 발생되고 보상되도록 평가된 측정값들은, 상기 차이가 양성일 때 낮아지거나 감소되고, 음성일 때 증가되어야 하거나, 또는 그 반대이어야 한다.
저장된 참고값은, 공기중에서 발생하는 하나의 상응 가스 농도를 나타내는, 하나의 선택된 가스 농도에 적합할 수도 있으며, 이에 따라 이산화탄소를 위한 참고값이, 400 ppm과 같이 350-450 ppm 사이에 있는 값으로 개변될(adapted) 수 있다.
본 발명에 따르면, 전자 보상 또는 전자 보상 요소(factor)의 선택된 정도(degree)는 부가 척도(additional criteria)에 좌우될 수 있다.
서로 연속적인 측정 주기 사이에서 평가된 보상의 정도는, 적어도 미리 정해진 값보다 낮도록 선택된다.
측정 주기에서 발생하는 제1 측정값은, 제1 최저 측정값(또는 최고 측정값)으로 메모리에 저장되어야 하며, 이렇게 저장된 제1 최저 측정값은 하나의 더 낮은(또는 더 높은) 측정값의 발생에 따라 대체되며, 이 나중의(latter) 측정값은 상기 메모리에 제2 최저(또는 최고) 측정값으로 저장되는 등으로 진행된다.
장점
본 발명에 의해 주로 제공되는 장점들과 본 발명의 중요 특징들은, 측정 오차의 온도 관련 아날로그 또는 디지털 보상을 위해 사용될 수 있는 하나의 정정값 또는 하나의 정정 요소(factor)가 더 쉽게 결정될 수 있는 조건(conditions)의 창출에 의해 얻어지며, 상기 오차는 무엇보다도 가스 셀 또는 센서의 작용에 의해 크기(magnitudes)를 측정할 때 "드리프트" 측정 원(the "drift" measuring source)과 관련된다.
각 측정 주기의 끝에서는, A/D 컨버터와 그와 관련된 하나의 신호를 통해 편리하게 얻어질 수 있는 하나의 희망 또는 참고 값으로 사용된 하나의 쉽게 이용가능한 희망값을, 얻을 수 있는 간단한 알고리즘의 도움으로, 뒤이은(subsequent) 측정 주기에서 가스 셀 또는 센서로부터 얻은 측정 결과의 자동적인 교정을 얻는 것이 가능하며, 위의 희망 또는 참고값은 A/D 컨버터 관련 신호의 매개를 통해(through medium) 쉽게 얻을 수 있다.
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본 발명에 따른 방법의 주된 특성은 첨부된 특허청구범위 청구항 1의 특징부에 기술되어 있는 한편, 본 발명에 따른 전자 회로 장치의 주된 특성은 첨부된 특허청구범위 청구항 15의 특징부에 기술되어 있다.
이제, 본 발명과 관련된 중요한 특성들로 구성되고 본 명세서에 제안된 두 개의 실시예들을 첨부된 도면들을 참고로 예시의 방법으로 설명하기로 하며; 첨부도면 중,
도 1은, 적외선 빔(IR-beam)을 사용하고, 관련 전자 회로와 표시 장치를 구비한 하나의 전자 회로 장치와 연결된 두 개의 광 수신기와 하나의 광원을 갖는 하나의 가스 셀을 포함하는, 하나의 가스 센서 장치를 원리적으로 설명하는 블록도이고;
도 2는, 본 발명의 가르침에 따라 상호 작용하고, 아날로그 기술을 사용하여 측정 주기 동안 하나의 최저 측정값을 확립하기에(establish) 적합한 기능과 전자 회로를 구비한 하나의 전자 회로 장치를 나타낸 블록도이며;
도 3은, 하나의 잘 구획된 공간(well delimited space)내의 이산화탄소(CO2) 농도의 시간적인 변화(variation)를 도시한 그래프이고;
도 4는, 복수의 상호 연속 측정 주기를 보여주는 도 3에 따른 일반 센서 그래프로서, 도면에서 두 개의 상호 배향(oriented) 측정 주기 사이에서 발생하는 시간 섹션에서, 본 발명에서 중요한 하나의 평가된 측정 오차가, 제1 측정 주기내에 성취될 수 있고, 측정 오차의 보상의 정도(a degree of compensation)가 바로 다음의 측정 주기내의 각 측정값에 적용될 수 있으며;
도 5는, A/D 컨버터와 관련된 출력 신호를, 두 개의 상이한 온도, 즉 +5℃와 +50℃에서 취해진, 두 개의 이종(disparate) 측정에서의 CO2 농도의 함수로서 보여주는 그래프로서, 0(zero) CO2 농도에서 받은 카운트 수(count number)가 중요함을 나타내고;
도 6은, 두 개의 온도 보상 출력 신호를 CO2 농도의 함수로서 보여주는 그래프로서, 두 개의 선이 카운트 수 61440으로 표시되는 하나의 동일한 0 값을 나타내도록 보상이 선택됨을 나타내며;
도 7은, CO2 농도의 함수로서의 출력 신호의 교정 테이블을 나타낸 그래프로서, 도면에서, 희망 또는 참고값이 CO2 가스 농도에 대해 400 ppm의 선택된 값으로 대표되는 값으로 선택되고, 제2 온도 보상이 사용될 수도 있고;
도 8은, 본 발명의 가르침에 따라, A/D 컨버터와 상호 작용하는 전자 회로와 기능을 가지며, 측정 주기동안 하나의 "최고" 측정값을 확립하기에 적합한, 하나의 전자 회로 장치를 보여주는 블록도로서, A/D 컨버터 관련 신호(아날로그-디지털 변환 신호)를 사용하고, 직접적으로 디지털 신호의 신호 처리에 적합하며;
도 9는, 도 5에 나타낸 그래프와 동일하게, 교정 시퀀스동안 상기 A/D 컨버터와 관련된 출력 신호를 보여주는 그래프이다.
바람직한 실시예의 상세한 설명
첨부된 도면에 도시되고, 본 발명의 중요한 특성들을 포함하며, 현재로서 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명에서 사용하기 위해, 본 발명의 개념을 더 명확히 설명하기 위한 의도로 전문 술어 또는 용어를 선택하였음을 먼저 지적해둔다.
그러나, 본 명세서에서 선택된 표현들은 발명의 상세한 설명에 사용된 선택된 용어들로만 한정되는 것으로 여겨져서는 안되며, 선택된 각 용어는, 동일한 또는 적어도 본질적으로 동일한 취지 및/또는 기술적 효과를 달성하기 위해, 동일한 또는 적어도 본질적으로 동일한 방식으로 기능하는 모든 기술적 동의어(technical equivalents)를 포함하는 것으로 또한 해석되어야 한다.
도 1은, 본 발명의 기본적인 필수조건을 개략적으로 도시한 것으로서, 본 발명의 중요한 특성이, 이후 상세히 설명될, 제안된 실시예(하나는 도 2와 관련된 것이고 하나는 도 8과 관련된 것임)에 의하여 전반적으로 구체화되어 있다.
아래의 설명이 한 유형의 가스 센서의 사용만으로 한정되기는 하나, 본 발명 에 따른 방법과 제안된 전자 회로 장치는, 원리적으로, 센서 및 사용된 센서의 유형과 관계가 없다.
도 1에 나타낸, 하나의 그러한 가스 센서(1)의 원리적인 구성은 당업계에 공지되어 있다.
따라서, 본 발명은, 펄스화 적외선-광을 방출하기에 적합한, 하나의 독특하게 배향된(oriented) 광원(uniquely orientated light source)(3)을 포함하여 구성되는 가스 센서(1)와 결합된 가스 셀(2)의 사용, 그리고 복수의 광 펄스 수신 수단의 독특한 조정(co-ordination)을 기초로 할 수 있으며, 도시된 실시예의 경우에, 두 개의 광 수신 수단 또는 수신기(4 및 5)가 나란히 배치되어 있다.
선택된 가스(들) 또는 선택된 가스 혼합물에 따라 그리고 가스 셀(2)의 캐비티(2')의 형태에 따라 그리고 선택된 "측정 거리 또는 통로"에 따라, 그 물리적 위치가 변화할 수 있듯이 광 수신기(4, 5)의 개수가 변화할 수 있음을 이 기술 분야의 지식을 가진 사람은 알 것이다.
제안된 실시예에 대한 다음의 설명은, 설명의 간략화를 위해, 두 개의 측면쪽(side-related) 광 수신기만에 대해서 설명하기로 하는데, 하나의 광 수신기(4)는 선택된 가스에 상응하는 관련 측정 거리를 갖는 하나의 흡수 파장(absorption wavelength)에 적합한 반면, 다른 광 수신기(5)는 하나의 참고 파장의 역할을 하기에 적합하다.
본 발명은, 하나의 가스 셀 또는 센서의 도움으로, 측정 오차, 주로 "드리프트" 오차 원에 포함된 측정 오차를 보상하는 전자 회로 장치 및 방법에 대한 것으 로서, 서로 연속되는 측정 주기 동안 순간적으로 발생하는 복수의 측정값이 검출된다.
본 발명은 다음을 기초로 한다;
a. 선택된 기간(T1) 동안 발생하고 평가된, 하나의 최저 또는 최고 측정값 또는 그것에 가까운 하나의 측정값을 메모리(69, 69')에 저장함;
b. 상기 선택된 기간(T1)의 끝에서 발생하고 평가된 상기 측정값을, 하나의 저장된 대조 값 또는 설정점 값(65, 65')과 비교함;
c. 다음에 계속되는 기간(T2)에 얻어지고 발생하는 측정 값의 관련된 그리고/또는 상응하는 보상을 위한 기초로서, 평가되고 발생하는 측정값과 상기 저장된 대조 값 사이의 차이를 사용함; 그리고
d. 유효 온도에 상응하는 신호를 발생시키고, 이에 따라 상기 신호가 상기 전자 회로 장치(6)에 별도로(separately) 공급되는, 가스 셀(2)과 관련된, 온도 감지 수단(8)을 사용함.
각기 상기 가스 셀(2)과 관련된, 하나 또는 그 이상의 광 수신 수단(4, 5)으로부터 수신된 각 신호의 온도 의존 정정 "K1"을 발생시키기(cause) 위해, 온도 감지 수단(8)과 관련되고, 상기 장치(6)에 의해 적절히(duly) 수신된, 가스 셀(2)로부터 연결된 라인(67a)상의 신호가 사용되는 것이 본 발명에서 제안된다.
온도 감지 수단(8) 그리고 사용된 광 수신 수단(4, 5)은, 가스 셀(2)의 벽부에 그리고 캐비티(2)의 내측에 서로 인접하게 배치되어 있다.
더욱 상세하게는, 상기 온도 의존 정정은, 하나의 동일한 참고 점과 관련된 복수의 온도 의존 데이터의 조정에 의해, 일어난다.
상기 전자 회로 장치(6 또는 6')는, 하나는 측정 값과 관련되고 이를 나타내며, 다른 하나는 온도 값과 관련되고 이를 나타내는, 두 개의 분리된(separated) 신호를 발생시키기 위해 두 개의 회로 또는 그와 유사한 것을 포함한다.
도 2의 실시예는 하나의 전자 회로(6)에 두 개의 회로를 포함하고, 도 8의 실시예는 하나의 전자 회로(60)에 두 개의 분리된 또는 기능적으로 결합된 A/D 컨버터로 도시된 이 두 개의 회로를 포함한다.
도 8에 도시된 실시예에서, 온도와 관련된 신호는 제1 온도 보상을 위해(도 6), 그리고 필요에 따라 제2 온도 보상을 위해(도 7) 사용될 수 있다.
단 하나의 광 수신기(4)로부터 신호를 수신하는 상기 전자 회로(도 2의 60; 도 8의 60')의 도움으로, 출력 신호는 광원(3)으로부터의 광 강도의 변화와 일반적으로 관계가 없도록 표준화될(normalized) 수 있다.
이를 위해, 가스 셀(2)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 광 반사 특성을 가지며 서로 마주보는 벽부에 의해 구획되는(delimited) 하나의 캐비티(2')를 포함하는데, 상기 캐비티는 제1 측면-관련 벽부(2a), 제2 측면-관련 벽부(2b), 제3 측면-관련 벽부(2c) 및 제4 측면-관련 벽부(2d)에 의해 개략적으로 구획된다.
측면-관련 벽부(2a, 2b, 2c 및 2d)는, 서로 평행하게 뻗어있는 하나의 평평한 바닥부(2e) 및 하나의 평평한 천정부(2f)와 협력관계를 가진다(co-act).
다음의 설명에서, 벽부 또는 벽면(2a, 2b)은 광 반사 특성을 제공하도록 처리된 것이, 2a', 2b', 등으로 인용되고, "거울면"(2a', 2b' 등)으로 나타낸다.
원칙적으로, 광원(3)으로부터 방출된, 연속적인 광선 빔 "L" 또는 도시된 경우에 하나의 펄스화된 광선 빔 "L"은, 캐비티(2')를 통과하고, 하나의 단일 벽면 또는 거울면(2b')에 의해 쉽게 반사되며, 공지된 방식으로 광 수신기(4 또는 5)를 향해 보내지고 그것에 의해 수신되며, 그렇게 하여 이 캐비티(2') 내측의 하나의 측정 거리 또는 통로를 이동한다.
그래서, 광선 빔 "L"은 하나의 봉입된(enclosed) 가스 샘플(G)을 통과하는 하나의 캐비티로 둘러싸인(cavity-enclosed) "광 측정 거리 또는 통로"를 구획한다(defines).
여러 가지 가스 및 여러 가지 가스 혼합물은, 캐비티(2')의 치수를 확대함에 의해 또는 광원(3)과 각각의 수신기(4 및 5) 사이에 배열된, 복수의 반사부 또는 반사점을 위한 상태(conditions)를 만들어냄에 의해 제공될 수 있는, 상이한 거리의 광 측정 통로를 필요로 한다.
따라서, 도 1은, 가스 "G"가 관통해 흐를 수 있고, 전자적 평가를 위해 가스 샘플(G)을 포함할, 하나의 가스 셀(2)을 보여준다.
도 1의 도시에 사용된 가스 셀(2)은, 하나의 가스 셀 또는 하나의 가스 센서의 광원(3)을 구동시킬 수 있고, 하나 또는 그 이상의 광 수신기(4, 5)에서 발생하는 신호를 검출할(감지할) 수 있으며, 이에 따라 선택된 흡수 파장(들)과 관련되거나, 선택된 참고 파장(들)과 관련된, 순간적인 광 강도의 평가를 가능하게 하고, 그에 따라, 선택된 가스 "G"의 존재를 전자적으로 평가하고 그리고/또는 공지된 스펙트럼 분석에 의해 그러한 가스의 농도를 계산하는, 전자 회로 장치(6)에 포함된 전자 회로와, 하나의 유닛(unit)으로서, 상호작용하기에 적합하다.
하나의 디스플레이 유닛 또는 상응하는 회로(7)가, 모니터 또는 이미지 스크린(7')에의 시각적 표시를 위해 또는 몇몇 다른 방식으로 가스의 존재 및 존재하는 가스의 농도와 관련된 측정값만을 표시하기 위해, 전자 회로 장치(6)에 연결된다.
이러한 특정 종류의 가스 센서(1)의 경우에, 캐비티(2') 또는 가스 센서(2)의 가스 농도의 현재 값이 하나의 아날로그 전압값으로 표시되는데, 그것은 저자 회로 장치(6)에서의 신호 처리에 의해 디스플레이 면(7')에 표시될 수 있거나 처리 제어 회로에 의해 직접적으로 사용될 수 있으며, 앞서 설명한 하나 또는 그 이상의 오차 원으로 인해 도시된 측정값이 틀릴 수 있다는 것이, 알려져 있다.
본 발명은, 아날로그 측정값을 형성하고, 발생하는 측정 오차를 아날로그 보상할 수 있도록 하기 위해, 전자 회로 장치(6)로 하여금 하나의 선택된 센서[하나의 광 수신기(4) 또는 여러 광 수신기(4 및 5)]로부터 들어오는 전자 신호를 처리하도록 하는 것을 기초로 하며, 그에 따라, 전자 회로 장치(6)의 출력 신호가 가능한 한 가장 작은 차이(discrepancy)를 가진 가스 농도의 유효하고 "참된" 값을 나타내도록 디스플레이 면(7')에 표시되거나 다른 방식으로 사용된다.
도 2에 도시된 전자 회로 장치(6')는, 본 발명에 따라, "드리프트" 오차 원과 관련된 측정 오차를 적어도 보상할 수 있다.
도 2에 따른 실시예는, 도 3 및 도 4와 관련하여, 하나의 최저 가스 농도 값 정도로 하나의 대조값을 조절해야(shall adjust a control value towards a lowest gas concentration value) 하는 한편, 도 8에 따른 실시예는, 도 5, 6, 7 및 9와 관련하여, 하나의 A/D 컨버터의 사용에 따른 출력 신호와 관련된 하나의 최고 숫자 값 정도로 하나의 대조값을 조절해야 한다.
도 2에 나타낸 실시예는 아날로그 값으로 설명한 반면, 도 8에 나타낸 실시예는 디지털 값으로 설명되었으나, 이 후자는 이후 A/D 컨버터(A/D)로 표시되는 A/D 변환 회로를 사용한다.
도 2는, 도면부호 6'가 주어지고, 수신된 아날로그 신호를, 무엇보다도 "드리프트" 측정 오차와 관련된 측정 오차들의 측정 값을 보상하는 방식으로 처리할 수 있는 전자 회로 장치의 블록도이다.
따라서, 도 2는, 각기 하나의 블록으로 표시되는, 다수의 전자 회로와 기능을 포함하는 전자 회로 장치(6')의 블록도를 포함하며, 이 블록들이 컴퓨터에 의해 그 기능들을 수행하기 위해 전기 또는 전자 회로 장치로서 또는 소프트웨어로서 형성될 수 있음이 명백할 것이다.
명확하게 하기 위해, 도 2는 또한 하나의 선택된 가스 센서(2)에 직접적으로 연결되는 하나의 신호 수신 회로(60)를 나타낸다.
도시된 실시예는 또한 하나의 가스 셀 또는 가스 센서(2) 결합 광 수신기(4)에 대한 하나의 연결부(4a)를 포함한다.
신호수신 회로(60a)는, 다른 가스 셀 또는 센서에 연결되거나 연결될 수도 있는데, 하나의 라인(4a')을 통해 다른 가스 센서 관련 광 수신기(4)에, 또는 광 수신기(5)에 연결될 수 있다.
회로(60)에 적용가능한 전자 회로 장치(6')는 회로(60a)에 대해 전자 장치와 얼마간 동일하기 때문에, 설명의 간략화를 위해서 라인(4a)에 의해 광 수신기(4)에 그리고 라인(67a)에 의해 온도감지 수단(8)에 결합된 회로(60)만을 다음의 설명에서 기술하기로 한다.
따라서, 전자 회로 장치(6')는, 가스 센서(1)로부터 방출된, 펄스화된 아날로그 신호를 수신하기 위한 하나의 회로(60)를 포함한다.
라인(4a)상의 신호는, 사용된 가스 센서의 유형에 그리고 또한 측정될 것의 특성(nature)에 좌우될 것이다.
도 1의 광 수신기(5)는 하나의 참고 신호의 역할을 하여야 하며, 라인(5a)상의 출력 신호는 회로(67)에 연결될 수 있으므로, 그 기능은 다음에 더 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 종류의 가스 센서의 경우에, 산소(O2) 농도는 유입된 오염물과 관련하여 감소될 것이나, 신선한 공기와 관련된 이산화탄소(CO2) 가스의 농도는 신선한 공기에 의해 공급된 값보다 높게 증가할 것이다.
도 1과 2, 그리고 도 2과 4에 도시된 실시예들은 따라서, 오염된 공기의 이산화탄소 함량이, 신선한 공기에 적용가능한 이산화탄소 값 이상으로 증가하는 것과 관련이 있다.
이러한 가정과 관련하여, 도 3은 환기되기는 하나 구획된 공간내의 이산화탄소 농도의 시간에 따른 변화를 보여주는 그래프를 도시한다.
따라서, 가스 센서 수신기(4)로부터의 신호의 구성은 도 3에 나타나 있으며, 아날로그 신호로서 전자 회로(60)에 수신된다.
전자 회로(60)와 상호작용 하는 것은, "T1"으로 표시된 측정 주기에서의 이산화탄소 농도에 관해 낮은 값 또는 더 낮은 값의 발생을 알아차리는, 제1 회로 기구(61)이다.
제1 회로 기구(61)는 또한, 특정 품질 척도를 이행하는 측정값들 "M(t)"만을 고려하기에 적합한, 하나의 회로 기구(set-up)(61a)를 포함한다.
회로 기구(61a)는 그에 따라, 유효한 또는 현재의 구동 전압과 같은 다른 물리적 파라미터의 측정에 관하여 사용가능한 상태 정보를 고려할 것이다.
회로 기구(61a)는 또한, 여러 가지 안정화 조건들을 고려할 것이며, 그에 따라 측정 상황이 "정지" 상태일 때 얻어지는 측정값만을 받아들일 것이다.
이러한 고려는 또한 과도 전류(electric transients), 사보타주 제어(sabotage control) 등을 포함한다.
회로 장치(61)는, 라인(61b)을 통해, 메모리(69)에 저장된 최저 이산화탄소값에 대하여 정보를 받을 수 있으며, 메모리(69)에 저장된 값(CO2)은 더 낮은 새로운 값이 회로 기구(61a)에 발생될 때 그것으로 즉시 대체되고, 이에 따라 메모리(69)에 이미 저장된 값보다 낮은 이산화탄소 농도 값이 메모리(69)에 입력된다.
회로 장치(61)는 전체 측정 주기 "T1" 동안 연속적으로 발생하는 낮은 이산화탄소 값을 검출하고, 메모리(69)에 저장된 각 상위 값을 하나의 하위 값으로 대체한다.
이와 관련하여, 도 2는 측정 주기 "T1"의 처음에 제1 이산화탄소값(M1)이 메모리(69)에 저장되고, 제2 하위값(M2)으로 대체되며, 그것은 다시 하나의 마지막 또는 최저 값(Mmin)으로 대체된다.
측정 주기 "T1"은, 그 옳은 이산화탄소값을 갖는 참고 공기(reference air)가 단기간에 걸쳐 존재하여, 측정 주기 "T1"동안 측정된 최저 이산화탄소 농도가 신선한 대기의 참고 공기에 적용가능한 바로 그 이산화탄소 농도라고 가정할 수 있도록 하기에 적당한 지속 기간을 가진 것으로 가정된다.
이 최저 값(Mmin)은 하나의 참고값 또는 하나의 저장된 희망값과 비교되게 된다.
도 3에 도시된 그래프에 따르면, 선택된 기간 또는 측정 주기(T1)동안 발생하고 평가된 하나의 최저 측정값(Mmin)이 상기 제2 회로 장치(61)를 거쳐 메모리(69)에 저장되게 된다.
이산화탄소 농도는 사람들이 다소 폐쇄된 장소를 점유하고 있는 낮시간 동안 증가하고, 밤에는 떨어지므로, 도 3에 도시된 그래프는 어느 정도까지 주기적이다. 이산화탄소 농도는 또한 일요일에는 낮아진다.
시점(Tmin)에서 발생하고 평가되고 저장된 최저 측정값(Mmin)은, 측정값이 하나의 참고값 또는 제5 회로 장치(65)로 입력되어 저장된 하나의 참고값 또는 희망값과 비교되는 시간 회로(66a)를 거쳐, 측정 주기 "T1"의 끝에서 제2 회로 장치(61)로 옮겨지게(transferred) 된다.
제5 회로 장치(65)의 희망값은, 신선한 공기의 이산화탄소 농도에 상응하는, 즉 400 ppm의 값으로 설정된다.
제2 회로 장치(62)는 이제 뺄셈 또는 다른 아날로그 기능에 의해 차이(discrepancy)의 크기와 부호(+ 또는 -)를 확립한다.
평가된 차이는 측정 주기 "T1"의 끝에서 제3 회로 장치(63)에 수신된다.
사용된 요소와 수용된 미가공 데이터는, 라인(4a) 및 라인(4a')에서 발생하는 미가공 데이터와 정합되게(co-ordinated) 될 요소(factors) 또는 기능으로부터 다음에 이어지는 측정 주기 "T2"에서 측정 오차의 보상을 형성하기 위해, 제3 회로 장치에서 고려된다.
따라서, 도 4에서 "T2"로 표시되는 바로 다음에 이어지는 측정 사이클 또는 기간에 발생하고, 상기 차이와 관련되고 그에 상응하는 측정값이 제4 회로 장치(64)에서 보상될 수 있는 기초가, 제3 회로 장치(63)에 형성된다.
원칙적으로, 양성 차이(positive discrepancy)가 발생하여 제2 회로 장치(62)에서 평가될 때, 제3 회로 장치(63)에서 처리된 신호는, 하나의 요소 또는 기능으로서 제4 회로 장치(64)로 전송되며, 바로 다음에 이어지는 측정 주기 또는 기간(T2)에 발생하는 상기 보상을 위한 각각의 평가된 측정값이 감소되고, 그 반대도 성립하는 것으로 가정될 수 있다.
따라서, 제4 회로 장치(64)에 저장된 보상 값은, 다음에 이어지는 측정 주기(T2)에서 평가되는 각 측정값에 적용가능한, 하나의 보상 값, 보상 요소 및/또는 보상 기능을 구성하며, 실제로는, 상기 제5 회로 장치(65)를 통해, 참고-서빙 상응 신선-공기 가스 농도(a reference-serving corresponding fresh-air gas concentration)에 의해 나타내어지는 사실상의(virtual) 가스 농도에 적합화된다.
희망 또는 참고 이산화탄소 대조값은 따라서, 상기 제5 회로 장치(65)에 의해, 350-450 ppm 농도 범위에 있는 하나의 선택된 값에 적합화된다(adapted).
다른 가스 및/또는 가스 혼합물에 대해 얻어진 다른 희망 값 또는 대조값이, 입력될 수도 있음은 물론이다.
시간 회로(66a)에서 선택된 측정 주기(T1, T2 및 T3)는 제6 회로 장치(66)에 의해 적합한 기간이 주어지게 된다.
학교, 사무실, 쇼핑몰과 같은 건축 장소의 경우에, 신선한 공기 값에 상응하는 측정값이 각 밤과 낮에 발생할 가능성이 높을 때 상기 기간(T1)은 3일과 30일 사이의 기간(duration)을 가질 수 있다.
저장 장소, 맥주 저장소 및 다른 폐쇄 공간의 경우에, 이 기간 또는 측정 주기는 30일과 180일 사이의 기간을 가질 수 있다.
폐쇄된 컨테이너 수송 및/또는 CO2-제어 숙성 수송의 경우에, 이 기간은 50과 60 역일(calendar days)사이로 설정될 수 있다.
요약하면, 이 기간은, 5일보다 길고 25일보다 짧은 것과 같이, 3일을 넘되, 30일보다 짧은 것이 적용예의 대부분의 경우에 적합할 것이다.
선택된 기간은 여러 가지 필요조건 및 상태에 좌우될 것이다.
따라서, 발생하고 측정된 가스 농도가, 선택된 측정 주기(T1)동안 몇몇 순간의 선택된 희망값의 대표값이 되고, 미리설정된 희망값에 대해 발생한 차이 (discrepancy)가 다음에 이어지는 주기(T2)의 보상 요소의 역할을 하며, 측정 주기(T2)에서 확립된 차이가 다음에 이어지는 측정 주기(T3)에서 보상 요소의 역할을 하는 식으로(and so on), 가스 셀 또는 가스 센서(2) [또는 가스(G)]와 관련된 외부 상태가 이루어지는 것이 본 발명에 있어 중요하다.
제4 회로 장치(64)에서 계산된 보상 요소(K1)는, 바로 다음에 이어지는 측정 주기(T2)에서 각각의 발생되는 시간-관련 측정값을 보상할 수 있도록 제7 회로 장치(67)로 이송되고(transferred) 거기에 저장된다.
수신된 미가공 데이터와 관련된, 선택된 보상의 전체 범위(extent)는, 상기 제7 회로 장치(67)에 의해, 라인(5a)상의 보상 신호 그리고 또한 라인(67b 및 67c)에서 발생하는 보상 신호와 관련된, 일반적으로 간단한, 척도에 좌우될 수도 있다.
두 개의 서로 연속적인 측정 주기(T1 및 T2) 사이의 보상의 선택된 정도는, 제어불능 오차에 기인할 수도 있는, 과다하게 빠르고 높은 정정을 방지할 수 있도록 하기 위해, 제8 회로 장치(68)에 의해 미리 정해진 최저 또는 최저 값보다 적게 맞추어진다.
시간 회로(66a)와 제4 회로 장치(64)에 의해 시동될 수 있는 시작 회로(80)가 또한 도 2에 도시되어 있으며, 이 시작 회로(80)는 제1 측정값(M1)을 메모리(69)로 입력하여(insert), 시간 회로(66a)에 의해 제2 측정 주기(T2)를 시작하게 한다.
전술하였듯이, 측정 주기(T1 또는 T2 등)에서 얻어진 제2 측정값은, 상기 제1 회로 장치에 의해 제2 최저 측정값(M2)으로서 메모리(69)에 저장되고, 상기 저장 된 제2 측정값(M2)은 더 낮은 측정값이 발생되면 그것으로 대체되고, 대체된 더 낮은 측정값이 메모리(69)에 저장된다.
메모리(69)에 저장된 측정값(M1, M2 등)은, 따라서, 측정 주기(T1), 측정 주기(T2) 등에서 발생하는 최저 측정값(Mmin) 바로 아래의 새로운 더 낮은 측정값에 의해 계속적으로 대체되어, 최저 측정값(Mmin)으로 저장될 것이다.[역함수(an inverse function)의 경우에 측정값은 도 8을 참조하여 더 상세히 설명될 최고 측정값 "Mmax"에 대해 저장된다.]
최저 측정값(Mmin)은 그 다음에 측정 주기(T1)의 끝까지 메모리(69)에 남아있으며, 다음에 이어지는 측정 주기(T2)에 대한 적합한 정도의 보상 "K1"을 평가하는데 있어 설정 희망 또는 대조값(the set desired or control value)에 대한 단일 참고값(reference)으로 사용된다.
발생하는 최저 측정값과 제1 측정 주기(T1)로부터 제2 측정 주기(T2)까지의 이행(transition)에서 이루어질 보상은 도 3과 4에 더 명백히 도시되어 있다.
도 3은, 측정 주기(T1)의 부분들동안 아날로그 신호 구성을 더 상세히 보여주기 위한 것으로, 이산화탄소(CO2)에 대한 최저 측정값 "Mmin"이 측정되는 동안의 시점 "Tmin"을 도시한다.
도 4는, 다수의 측정 주기 동안 아날로그 신호 구성의 그래프를 도시하기 위한 것으로, 측정 주기(T1)에 대한 측정값 "Mmin"은 설정 희망 값 "B1" (400 ppm CO2)을 약간 초과하고, 다음에 이어지는 측정 주기 "T2" 동안 모든 측정값을 낮추기 위한 하나의 계산된 정정 요소 "K1"가 측정 주기 "T1"와 상기 측정 주기 "T2" 사이의 시간 구역에 도입되는 것으로 도시되어 있다.
측정 주기 "T2"에 있어서, 정정 요소 "K1"으로 보상된 측정값 "Mmin"은 설정 대조값 "B1"보다 다소 더 작으며, 따라서, 측정 주기 "T2"와 측정 주기 "T3" 사이의 시간 구역에 다음에 이어지는 측정 주기 "T3" 동안에 생긴 모든 측정값을 증가시키기 위해 하나의 새로운 정정 요소 "K2"가 도입되는 등으로 이루어진다.
그러한 설명은, 공기의 자연적인 이산화탄소 함량이 하나의 희망값 또는 대조값으로 사용되는 하나의 실시예를 나타낸다. 그러나, 가스가 0 또는 다른 참고값(reference)과 동일하거나 그것에 가까운 하나의 대조값을 제공할 때, 질소 가스와 같은 다른 가스의 사용을 막는 것은 없다.
도 2-4 모두에서 도시된 것과 관련된 함수 변환(function conversion)을 이용하는 본 발명의 다른 실시예를 도 5 내지 9를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5에는, "f(c,T)"로 표시된 함수["c"는 가스 농도를 나타내고 "T"는 온도를 나타냄]와 관련되고, 제1 온도 정정의 필수조건을 설명하기 위해 두 개의 상이한 온도에서 수행되는, 두 개의 상이한 측정 과정에서의 CO2-농도의 함수로서, A/D 컨버터로부터 얻어진 하나의 출력 신호 또는 계산된 값을 나타내는, 두 개의 그래프가 도시되어 있다.
함수 "f(c,T)"로 표시된 도 5의 0-점은 참고값 f(O,T), 0-농도로 주어져 있다.
도 5는, +5℃에서 CO2-가스가 없을 때의 A/D 컨버터의 계산값(22000)을 나타내고, 그래프는 +50℃에 적용가능한 하나의 상응값(corresponding value)을 나타내며, 그것은 14000의 계산값으로 평가(estimate)될 수 있다.
도 6은, 온도 정정이 도 5에 주어진 차이(discrepancy)와 관련된, 온도-정정 출력 신호의 두 개의 그래프를 제공하기 위한 것이다.
더욱 상세하게는, 도 6은 두 개의 온도 보상 그래프를 제공하기 위한 것이며, 여기서 "c"는 가스 농도를 나타내고, "Ts"는 온도를 나타낸다.
이러한 보상은 두 개의 그래프가, 도면에 61440의 A/D 관련 계산값으로 주어진, 하나의 그리고 동일한 0-값 또는 0-점으로 모이도록 조절된다.
도 6에는, +5℃와 +50℃에서의 온도 보상 그래프들 사이의 차이가 도시되어 있으며, 이 차이는 스판 가스 참고값(SPAN GAS REF; 10 000 ppm CO2)에서 최대로 나타나 있다.
더욱이 보상은, 여기서 25℃로 선택된, 하나의 고정 온도값으로 조절된다.
도 6은, 이산화탄소 농도의 증가에 따른 차이(discrepancy)의 증가를 도시하고 있으며, 더 높은 농도 값(800 ppm CO2 농도 이상)에서 수신된 값은 확실하게 저장되나 더 낮고 낮은 농도 값들에 의해 대체된다.
350-450 ppm CO2 농도 범위내에서, 그 차이(discrepancy)는, 몇몇 적용예에서, 도 6에 도시된 것과 같은 제1 온도 보상이 충분히 고려될 수 있도록 감소된다.
도 6은 또한 "a" 및 " a' "로 표시된 흡수도(absorption)가 유효 온도에 좌 우됨을 나타낸다.
도 7은, 도 6의 온도좌우 흡수도 "a" 및 " a' "가 추가 보상 모드에서, 본 명세서에서 +25℃로 선택된 하나의 동일한 고정 온도 값으로 온도 보상되며, 온도 보상 흡수도가, 스판-값 그래프와 관련된, 참고값 "a, Tref"으로 주어지는, "f(c)"로 표시된 단일 그래프를 나타낸다.
도 6에서 그리고 도 7에서, 선형 근사치(in a linear approximation)로 4개의 상수값의 값을 평가할 필요가 있다, 즉;
0-점(f.0)에 대해 ZERO0 또는 ZEROref ;
온도 계수 "TZ"; 그리고
도 6에 도시된 차이에 대해;
SPAN0 or SPANref ;
온도 계수 "Ts".
0-점 평가를 위해 다음 식이 사용된다;
ZERO(T) = ZERO0 + TZ (T-Tref) = F(0)/f(OT)
도 6의 차이에 대해 다음 식이 사용된다;
SPAN(T) = SPAN0 + TS (T-Tref).
도 7에서, 저장 시퀀스(storing sequence)의 도 2와 관련된 연속적인 값 "M1", "M2" 및 "Mmin"이 입력되나(entered), 이 적용예에서 함수 "f(c)"는 도 3의 그래프 도시와 다소 반대이다.
CO2-가스의 0-점 또는 0(zero) 농도에 대한 하나의 동일한 값으로의 하나의 온도 정정이 도 6에 나타나 있는데, 여기서 A/D 컨버터가 하나의 카운트 값(count value)까지 계산하고(counts), 그 값이 61440의 고정값까지 계산되거나 변환된다.
도 6의 그래프 "f(c,Ts)"는, +5℃에서 온도-의존 흡수도 "a"와 +50℃에서 온도-의존 흡수도 " a' "인, 두 개의 상이한 온도 곡선을 나타내는데, 흡수율은 "1-트랜스미션(transmission)"으로 계산되고, "트랜스미션"은 "f(c,Ts)"/61440에 상응하는 하나의 A/D 컨버터 관련 값을 구성하기에 적합하다.
도 6에 도시된 그래프의 두 개의 곡선은, A/D 컨버터에 대한 하나의 동일한 값(61440)으로 표준화되고(normalized)(ZERO, Ts), 상기 값은 상술한 바와 같이 한차례 온도 보상된다.
도 7은, CO2 농도의 함수로서 A/D 컨버터로부터 얻어지거나 이와 관련된 값에 적용가능한 제2 또는 추가 온도 정정(a second or further temperature correction)을 통해 온도 정정된 그래프 또는 최종 교정 표를 도시한 것이며, 400ppm의 선택된 CO2 가스 농도로 나타낸, A/D 컨버터 값(58000)이 하나의 참고 값 또는 희망 값(Ref.)으로 선택되었다.
그것은, 더욱 상세하게는, 상기 참고값이 61440의 0-값보다 낮아야 하는, A/D 컨버터를 위한 참고값(Ref.)을 얻기 위해 CO2-농도에 대해 선택된 값에서 교정 곡선 "f(c)"를 활용하는 문제이다.
이것은, 상기 참고 값보다 높고 낮은 디지털 A/D 컨버터-관련 값이 검출되고 저장되게 하며, 그래서 바람직한 정정 요소가 형성되게 한다.
도 7에 따른 교정 테이블은, 그러므로, ZERO(T) 및 SPAN(T)의 함수 또는 결합을 구성하는데, 여기서, SPAN(T) = SPANo + Ts * T 이고, 상기 교정 테이블은 관련 측정 장비에 적합하다.
도 8은, 본 발명의 가르침에 따라 서로 상호작용하는 전자 회로와 기능을 포함하는 대체(alternative) 전자 회로 장치(6")를 도시한 블록도로서, 디지털 신호 구성을 사용하면서 하나의 측정 주기(T1) 동안 최고 측정 값(도 7 참조)의 평가를 기초로 한다.
그러한 최고 값은, 상기 참고 값(Ref.) 61440 보다 더 크거나 더 작을 수 있거나 또는 상기 참고 값과 합치할 수 있으며, 이러한 경우 계산된 정정 요소 "K1"은 변화되지 않게 된다.
이것이 도 6 또는 7에 적용될 때, 선택된 온도 값에 따라 발생하는 차이가 명백할 것이다.
도 8의 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 블록 및 기능에 상응하는 블록과 기능은. "프라임(prime)" 부호를 부기하기는 하였으나, 동일한 도면부호로 식별되었다.
도 8은, 하나의 온도 정정 및 온도 보상 서미스터(temperature compensating thermistor)(8)를 갖는 하나의 측정 가스 검출기(4')를 도시하는데, 이 서미스터는 가스 센서 및 그 캐비티(2")에 근접하게 위치한다.
이 실시예의 경우에, 측정 가스 검출기(4')는 하나의 가스 센서 신호(4a')와 하나의 온도 의존 신호(67a'[T])를 전자 장치(6")와 신호 수신 회로(60')로 보내는데, 각 아날로그 신호는, A/D로 표시된, A/D 컨버터에서 변환된다.
이러한 변환된 신호들은, 60c'로 표시된 하나의 수단에서 연속 신호 구성(serial signal structure)를 위해 조정된다(coordinated).
이 신호수신 회로(60')는 입력된 아날로그-관련 신호를 조절하고(condition) A/D 컨버터에 적응시키기 위한 하드웨어와 소프트웨어를 포함하고, 상기 A/D 컨버터는, 상기 측정 가스 검출기(4') 또는 상기 수단(8')으로부터 수신된 신호 구조에 따라 계산된 값을 보낸다(deliver).
이 회로(60')는 또한 도 6과 관련하여 주어진 조건에 따라 온도 보상을 수행한다.
신호수신 회로(60')는 디지털 출력 신호를 회로(6a')로 보내고, 여기서 테이블 변환(table conversion)과 함께, 추가 온도 보상이 도 7에 도시된 조건에 따라 수행될 수 있다.
측정 값 표시(presentation) 및 측정 값 적용은 회로(6a')를 통해 표시 유닛(7")으로 전송된다.
회로(6a')는 또한, 전체 보상을 나타내는 회로(63' 및 64')로부터의 정정 신호 "K1"에 의해 제어되며, 여기서 회로(67')는 추가되는 두 개의 척도와 함께 디지털 방식으로 상호작용한다.
제1 척도는 회로(61'a)에 의해 제어되며, 그것은 회로(61a')[M(t)]에 의해 지시받은(dictated) 척도를 고려하면서, 신호수신 회로(60')로부터의 디지털 신호의 각각의 증가된 값을 알게 된다.
이러한 제1 척도는, 메모리 또는 메모리 회로(69')[M(max)], 시간 회로(66a'), 회로(66'), 디지털-신호-비교 회로(62'), 디지털식으로 저장된 대조 값(65'), 및 정정 함수 회로(63')의 디지털 함량(content)에 좌우된다.
회로(63')는, 회로(68')의 정정 모드에 의존하여, 다음의 기간(T2)에 적용가능한 '"카테고리 c" 보상 요소 "K1"를 만들어내는 회로(64')와 상호작용한다.
제2 척도는 "카테고리 b"와 "카테고리 d"로 불리울 수 있고, 회로(67c')에서 발생된 하나의 압력 보상 신호 또는 몇몇의 다른 보상 신호를 구성한다.
제3 척도는, 참고 검출기(5'), 또는 측정 가스 검출기(4')와 유사하게 하나의 가스 센서 신호(5a' 또는 4a')와 하나의 온도 신호[67b'(T)]를 신호 수신 회로(60a') 또는 이와 유사한 회로에 전송하는 다른 몇몇 가스 검출기(4")의 사용과 관련된다.
회로(67')에서 평가되고 계산된 전체 보상은 단순한 알고리즘의 도움으로 이루어질 수 있다.
따라서, 도 8에 도시된 디지털화 회로 장치는, 상술되고 도 2에 도시된, 회로 장치와 약간 다르다.
"아날로그-디지털 측정 값"이라는 표현은, 도 2에 따라 아날로그 방식으로 제공되는 하나의 측정 값 또는 도 8에 따른 디지털 방식으로 제공된 측정 값을 의 미하는 것으로 할 것이 제안된다.
도 9는, 도 5와 6에 도시된 것과 동일한 교정 시퀀스 동안에 상기 A/D 컨버터와 관련된 출력 신호를 보여주는 그래프이다.
하나의 가스 셀, 광원, 광 수신기들, 가스 셀 관련 캐비티내의 하나의 측정 통로, 전자 회로 장치를 구비한 가스 센서 장치가, 하나의 클리마 챔버(clima chamber)에 도입되며, +5℃와 CO2 함량이 0인 A/D 컨버터로부터 계산된(counted) 수는 22000으로 읽힌다(1).
여기서 10000 ppm CO2 농도로 선택된 스판-가스(SPAN-GAS)가 도입되고, A/D 컨버터로부터 계산된 수가 8000으로 읽힌다(2).
클리마 챔버의 온도는 +50℃까지 상승되고, A/D 컨버터가 동일한 값 8000으로 읽힌다(3).
챔버내의 가스 함량은 이전과 동일한 농도, 10000 ppm CO2까지 상승되고, A/D 컨버터가 15000으로 읽힌다(4).
하나의 대조구로서, 클리마 챔버내의 온도가 참고 온도 +25℃까지 하강되고, A/D 컨버터는, 바람직하게는 앞의 (4)에서 표시된 것과 동일한 값 15000까지 읽힌다(5).
이 대조구로 상술한 4개의 상수를 평가하는 것이 가능할 것이다.
하나의 희망값(Ref.: 58000)과 하나의 기록값(Mmin 59000) 사이의 차이에서, 이것이, 동일한 희망값(Ref. 58000)으로 A/D 컨버터 관련 카운터 값(A/D-converter related counter value)을 조절하기 위해, ZERO(T) 및 다른 가능한 보상 요소와 함께 사용된 계속되는(succeeding) 기간에 대해 사용된 보상 요소(Ref/Mmin)를 회로(64'a)에서 발생시킨다는 것이 도 7로부터 명백하다.
본 발명은 설명되고 도시된 그 예시 실시예로 한정되지 않으며, 첨부된 특허청구범위에 설명된 것과 같은 본 발명의 개념의 범위내에서 변형이 만들어질 수 있음을 알 것이다.
특히, 각 도시된 유닛 및/또는 역할(function)은 바람직한 기술적 역할을 달성하기 위해 다른 도시된 유닛 및/또는 역할과 서로 결합될 수 있다.

Claims (30)

  1. 서로 연속하는 측정 주기 동안 순간적으로 발생하는 복수의 측정값이 검출되는 가스 센서의 도움으로, "드리프트(drift)" 오차 원(error source)에 포함된 측정 오차를 보상하는 방법에 있어서,
    a. 선택된 기간(T1) 동안 발생하고 평가된, 하나의 최저 또는 최고 측정값 또는 이에 가까운 측정값을 하나의 메모리(69, 69')에 저장하는 단계와;
    b. 상기 선택된 기간(T1)의 끝에서 상기 발생하고 평가된 측정값을 하나의 저장된 대조값(control value) 또는 설정점 값(set-point value) 또는 하나의 대조값과 비교하는 단계와;
    c. 다음에 계속되는 기간(T2)에 얻어지고 발생하는 측정값의 관련된 또는 상응하는 보상을 위한 근거로서 발생하고 평가된 측정값과 상기 저장된 대조값간의 차이(discrepancy)를 이용하는 단계와; 그리고
    d. 유효한 온도에 상응하는 신호를 발생시켜서, 전자 회로 장치(6)에 공급되게 하는, 하나의 가스 셀(2)과 관련된, 하나의 온도 감지 수단을 사용하는 단계를 포함하며;
    가스 셀 관련 온도 감지 수단(8)으로부터 상기 장치(6)에 의해 수신된 신호가, 상기 가스 셀(2)과 각각 관련된 하나 또는 그 이상의 광수신 수단(4, 5)으로부터 수신된, 각 신호의 온도 의존 정정(temperature depending correction)을 일으키는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도 의존 정정이, 하나의 동일한 참고점(reference point)과 관련된, 복수의 온도 의존 데이터의 조정(coordination)에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전자 회로 장치(6)가 두 개의 신호를 발생시키기(cause) 위해 두 개의 회로 또는 그와 유사한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  4. 제3항에 있어서, 하나의 신호는 측정값과 관련되고, 다른 하나의 신호는 온도값과 관련된 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  5. 제1항에 있어서, 온도와 관련된 상기 신호가, 제1 온도 보상과 제2 온도 보상을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  6. 제1항에 있어서, 측정될 용적의 가스(G)를 수용하기 위한 하나의 캐비티(2')를 가스 센서에 포함하고; 상기 가스 센서(2)에 상기 캐비티(2')를 통해 광선 빔(light beams)을 보내기 위한 하나의 광원, 및 상기 광선 빔이 상기 캐비티를 통해, 하나의 선택된 측정 통로를 완전통과한 후에 상기 광선 빔을 수신하기 위한 하나의 광 수신기(4)가 배정되고; 그리고 상기 광원(3)과 상기 광 수신기(4)에 연결되고, 무엇보다도, 광원(3)으로부터 보내진 광선 빔과 관련된 하나 또는 그 이상의 파장에 대해 광 강도를 평가하고, 하나 또는 그 이상의 가스 또는 가스 혼합물의 존재 또는 그러한 가스 또는 가스 혼합물의 농도를 평가하고 계산하도록 맞추어진(adapted), 관련 전자 회로를 구비한 하나의 전자 회로 장치(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 발생 양성 차이(occurring positive discrepancy)에 답하여, 바로 다음에 뒤따르는 측정 주기(T2)내에서 발생하는 값들에 대한 측정값 보상을 위해 아날로그 또는 디지털 평가 측정값을 감소시키거나 증가시키고, 그 역도 또한 가능한 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  8. 제6항에 있어서, 저장된 아날로그 또는 디지털 대조값 또는 참고값을, 하나의 상응하는 공기-운반 가스 농도를 나타내는 농도와 같은 선택된 가스 농도에 맞추는(adapt) 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  9. 제8항에 있어서, 350-450 ppm의 농도 범위내에 있는, 하나의 아날로그 또는 디지털 이산화탄소 대조값을 발생시키는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  10. 제6항에 있어서, A/D 컨버터로부터 얻어지거나 이와 관련된, 하나의 변경 및 정정된 디지털 참고값을 도입하여, 하나의 선택된 측정 주기(T1) 동안 나타나는 최저(또는 최고) 값에 따라, 필요한 보상을 실행하는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  11. 제1항, 제6항 또는 제10항에 있어서, 사용된 가스에 대하여, 하나의 표준화된(normalised) 0-값으로 A/D 컨버터를 설정한 것을, 하나의 보상 요소(factor)로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  12. 제1항, 제6항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 교정 테이블(calibration table) 또는 교정 곡선(calibration curve)으로부터 평가되고, 0-값으로 참고된(referenced) 값보다 더 낮거나 높게 선택된 디지털 참고값을 사용하여, 디지털 정정 교정(digital correcting calibration)을 일으키는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  13. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상호 연속적인 측정 주기 사이의 보상의 정도를, 미리 정해진 값보다 낮게 되도록 하는 것을 특징으로 하는, 측정 오차 보상 방법.
  14. 삭제
  15. 여러 가지 오차중에서 "드리프트" 오차 원(a "drift" error source)에 관련된 측정 오차를 보상하기 위한 전자 회로 장치로서, 상호 연속적인 측정 주기(T1) 동안 복수의 순간적 측정값들을 검출하기 위한 하나의 가스 센서(2)의 도움으로 측정이 이루어지고; 그에 따라 서로 가깝게 있고 하나의 선택된 측정 주기 또는 기간(T1) 동안 발생하고 평가된 하나의 최저(도 2) 및 최고(도 8) 측정값들이, 하나의 메모리(69, 69')에, 제1 회로 장치(61, 61')를 통해 하나의 측정값으로서 저장되고; 상기 선택된 측정 주기(T1)의 끝에서, 상기 발생하고 평가된 측정값은 제2 회로 장치(62, 62')를 통해 하나의 저장된 대조값과 비교되어야 하며; 제3 회로 장치(63, 63')에서 확립된, 상기 평가된 측정값과 저장된 대조값 사이의 차이는 다음에 이어지는 기간(T2)내에 발생하는 측정값들의 제4 회로 장치(64, 64')를 통한 관련 보상 또는 상응 보상의 기초를 구성하고; 유효 온도(prevailing temperature)에 상응하는 하나의 신호를 발생시키는 하나의 가스 셀(2)과 관련된 하나의 온도 감지 수단(8)을 사용하여, 상기 발생 신호가 상기 전자 회로 장치(6, 6')로 공급되며; 하나의 가스 셀관련 온도 감지 수단으로부터 오고, 상기 전자 회로 장치(6, 6')에 의해 수신된 하나의 신호가, 상기 가스 셀(2)과 각각 관련된 하나 또는 그 이상의 광 수신 수단(4, 5)으로부터 수신된 각각의 신호의 온도 의존 정정을 발생시키기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 온도 의존 정정이 하나의 동일한 참고점(reference point)과 관련된, 복수의 온도 의존 아날로그 또는 디지털 데이터의 조정(coordination)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 전기 회로 장치(6, 6')가 두 개의 독립 신호를 일으키기 위해 두 개의 회로 또는 그와 유사한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  18. 제17항에 있어서, 하나의 신호가 측정값과 관련되고, 다른 하나의 신호가 온도값과 관련된 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  19. 제18항에 있어서, 온도값과 관련된 상기 신호가, 제1 온도 보상을 위해 사용되거나, 또는 제2 온도 보상을 위해서도 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  20. 제15항에 있어서, 비교에 있어서 차이(discrepancy)가 생긴 경우에, 바로 다음의 측정 주기 또는 기간(T2)에 발생하는, 평가된 측정값이, 제4 회로 장치(64, 64')를 통해 증가되거나 또는 감소되는 것과 같이 보상되는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  21. 제15항 또는 제20항에 있어서, 상기 저장된 대조값을, 제5 회로 장치(65')를 통해, 하나의 상응하는 공기-운반 가스 농도를 나타내는 가스 농도와 같은 하나의 선택된 가스 농도에 맞추는(adapt) 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  22. 제21항에 있어서, 제5 회로 장치(65')를 통해 이산화탄소에 대해 발생된 하나의 대조값이, 350-450 ppm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  23. 제15항에 있어서, 하나의 선택된 측정 주기 또는 기간에, 제6 회로 장치(66')를 통해 단기 또는 장기의 지속 시간이 주어지는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제6 회로 장치(66')를 통해 얻어진 기간이 3일보다 길고 20일보다 짧은 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  25. 제15항에 있어서, 보상의 선택된 정도가, 제7 회로 장치(67')의 작용(agency)에 의해, 추가 척도(further criteria)에 좌우되는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  26. 제15항에 있어서, 상호 연속적인 측정 주기들 사이의 보상의 선택된 정도가, 제8 회로 장치(68')의 작용에 의해, 미리 결정된 값보다 낮도록 되는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  27. 제15항에 있어서, 하나의 제1 측정값이 상기 제1 회로 장치를 통해 제1 아날로그 또는 디지털 측정값으로서 상기 메모리에 저장되고, 그리고 상기 저장된 제1 측정값이 다른 측정값의 발생에 답하여 대체되고, 그것이 상기 메모리에 상기 제2 디지털 측정값 등으로서 저장되는 등으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  28. 제15항에 있어서, A/D 컨버터로부터 얻어진 하나의 변경된 아날로그 또는 디지털 참고값을 도입하여, 하나의 선택된 측정 주기 동안 최저 또는 최고 값에 따라 필요한 보상이, 실행되는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  29. 제15항 또는 제28항에 있어서, 하나의 A/D 컨버터 설정(setting)이, 하나의 표준화된 0-값과 관련된 하나의 보상 요소로서 직접적으로 또는 간접적으로 사용되는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
  30. 제15항 또는 제28항에 있어서, 교정 테이블 또는 교정곡선(도 7)으로부터 평가된 하나의 사용된 참고값(Ref.)이, 상기 참고값의 위와 아래의 하나의 정정적 계 수화된 교정(corrective digitalised calibration)을 만들 수 있도록 하기 위해 0-값을 나타내는 값(61440)보다 낮게 선택되는 것을 특징으로 하는, 전기 회로 장치.
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