CN101073006A - 气体检测方法和系统 - Google Patents

气体检测方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101073006A
CN101073006A CNA2005800419300A CN200580041930A CN101073006A CN 101073006 A CN101073006 A CN 101073006A CN A2005800419300 A CNA2005800419300 A CN A2005800419300A CN 200580041930 A CN200580041930 A CN 200580041930A CN 101073006 A CN101073006 A CN 101073006A
Authority
CN
China
Prior art keywords
look
radiation
wavelength
gas
signal
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.)
Granted
Application number
CNA2005800419300A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101073006B (zh
Inventor
伊恩·罗宾斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Life Safety Distribution GmbH
Original Assignee
Honeywell Analytics AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell Analytics AG filed Critical Honeywell Analytics AG
Publication of CN101073006A publication Critical patent/CN101073006A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101073006B publication Critical patent/CN101073006B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/11Automated chemical analysis
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/25875Gaseous sample or with change of physical state

Abstract

公开了一种操作比色气体检测器系统的方法,所述系统包括承载有材料(12)的衬底,所述材料(12)可以与目标气体反应以使所述材料(以下被称作“色变材料”)所吸收或发出的辐射波长发生改变。所述方法包括:a)向包括色变材料的衬底区域(15)施加预定浓度的化学试剂,所述化学试剂直接或间接地与所述色变材料反应,从而使由所述材料所吸收或发出的辐射波长发生改变;按色变材料与化学试剂的反应产品所吸收或发出的波长来检测在所述区域(15)中所吸收或发出的辐射,并且c)依照按所述第二波长检测的辐射量来产生信号,所述信号取决于在衬底上的色变材料量。当色变材料暴露于目标气体时可以使用所述信号来校正所述色变材料的读数以便补偿衬底上色变材料量的改变。

Description

气体检测方法和系统
技术领域
本发明涉及检测器,尤其涉及用于检测有毒气体的检测器,所述检测器包括与所感测的气体或蒸气或者气体或蒸气系列(下文中称为“目标气体”)反应的材料,并且所述反应导致该材料辐射吸收的变化,通常借助可见光谱中颜色改变来证明。
背景技术
已知使用具有纸带衬底的化学试剂盒来检测有毒气体,所述纸带注有特殊的化学材料;所述纸通常是吸收性的并且通过将其浸入该材料的溶液槽中来注入所述化学材料。所述纸带随后被干燥并且安装在盒中。在使用期间,纸带被置于分析器中,所述分析器用于经由纸带从所监视的空气中吸收气体。选择在纸带上或其中所吸收的化学材料来与目标气体反应并且改变颜色。由于暴露于预定量的气体,颜色改变度提供了在所监视空气中目标气体浓度的量度。分析器检测颜色改变,即由反应产品在未反应的色变材料没有或很少吸收或发出的波长上所吸收或发出的辐射吸收,继而通过把所述色变与已知的气体响应表相比较来计算气体浓度,所述表已经被预先编程到所述分析器中。纸带定期前进以便把没用过的一段纸带送入分析器内的位置,借此吸入气体以便使用没用过的那段纸带来进行进一步的测量。纸带系统的一个主要优点在于根据所述纸带的可见颜色变化来看,能够永久地直观记录存在肯定的气体响应。
色变响应给出在被监视的大气中目标气体量的量度。然而色变响应取决于在纸带上所吸收的或施加到其上的色变材料量,所述色变材料量随后取决于在制造期间施加到衬底上的色变材料量,并且其可能取决于制造商所施加的控制而改变。第二,在温度、湿度和/或光的条件下,纸带和色变材料可能随时间推移而降级。因此所存在的色变材料量取决于自从制造以来已经过去的时间。最后,所述衬底的密度或吸收率不一定是均匀的,并且不同区域可能吸收不同的色变材料量。所有这些因素可能导致从一个带到另一个带以及沿着单个纸带长度都不能准确地响应于给定浓度的目标气体。
本发明的目的是克服或缓和一些或所有上述问题。
发明内容
依照本发明,提供了一种操作比色气体检测器系统的方法,所述系统包括承载有材料的衬底,所述材料可以与目标气体反应以便使所述材料(以下被称作“色变材料”)所吸收或发出的辐射波长发生改变,其中所述方法包括:
a)向包括色变材料的衬底区域上施加预定浓度的化学试剂,所述化学试剂直接或间接地与所述色变材料反应以便使由所述材料所吸收或发出的辐射波长发生改变;
b)以色变材料与化学试剂的反应产品所吸收或发出的波长(“第二波长”)来检测在所述区域中所吸收或发出的辐射,所述第二波长是未反应的色变材料与所述反应产物相比没有或较少吸收或发出的波长;并且
c)依照按第二波长检测的辐射量来产生信号,所述信号取决于在衬底上的该具体点的色变材料量。
当色变材料暴露于目标气体时可以使用所述信号来校正所述色变材料的读数以便补偿衬底上色变材料量的改变。
化学试剂本身可以与色变材料反应或者可以与一个或多个其它成分反应以便形成与所述色变材料反应的产品。其它成分也可以在衬底上提供或者可以作为与化学试剂相同过程的一部分来施加。例如,可以在施加液体A之后施加液体B,其一起反应以便生成与色变材料反应的第三材料“C”。此例子是可以在淀积氢氧化铵(或者作为固态或弱碱性溶液)继而添加弱酸的溶液中产生氨。
通常设置这种设备以通过或经由色变材料来吸收预定量的大气气体,例如通过操作某个泵在预置时间吸收气体。考虑通过或经由色变材料来吸收大气气体的时间,所施加的化学试剂量优选是这样,使得它导致色变材料颜色发生改变,所述颜色改变在人们可能预计看到预期目标气体浓度的颜色改变范围内。
可以依照许多方式来使用步骤c)的信号以确认比色气体检测器系统适当地操作并且生成相当准确的响应。所述方法可以包括以下步骤:把所述信号与预定范围或阈值相比较并且如果所测量的信号超出所述范围或在阈值之外那么产生用于表明系统操作有故障的警报信号。
所述方法可以包括进一步的步骤:
d)使来自大气的气体接触衬底的第二区域,所述第二区域不同于在步骤a)施加化学试剂的区域;
e)按色变材料与目标气体的反应产品所吸收或发出的波长(“第一波长”)来检测辐射量,所述第一波长是未反应的色变材料与所述反应产品相比没有或较少吸收或发出的波长;并且
f)根据在步骤e)所检测的辐射来计算大气中的目标气体量,所述计算包括依照在步骤b)所检测的辐射来调节所计算的大气中的目标气体量。
在这种情况下,可以通过使用来自步骤c)的信号来调节所述计算以便校准和/或归零在步骤e)所检测的辐射。
用来测量目标气体的第二区域优选邻近于在步骤a)施加化学试剂的区域。
本发明尤为重要的附加方面在于化学试剂可以是液体的,这是因为液体比气体更便宜且易于存储,它们还比气体更易于施加,特别是当被施加到给定的受限位置时,并且计量精确的液体量也更容易且便宜。
比色气体检测器系统主要用于测量有毒气体,尤其是难于用电化学方法来感测的或者低于通常电化学技术可检测浓度的有毒气体。这些气体包括氯化氢、溴化氢和氟化氢、臭氧、砷、磷化氢、乙硼烷和硅烷。依照对应于预期的目标气体与色变材料反应的方式,所使用的化学试剂不必与色变材料反应,只要与化学试剂的反应导致色变即可,所述色变取决于衬底中的色变材料量。然而,化学试剂常常依照与目标气体相同的方式来反应。例如,用于检测酸性或碱性气体(诸如氨、氯化氢、溴化氢和氟化氢)的色变材料可以是与pH相关的,例如pH值指示剂,因此在这种环境中所使用的化学试剂还可以是碱,例如氢氧化钠或氢氧化铵溶液,或酸,例如盐酸。同样,用于检测臭氧的色变材料可以被臭氧氧化以导致颜色改变,因此在此环境中所使用的化学试剂可以是另一氧化剂,例如过氧化氢或次氯酸。对于任何氢化物来说,可以使用氨(或氢氧化铵)。
因而在色变材料与大气中的任何目标气体反应之后所检测的波长(第一波长)可以与在所述色变材料与化学试剂反应之后所检测的波长(第二波长)相同,并且它们优选是相同的波长,这是因为这简化了检测。然而,可以设想第一和第二波长可以是不同的。
被施加到衬底的化学试剂可以是液体试剂(选择性地与稀释液混合)、溶液、凝胶、感光乳剂或悬浮液。
本发明还提供了一种比色气体检测器系统,用于检测和/或测量在被监视大气中目标气体的存在,所述系统包括:
a)气体感测站,被配置为使来自大气的气体采样与携带色变材料的衬底相接触;
b)支持架,被配置为支撑所述衬底并且把相继的衬底或相同衬底的相继部分推进到所述气体感测站;
c)化学试剂储存器;
d)敷料器,用于把预定剂量的化学试剂从储存器施加到包含色变材料的衬底区域上,
e)辐射检测器,被安排来检测(i)施加有所述化学试剂的色变材料所吸收或发出的辐射以及(ii)由来自大气的气体所接触的色变材料所吸收或发出的辐射,继而依照所检测的辐射来产生信号;和
f)处理器,被配置为处理来自所述辐射检测器的信号并且根据从在e)(ii)所检测的辐射而导出的信号来计算大气中的目标气体量。
处理器优选被配置为使用根据在e)(i)中所检测的辐射而导出的信号来调节对大气中目标气体量的计算,例如以便使用根据在e)(i)中所检测的辐射而导出的信号来校准对目标气体量的计算。
在e)(i)和e(ii)所检测的辐射优选分别被限制为第一和第二波长。
辐射检测器可以是被安排来检测辐射e)(i)与辐射e)(ii)的单个检测器或者分别用于辐射e)(i)和辐射e)(ii)的分开的各检测器。
所述系统可以包括警报产生器,所述警报产生器可以是控制器的一部分,被安排来把用于表明目标气体量的信号与预定范围的可接受值或阈值相比较,并且如果所述信号超出预定范围或落入阈值之外那么开始警报例程。所述警报可以是视觉和/或听觉警报,其可以是气体检测器系统的一部分或者远离于所述系统(或者实际上两种情况都存在)。
气体感测站通常包括:
(a)从储存器向衬底上施加预定剂量的化学试剂的位置,
(b)经由或通过所述衬底吸收来自大气的气体的位置,
(c)检测已经由色变材料所吸收或发出的辐射的位置,其中已经向所述色变材料施加了化学试剂,和
(d)检测已经由色变材料在暴露于来自大气的气体之后所吸收或发出的辐射的位置。
这些位置可以都是相同的或不同的;位置(a)和(b)通常是相互不同的形式并且也不同于位置(c)和(d)。位置(c)和(d)也可以是不同的,但是优选它们是相同的。当所述位置是不同的时,它们优选彼此相邻地布置。在气体感测站执行的功能可以对不同的衬底或对单个衬底的不同区域同时来进行,或者它们可以在不同的时间进行。
本发明的一个相当大的优点在于可在不必提供复杂布置而把校准气体输送到系统的情况下简单且廉价地校准所述系统。
用于施加液体化学试剂的敷料器可以是喷墨印刷头,所述喷墨印刷头可以准确地把所要求的液体量按量施加到衬底上,喷墨印刷头价格便宜并且功耗相对低。然而作为替代可以提供其它敷料器,例如篡改(tamper)印刷或使用注射配料器。
常常建立具有携带色变材料的衬底的已知气体检测系统用以定期地获取目标气体的读数;在每次读取之前,把衬底推进到气体感测站(如果所述衬底可以用于多次读取)或者在气体感测站提供没用过的衬底(如果所述衬底只可以用于单个读数)。在本发明中可以使用这种布置。可以在每次读取被检测的大气的目标气体含量之前或者在每n次读取之前,向衬底施加化学试剂,其中n是大于1的整数。施加有化学试剂的区域优选只是辐射检测器所感测的衬底一部分,使得在该区域中由施加所述化学试剂所导致的辐射改变可以被相同的设备检测为由于在被监视的大气中存在目标气体所导致的颜色改变。此布置意味着可以在接近于进行实际目标气体读取的位置进行校准读取,这使由于衬底上色变材料浓度的变化所导致的错误最小化。
如果在衬底的离散区域中提供色变材料,那么可以只向离散区域一部分施加化学试剂。
优选地是,所述系统由微处理器控制,包括以下功能中的一个或多个:推进衬底,经由或通过所述衬底吸收气体,读取在已经施加化学试剂的区域中和被暴露于来自被监视大气的气体的区域中色变材料波长的改变,施加所述化学试剂,警报或校准功能以及印刷、显示并存储所检测的目标气体量。
在优选实施例中,施加化学试剂并且在经由或通过吸收来自被监视大气的气体之前感测辐射中的相应改变,这是因为否则被监视大气中的有毒气体可能会影响在已经施加化学试剂的区域中所改变辐射的读数。作为替换,校准步骤可能只出现在正的气体读数之后(在已经出现警报之后)以检查正确的气体校准。此过程可以把纸带(或其它衬底)倒带至在引起正读数的部分之前的纸带部分,并且进行校准继而对于在引起正的气体读数的部分之后的衬底部分来重复所述过程,进而在引起正的气体读数的部分两侧提供关于纸带中色变材料量的信息,由此提供更大精度的读数。该方面对于提供永久记录气体剂量来说是十分重要的,其中在现场的工人可能会暴露于所述气体。
可以改进现有的比色气体感测器以适合本发明。
此布置对于结合我们较早的于2004年10月8日提交的一并待决的欧洲专利申请号04256223.1所描述的系统来说是尤为有益的。
在任一时刻,在气体检测站中的衬底上可以存在色变材料的一个以上离散区域,在这种情况下可以独立地校准每个离散区域。在气体感测站可以存在色变材料的一个以上离散区域,用以监视在所关注的大气中存在一种以上的气体或者测量交叉指示气体量,即导致色变材料改变的气体(除目标气体之外)。
所述衬底可以是被容纳在盒中的条或带状物,使得所述条或带的顺序区域依照与当前所使用的相同布置被暴露给所监视的大气,如上所述。在这种情况下,衬底可以是透气的,以使气体采样能够从所监视的区域通过所述衬底,或者它可以是无细孔的,其中必须经由衬底来传送气体。另外,所述衬底优选是可吸收液体的,使得所施加的液体材料易于被该衬底保持。然而,它不应当被过分吸收,以致液体从其所淀积的地方显著迁移。
附图说明
参考附图1到3仅以举例形式进一步详细描述本发明,其中:
图1示出了依照本发明所使用带的截面;
图2是依照本发明的比色气体感测设备的示意图;和
图3是示出图2的系统操作的流程图。
具体实施方式
最初参照图1和2,示出了可以由马达(未示出)沿箭头“B”方向在两个卷轴11之间推进的带。所述带10由衬底10(例如吸水纸)组成,其上是色变材料的淀积区域,在这种情况下为点12;在图1中,在单行中布置所述点但是可以提供一行以上的点12并且可以在每行中使用不同的色变材料。例如,一行点可以由一种类型的色变材料组成并且第二行点可以由不同类型的色变材料形成以便检测不同的目标气体。点12可以由制造商在衬底10上形成或者由用户现场淀积;无论哪种情况,它们都适于由喷墨印刷技术来淀积。
可以使用以下色变材料1到3来形成点12。
材料1
水溶液或诸如甲醇之类的有机溶剂,包含:
重量百分比0.1的带黄色的曙红(eosine yellowish)(颜色指标:酸性红87),是基于fluoscine的染料,
重量百分数0.3的对四氯磺酸(para-toluenesulphonic acid),和
重量百分数15的多元醇,诸如甘油,
因为这种材料的pH值由于酸性而保持很低,所以此材料当被干燥时基本上是透明的或是非常浅的桃红色(染料只在中性或碱性时才示出其颜色)。此材料可以用来借助气体使所述材料更呈碱性由此出现染料的自然色来检测碱性气态成分(诸如氨)的浓度。色变——清澈的黄色
材料2
除带黄色的曙红由玫瑰苯亚甲基(rose benzal)、荧光桃红(phloxine)、带蓝色的曙红(eosine bluish)或真曙红(erythrosine)以外与材料1相同。对四氯磺酸可以由萘磺酸(naphthalenesulphonicacid)或苯磺酸(benzensulphonic acid)来替换。材料2也用于检测碱性气体。
材料3
溶剂:1.5毫升的浓缩(conc.)硝酸;
25毫升的甘油;和
224毫升的甲醇。
活性成分:2.5克的硝酸银
衬底:涂有硅酸(或硅胶)的纸带
此材料可以用于检测诸如砷、磷化氢、乙硼烷之类的金属氢化物。当接触这些材料时,所淀积的材料出现从清晰到灰白/黑色的色变。代替浓缩硝酸,可以使用其它有机或无机酸。例如先前在材料1和2中所描述的在材料1和2中所提及的酸之一。酒精(甲醇)被选为溶剂,这是因为在处理时,它使纸带当比起相对于水基溶液,它处理时能够使纸带更易于变干,但是也可以使用其它酒精和溶剂,例如乙醇和异丙醇,不过优选挥发性溶剂是优选的。甘油通过使纸带保持足够湿来增加纸带的吸收能力以便允许使得在引入的氢化物气体和纸带试剂之间发生所打算期望的反应;可以使用其它甘醇,例如乙二醇、丙二醇和丙撑二醇。然而由于成本原因,使用甲醇和甘油是优选的。
其上淀积有以上材料3的纸带在防光的室温正常储存条件下可以维持白色背景至少六个月。甚至在六个月之后,纸带仍然可以显示氢化物气体的灵敏度(±10%)。
硝酸银活性成分的更一般溶剂是
0.1-5%的酸;
5-20%的甘醇;和
94.9-75%的酒精。
所述设备包括气体检测站14;在气体检测站的位置17提供喷墨打印机24,并且在微处理器26的控制下,所述喷墨打印机24在每个点12的中心区域15上施加在打印机内的储存器(未示出)中所保持的预定液体量。打印机可以结合一个以上喷墨印刷头来施加不同的液体。所述液体与点12的色变材料反应以便导致材料的颜色改变。材料1和2的液体可以是例如氢氧化钠之类的缓冲碱,并且用于材料3的液体可以是氢氧化铵。
在气体检测站14中,打印机24的下游是位置16,在位置16提供了检测器22,用于按色变材料与液体的反应产品所吸收或发出的波长测量由点12内的区域15所发出的辐射,并且在位置16未反应的色变材料没有吸收或发出辐射或者比未反应的色变材料更少的程度来吸收或发出辐射。检测器向微处理器26产生信号,所述微处理器26把该信号与预编程的查找表相比较。由于在区域15中所淀积的液体具有已知的浓度,所以所测量的颜色改变度取决于点12中色变材料的浓度并且可以使用此信息来归零和/或校准所述设备,如下所述。检测器还能够测量由在区域15之外的点12所发出或吸收的辐射,如下面将描述。
检测器22可以是位于适当过滤器后面的光电管,所述过滤器把到达光电管的辐射限制为由色变材料在已经与目标气体反应之后所发送的辐射。光电管可以是照相机或摄像机,用于形成色变材料的点12的区域的图像,包括区域15,其已经在颜色或灰度方面穿过过滤器。可以使用形成区域图像的像素亮度来评定颜色改变,这可以由照相机来记录。
在位置16,还提供了充气室。就像利用现有的比色气体检测,可以经由或通过在气体检测站14内位置16所存在的每个点12吸收来自被监视大气的气体。充气室18经由线路20被连接到减压源,例如泵(未示出),并且此布置在箭头“A”方向上经由纸带衬底从被监视大气吸收气体。所述泵优选由微处理器26来控制。
一旦已经在位置16经由或通过点12从被监视大气吸收采样气体,就由检测器22来测量由点12所发出的辐射。再次产生被馈送到微处理器26的信号,所述微处理器26把它与预编程的查找表相比较。在暴露于目标气体之后以色变材料的波长来进行测量。由于在此波长的色变度会取决于大气内的目标气体浓度,所以所发出的颜色是目标气体浓度的指示。为了测量色变材料所发出的辐射,纸带被暴露于适当的辐射源,所述辐射源可以简单地是环境辐射。
下面将描述设备的功能。
所述点12可以具有任何形状,例如圆形或正方形,并且可以是任何大小。代替点,可以使用色变材料条或者可以利用单个色变材料来均匀地注入所述纸带。色变材料可以由喷墨打印机来淀积,或者衬底可以由具有已经施加色变材料的制造商来提供。
如果喷墨打印机24用来把色变材料的点12淀积到空白的衬底纸带10上,那么应当允许所淀积的材料在每个点的中心区域15中施加液体之前被干燥。尽管在中心区域15中施加液体之前可以不干燥纸带,不过这可能导致下面的测量不准确因此不是优选的。
图3是用于使用在图1中所示出的纸带和在图2中所示出的设备来检测目标气体的步骤的流程图。
在步骤1,喷墨打印机24向点12的中心区域15施加已知组成和浓度的校准液体,所述点12位于在打印机24相对的气体检测站14的位置17。此液体造成区域15中的色变材料改变颜色,并且颜色改变度取决于点12中的色变材料量。
在步骤2,相对于光检测器22从站17向站16推进点12。由光检测器22来测量来自点12的中心区域15的辐射,所述光检测器22优选为静止图像或运动图像照相机。这可以通过分析在气体感测站的位置16中的点12的区域15的图像中像素来实现。因而例如过滤器可以位于衬底10和照相机22之间,其在色变材料已经由于该液体而改变颜色之后在所述色变材料的波长发出辐射。然后可以由照相机16在灰度或颜色方面测量所发送的辐射强度。
由照相机22把信号发送到微处理器26,所述信号用于提供由区域15所发出的辐射的量度。此信号提供了由在位置17所施加的液体所导致的点15中的颜色改变度的量度,以及由此提供了在点15中所提供的色变材料量的量度。
在步骤4,可以由微处理器依照两种方式来使用从步骤3所获得的量度。首先,可以把来自步骤3的测量与预定的数值范围相比较并且如果所述测量超出所述范围那么产生被馈送到警报28的警报信号。应当在相对狭窄的浓度范围内控制点12中的色变材料的浓度。当由喷墨打印机24施加液体时,区域15中的色变材料亮度还应当因此而落入较窄范围内。如果所测量的亮度超出该范围,那么产生用于示出正使用的纸带10并不在规范内的错误信号或警报信号。这允许用户用未用过的纸带来改变有毛病的纸带。
作为替换或另外,可以使用来自步骤3的信号幅度来调节下面在步骤7所进行的测量以考虑在衬底上实际存在的色变材料浓度,以便提供在被监视大气中目标气体量的更准确的量度,其中所述幅度取决于点12中的色变材料量,如下所述。
在步骤5,可操作该泵,沿箭头“A”方向通过线路20来吸收空气,这导致在充气室18中压力降低。充气室18中的减压使空气通过纸带从被监视的大气中被吸收。大气中的任何目标气体会导致点12中色变材料的颜色改变。对于预定时间来操作泵。由照相机22来测量在点12中(除中心区域15之外)的颜色改变(步骤6),并且把信号馈送给微处理器26,所述信号部分取决于在点12中实际淀积的色变材料量。来自步骤3的信号给出了点中色变材料量的量度,并且,在步骤7,相应地使用来自步骤3的测量来调节来自步骤6的测量以便提供在位置16在点12中所存在的色变材料量的最终测量。这会提供在被监视的大气中目标气体量的更准确的量度。微处理器可以依照多种方式来实现这点,例如通过向在步骤3所测量的目标气体量的值施加校正系数或者对于来自步骤6的各种不同信号中的每个,通过组织查找表来存储与来自步骤3的信号相关联的目标气体浓度。这种布置都会依照衬底上的色变材料量来校准微处理器的输出。
在步骤8,在步骤7中所计算的目标气体量被印刷、记录或显示在打印机、记录器或显示器上(未示出)。另外或作为替代,如果目标气体量在阈值以上,那么可以使用根据步骤7所计算的目标气体量来触发警报28。
尽管已经特别相对于以纸带为例描述了以上说明,然而包含色变材料的离散区域的衬底不一定非要是纸带,并且可以使用其它形式格式,例如A4尺寸的纸板。

Claims (11)

1.一种操作比色气体检测器系统的方法,所述系统包括承载有材料的衬底,所述材料可以与目标气体反应以使所述材料(以下被称作“色变材料”)所吸收或发出的辐射波长发生改变,其中所述方法包括:
a)向包括色变材料的衬底区域上施加预定浓度的化学试剂,所述化学试剂直接或间接地与所述色变材料反应以使由所述材料所吸收或发出的辐射波长发生改变;
b)按色变材料与化学试剂的反应产品所吸收或发出的波长(“第二波长”)来检测在所述区域中所吸收或发出的辐射,所述第二波长是未反应的色变材料与所述反应产品相比没有或较少吸收或发出的波长;并且
c)依照按所述第二波长检测的辐射量来产生信号,所述信号取决于在该衬底上的色变材料量。
2.如权利要求1所述的方法,所述方法包括步骤:把来自步骤c)的信号与预定范围或阈值相比较,并且如果所测量的信号超出预定范围或在阈值之外则产生用于表明系统操作有故障的警报信号。
3.如权利要求1所述的方法,包括进一步的步骤:
d)使所述衬底与来自大气的气体相接触;
e)按所述色变材料与目标气体的反应产品所吸收或发出的波长(“第一波长”)来检测辐射量,所述第一波长是未反应的色变材料与所述反应产品相比没有或较少吸收或发出的波长;并且
f)根据在步骤e)所检测的辐射来计算大气中的目标气体量,所述计算包括依照在步骤b)所检测的辐射来调节所计算的大气中的目标气体量。
4.如权利要求3所述的方法,其中可以通过使用来自步骤c)的信号来调节所述计算,以校准和/或归零在步骤e)所检测的辐射。
5.如前述权利要求中任何一个所述的方法,其中施加有化学试剂的区域由未施加化学试剂的色变材料围绕或邻近于未施加化学试剂的色变材料。
6.如前述权利要求中任何一个所述的方法,其中所述化学试剂是液体。
7.一种比色气体检测器系统,用于检测和/或测量在被监视大气中目标气体的存在,所述系统包括:
a)气体感测站,被配置为使来自大气的气体采样与携带色变材料的衬底相接触;
b)支持架,被配置为支撑所述衬底并且推进相继的衬底或相同衬底的相继部分至所述气体感测站;
c)化学试剂储存器;
d)敷料器,用于把预定剂量的化学试剂从所述储存器施加到包含色变材料的衬底区域上,
e)辐射检测器,被安排来检测(i)施加有所述化学试剂的色变材料所吸收或发出的辐射以及(ii)由来自大气的气体所接触的色变材料所吸收或发出的辐射,继而依照所检测的辐射来产生信号;和
f)处理器,被配置来处理来自所述辐射检测器的信号并且根据从在e)(ii)所检测的辐射而导出的信号来计算大气中目标气体量。
8.如权利要求7所述的系统,其中所述处理器被配置为使用根据在e)(i)中所检测的辐射而导出的信号来调节对所述大气中目标气体量的计算。
9.如权利要求7或8所述的系统,其中所述处理器被配置为使用根据在e)(i)中所检测的辐射而导出的信号来校准对所述目标气体量的计算。
10.如权利要求7所述的系统,所述系统包括警报产生器,被安排来把由所述处理器所产生的信号与预定范围的可接受值或阈值相比较,并且如果所述信号超出预定范围或落在阈值之外则启动警报例程。
11.如权利要求7到10中任何一个所述的系统,其中所述处理器被配置为控制所述敷料器施加化学试剂并且控制所述检测器检测辐射。
CN200580041930.0A 2004-12-07 2005-12-06 气体检测方法和系统 Expired - Fee Related CN101073006B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04257602.5 2004-12-07
EP04257602 2004-12-07
PCT/GB2005/004693 WO2006061607A1 (en) 2004-12-07 2005-12-06 Gas detection method and system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101073006A true CN101073006A (zh) 2007-11-14
CN101073006B CN101073006B (zh) 2015-09-23

Family

ID=34930889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200580041930.0A Expired - Fee Related CN101073006B (zh) 2004-12-07 2005-12-06 气体检测方法和系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7981364B2 (zh)
EP (1) EP1820013A1 (zh)
JP (1) JP2008523359A (zh)
CN (1) CN101073006B (zh)
TW (1) TW200632314A (zh)
WO (1) WO2006061607A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112659190A (zh) * 2020-12-17 2021-04-16 天津默纳克电气有限公司 一种工业机器人安全防护系统

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8003056B2 (en) * 2007-06-14 2011-08-23 Honeywell International Inc. Gas analyzer apparatus and method of analyzing gases
IL187203A (en) * 2007-11-06 2015-03-31 Aphelion Ltd Contaminant Detection / Detection Matrix
US20090246883A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-01 Honeywell International Inc. Paper Tapes Sensitive To Multiple Gases
US20100151115A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 Honeywell International Inc. Method and system for producing a gas-sensitive substrate
TWI460426B (zh) * 2011-06-21 2014-11-11 Univ Nat Central 應用於毒品偵測的酸性氣體偵測方法及裝置
CN103593949B (zh) * 2012-08-13 2017-02-15 长城金点定位测控(北京)有限公司 一种气体报警的方法及装置
EP3237891B1 (en) 2014-12-24 2020-06-17 Koninklijke Philips N.V. Measurements and calibration utilizing colorimetric sensors
TWI637360B (zh) * 2017-12-25 2018-10-01 研能科技股份有限公司 揮發性有機化合物之檢測警示方法
US20200124503A1 (en) * 2018-10-19 2020-04-23 Honeywell International Inc. Methods, systems, and apparatuses for measuring concentration of gases
CN110624123A (zh) * 2019-10-26 2019-12-31 河南极速环保有限公司 臭氧消毒结果认定装置及具有其的消毒装置和消毒方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3036893A (en) * 1960-03-14 1962-05-29 Scientific Industries Automatic chemical analyzer
US3368872A (en) * 1964-08-31 1968-02-13 Scientific Industries Automatic chemical analyzer
US3502438A (en) * 1967-11-13 1970-03-24 Scientific Industries Automated tape chemical analyzer
US3607079A (en) * 1969-06-02 1971-09-21 Scientific Industries Analysis arrangement for chemical analyzing apparatus
US3754867A (en) * 1970-12-11 1973-08-28 Bjorksten Res Lab Inc Carbon dioxide sensing system
US4059405A (en) * 1972-04-11 1977-11-22 Damon Corporation Method and apparatus for analysis of constituent carried in fibrous medium
FR2353856A1 (fr) * 1976-06-02 1977-12-30 Chateau Guy Ruban destine a servir de support a une reaction par exemple chimique ou biochimique, et procede d'analyse le mettant en oeuvre
GB1589009A (en) * 1978-05-19 1981-05-07 Ici Ltd Method of analysis and apparatus therefor
US4336031A (en) * 1979-12-20 1982-06-22 Hellige Gmbh Method for the calibration of an oxygen sensing unit and calibration agent therefor
JPS6168539A (ja) * 1984-09-12 1986-04-08 Omron Tateisi Electronics Co 生化学測定装置
EP0266216B1 (en) * 1986-10-31 1993-12-15 Fuji Photo Film Co., Ltd. Control or calibration solutions for fluid analysis
JPS63313063A (ja) * 1987-06-16 1988-12-21 Fuji Photo Film Co Ltd 化学分析装置及び方法
US5091642A (en) * 1990-05-11 1992-02-25 Mda Scientific, Inc. Colorimetric detection apparatus
JPH05249042A (ja) * 1992-03-05 1993-09-28 Nippon Steel Corp ガス成分濃度定量方法および装置
WO1993021928A1 (en) * 1992-04-24 1993-11-11 Streck Laboratories, Inc. Liquid glucose control solution and process of making the same
US5508200A (en) * 1992-10-19 1996-04-16 Tiffany; Thomas Method and apparatus for conducting multiple chemical assays
JPH06249850A (ja) * 1993-02-26 1994-09-09 Nippon Koden Corp 炭酸ガスモニタ
EP1714699B1 (en) * 1998-01-12 2010-08-18 Massachusetts Institute of Technology System for analyzing a plurality of samples
AU3001199A (en) * 1998-03-06 1999-12-13 Joseph P. D'angelo Estimation of active infection by helicobacter pylori
US6635415B1 (en) * 1998-03-09 2003-10-21 2B Technologies, Inc. Nitric oxide gas detector
US6319722B1 (en) * 1999-03-24 2001-11-20 Praxair Technology, Inc. Analysis of hydrogen sulfide in hydride gases
US6245297B1 (en) * 1999-04-16 2001-06-12 Pe Corporation (Ny) Apparatus and method for transferring small volumes of substances
US6689319B1 (en) * 1999-10-29 2004-02-10 Agilent Technologies, Ind. Apparatus for deposition and inspection of chemical and biological fluids
JP4240888B2 (ja) * 1999-12-15 2009-03-18 凸版印刷株式会社 炭酸ガス検知用インキ組成物、及びこれを用いた炭酸ガスインジケーター、並びに炭酸ガスインジケーターを配置した包装体
JP2002286727A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Canon Inc プローブ担体、プローブ担体の製造方法及びそれに用いる装置
US20050042136A1 (en) * 2003-08-18 2005-02-24 Marganski Paul J. Colorimetric gas detector and windowed process chamber

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112659190A (zh) * 2020-12-17 2021-04-16 天津默纳克电气有限公司 一种工业机器人安全防护系统
CN112659190B (zh) * 2020-12-17 2022-08-26 天津默纳克电气有限公司 一种工业机器人安全防护系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008523359A (ja) 2008-07-03
CN101073006B (zh) 2015-09-23
EP1820013A1 (en) 2007-08-22
US20080138911A1 (en) 2008-06-12
US7981364B2 (en) 2011-07-19
WO2006061607A1 (en) 2006-06-15
TW200632314A (en) 2006-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101073006B (zh) 气体检测方法和系统
CN101036050B (zh) 气体检测系统
US8148165B2 (en) Apparatus and method for measuring concentration of carbon dioxide in water
US7592184B2 (en) Ammonia detection and measurement device
US20080166815A1 (en) Ozone gas sensing element, detection apparatus, and measurement method
US9383317B2 (en) Optical sensor, especially for determining substance concentrations in aqueous solutions by means of a fluorescence measurement
KR20190039880A (ko) 폐쇄된 환경 내의 공기 품질을 조절하기 위한 시스템
Pérez de Vargas-Sansalvador et al. Compact optical instrument for simultaneous determination of oxygen and carbon dioxide
JP2009069048A (ja) 比色式ガス検知紙によるガス濃度算出方法およびガス濃度測定装置
Mills Optical sensors for carbon dioxide and their applications
US11175234B2 (en) System for visual and electronic reading of colorimetric tubes
US20120148452A1 (en) Non invasive gas analysis
JPH0772138A (ja) 酸性ガス検知紙
US5171536A (en) Colorimetric testing and measuring device for gases
JP2000081426A (ja) 二酸化窒素ガスの検出方法および二酸化窒素ガスの検知素子およびそれを用いた二酸化窒素ガスの検出装置
KR100853155B1 (ko) 세포 대사 정보의 광학적 측정 장치
Felix et al. Colorimetric determination of ambient ozone using indigo blue droplet
Fernández-Ramos et al. An optical sensor for the sensitive determination of formaldehyde gas based on chromotropic acid and 4-aminoazobenzene immobilized in a hydrophilic membrane
KR100852890B1 (ko) 온도센서를 포함하는 세포 대사정보 측정장치
Fernández-Ramos et al. The use of one-shot sensors with a dedicated portable electronic radiometer for nitrate measurements in aqueous solutions
CN208607147U (zh) 一种碳硫分析仪红外光自动检测装置
CN210690398U (zh) 基于恒温控制的次氯酸钠有效氯测量仪器
CN208239295U (zh) 水质在线监测仪及测量单元
JP2001141713A (ja) 二酸化窒素ガスの検出方法および二酸化窒素ガスの検出装置
US5075081A (en) Colorimetric testing and measuring device for hydride gas

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150923

Termination date: 20201206