[发明专利]气体检测方法和系统

说明书

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；