[发明专利]反应焓传感器以及用于反应焓传感器的测量元件

说明书

本发明涉及一种反应焓传感器。反应焓传感器包含带有气体入口和气体出口的壳体以及用于在气体入口(111)和气体出口之间制造需待检测的气体的气流的装置。所述反应焓传感器此外还包括一种测量元件，它被气流环绕流过并且/或者被穿流而过，并且它设置用于催化燃烧气流的至少一部分并且输出测量信号，从而显示出在这个过程中释放的热量。

技术领域

本发明涉及一种反应焓传感器以及一种用于反应焓传感器的测量元件。

背景技术

反应焓传感器被用于证明在可能易爆的大气中存在(有机)气体。常见的反应焓传感器具有热测量金属丝(铂金导线卷)，其被催化珠罩住。催化珠由陶瓷材料和催化活性材料组成，待证明的气体能够与这些材料发生反应。在气体与催化活性材料发生反应时，释放反应热，反应热在热测量金属丝中起到改变温度从而让电阻发生可测得的变化的作用。

通常，待监控的或待测量的环境大气不仅包含气体、而是包含不同气体的混合气体。它们被传统反应焓传感器以不同的速度转化。其中一个原因是，不同大小的分子可以以不同的程度进入到催化燃烧传感器陶瓷内部中，并且不同大小的反应物也以不同的程度输送走。相比在催化珠内部发生转化，如果某种气体物质仅仅在最外表面转化，那么产生的反应热就对测量结果的影响较小。

因此，根据气体的类型不同，所达到的气体混合环境的爆炸下限是不同的。在此，当反应焓传感器以错误的气体校准时，就可能导致测量错误。因此，在实践中，反应焓传感器在大部分情况下校准到一过低的值，即有意地错误校准，以确保安全性。这例如可能导致过早发出警报或者不必要地关闭设备。

因此存在提供改进的反应焓传感器的需求。

发明内容

该需求可以通过权利要求的主题得以满足。

第一实施例涉及一种反应焓传感器。反应焓传感器包括具有气体入口和气体出口的壳体以及用于待检测的气体在气体入口与气体出口之间的气流的产生装置。反应焓传感器因此包括主动的气体供应和气体排放。待检测的气体在此可以包含一种或者多种化学物质或者它们的气相。气体入口以及还有气体出口是反应焓传感器的壳体内的两个开口，它们使得待检测的气体能够进入壳体或待检测的气体能够从壳体离开。气流的产生装置在此可以是能够在气体入口与气体入口之间主动地(并且受调控地)产生气流的装置。此外，反应焓传感器还包括测量元件，其被气流环流并且/或者被穿流，并且它设置用于催化地燃烧气流的至少一部分(催化氧化或借助催化剂化学地氧化)并且输出测量信号，从而显示在此释放的热量。

由于气流的产生装置所产生的气流和随之而来的对流的材料输送，特定材料或气体的扩散系数的影响仅还在于，待检测的气体的分子多快以及以怎样的效率到达测量元件的催化活性材料从而在那进行催化燃烧(也就是用于氧化待检测的气体的催化剂材料)。催化活性材料被待检测的气体穿流的情况越好，较小的分子更多地在催化活性材料的内部积累并且较大的分子在表面上或在催化活性材料的靠近表面的区域内转化的效应就越不重要。围绕催化活性材料的主动环流就已经可以减小该效应的影响。在主动穿流催化活性材料时，还可以进一步地减少该效应的影响。因此，与纯粹的扩散监控式的反应焓传感器不同，所提出的反应焓传感器提供对于不同的待检测的气体或包含在其中的物质基本上一样的或非常近似的灵敏度。

测量信号在此表示物理参数或物理参数的变化，该物理参数表征在气流催化地燃烧时释放的热量。例如测量信号可以表示测量元件中的绝对温度、测量元件中的温度升高、测量元件的加热元件的电阻或者测量元件的加热元件的功率消耗。因为待检测的气体更好地环流或穿流测量元件，所以基于测量信号能够不受物质影响地或不受气体影响地并且更加可靠地确定出待检测的气体中的至少可燃物质的浓度。