[发明专利]示踪气体泄漏检测系统和相应用途

说明书

本发明涉及一种示踪气体泄漏检测系统，其包括传送信号的至少一个传感器，所述信号被称作传感器信号，所述传感器信号表示所述传感器处的示踪气体的浓度。对于至少一个给定传感器，此类系统进一步包括根据由所述给定传感器传送的所述传感器信号传送经校正信号的对应的相位前移校正装置。

技术领域

本发明领域在于检测示踪剂气体泄漏，例如氢气、氦气、二氧化碳、二氮型等示踪气体。

更确切地说，本发明涉及一种示踪气体泄漏检测系统。

确切但非排他地说，本发明大量应用于安全领域中(例如，防止窒息风险、与某些气体有关的毒害风险、起火或爆炸的风险等)、卫生和健康领域中(例如，确定暴露概况、辅助验证空气净化或收集系统等)等。

背景技术

已知示踪气体(例如，氢气、氦气、二氧化碳、二氮型等示踪气体)泄漏检测和密封测试装置，其中通过用于检测测试腔室中示踪气体的存在或含量的设备揭示存在泄漏。

例如，在某些应用中，示踪气体为氢气且检测设备为氢气传感器。因此，使用氢气传感器使得有可能实时检测和/或测量此气体的存在。

这些传感器为人所熟知，但具有不管所考虑的传感器技术(例如，电化学或半导体型传感器技术)而可发现的一定数目的缺点。

首先，确切地说，由于此类型的传感器的电容效应以及负载传递阻力，所有这些氢气传感器具有相对较高的响应时间(或时间常数或爬升时间)。例如，就使用半导体技术的传感器而言，半导体材料的电阻率根据材料表面处的氧化还原和/或吸附反应的展开而变化。根据来自法国国家研究和安全性机构(INRS)(6088版技术简介，2011年2月)的气体传感器指南，已知这些设备的响应时间是高度可变的，从数十秒到几分钟不等，并且根据使用情境，传感器的使用寿命为约数周到若干年。通过比较不同氢气传感器(此处为六个传感器)的响应时间，观察到其响应时间的极大变化。实际上，所测量响应时间介于15秒到30秒之间。

此外，此类响应时间与实施这些传感器的应用的预期/约束条件高度相关。

因此，需要减少示踪气体传感器的响应时间。

还需要使得此减少大体上不影响所讨论的传感器的测量精度。

发明内容

在实施例中，提出了一种示踪气体泄漏检测系统，其包括传送信号的至少一个传感器，所述信号被称作传感器信号，所述传感器信号表示传感器处的示踪气体的浓度。对于至少一个给定传感器，此类系统进一步包括根据由给定传感器传送的传感器信号传送经校正信号的对应的相位前移校正装置。

因此，本发明提出一种用于以改进方式检测泄漏的新的且具有创造性的解决方案。实际上，此类对示踪气体(例如，氢气、氦气、二氧化碳、二氮等)的浓度敏感的传感器(例如，电化学或半导体型传感器)具有内部电阻，当气体浓度增加时，所述内部电阻遵循对数定律变化。因此，在泄漏期间，当示踪气体到达传感器时，由传感器传送的信号(例如，负载电阻器上产生的电压)按指数规律或至少大体上按指数规律变化。相位前移校正装置使得有可能改进此类指数或大体上为指数信号的爬升时间，由此改进检测系统的响应时间。

根据实施例，校正装置包括至少一个配置成接近于比例微分型校正的过阻尼校正单元。

根据实施例，所述至少一个过阻尼校正单元的阻尼因数的值介于与所述至少一个过阻尼校正单元的临界状态对应的第一临界值的80％到100％之间，优选地为等于90％的第一临界值的值。

因此，相对于传感器的时间常数(或响应时间或爬升时间)，尽可能减小检测系统的响应时间。例如，在介于0.002*τ到0.008*τ之间的一段时间之后，在一或多个过阻尼校正单元的输出处达到由传感器传送的信号的最终值，其中τ为传感器的时间常数。