[发明专利]使用压力波以检测多孔构件中的堵塞

说明书

一种检测多孔构件中的至少堵塞状态的方法，该多孔构件分隔设备的测量腔室，该设备包括定位在测量腔室内的气体传感器，该气体传感器对待采样的周围环境中的分析物进行响应，该方法包括：从压力波源发射压力波，该压力波在测量腔室内传播；通过第一传感器对压力波的响应而测量第一响应，第一传感器位于测量腔室内第一位置处，通过在第二位置处的第二传感器测量第二响应，该第二位置不同于第一位置，并且第二传感器与压力波源流体连接；基于第一响应和第二响应的函数关系，以确定多孔构件的堵塞状态。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2019年5月14日提交的美国临时专利申请第62/847,705号以及在2020年5月14日提交的美国专利申请第16/874,018号的权利，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

提供以下信息是为了帮助读者理解下面公开的技术以及这些技术通常可以使用的环境。除非在本文件中另有明确说明，否则所使用的术语并不旨在限于任何特定的狭义解释。本文阐述的参考文献可以促进对技术或其背景的理解。引用的所有参考文献的公开内容通过引用并入本文。

许多气体传感器包括气体多孔构件/屏障或扩散屏障，其将传感器的分析部件与传感器旨在监测的环境分开或分隔。这种多孔构件通常用于减少或消除可能阻碍传感器分析部件操作的污染物的进入和/或隔离分析部件(如环境中的点火源，传感器对其暴露)。当使用这种多孔构件时，要被传感器检测/监测的分析物气体(多个)必须穿过多孔构件以到达传感器的分析部件。分析物传输通过多孔构件的能力和有效性直接影响传感器响应被监测的外部周围环境中分析物的相对浓度变化的速度、精度和准确度。因此，多孔构件被设计和/或选择成使得分析物传输通过多孔构件，与传感器的分析部件一致，使得传感器能够以传感应用程序定义的标称或最小速率、精度和准确度，以响应被监测环境中的分析物的水平和/或相对水平的变化。一旦部署了传感器，接触或渗透多孔构件的外来污染物(在正常操作环境中产生或由非通常事件或维护活动引起)可以直接(或作为与多孔构件反应的结果)抑制在环境和传感器的分析组件之间的分析物传输。这种对分析物通过多孔构件传输的抑制，导致了目标传感器响应速率与分析物的偏差和/或分析物浓度的绝对或相对变化的评估精度/准确度的偏差，术语称之为“堵塞(blockage)”或“堵塞(blocking)”。此外，导致堵塞的污染物或状况通常被称为“堵塞(blockage)”。堵塞的一个常见例子发生在工业环境中，在这种环境中，传感器对分析物的响应可能会被重喷涂、水、灰尘/泥、昆虫或动物沉积物、或其他外来阻碍扩散物质等部分或完全抑制。未能识别通过传感器多孔构件的传输障碍会导致分析物浓度水平超过安全环境限值的检测不足或未检测到。

除了扩散或其他传感器多孔构件的堵塞之外，传感器本身的性能可能会随着时间的推移而降低。因此，谨慎决定定期测试气体检测仪器的功能。例如，通常的做法是每天对便携式气体检测仪器执行“碰撞检查(bump check)”或功能检查。该测试的目的是确保整个气体检测系统(通常称为仪器)的功能正常。也可以在永久性气体检测仪器上执行定期碰撞检查或功能检查，例如，延长完全校准之间的时间。气体检测系统包括至少一个气体传感器、电子电路和用于驱动传感器、解释其响应以及向用户显示其响应的电源。该系统还包括外壳，用于封闭和保护这些部件。碰撞检查通常包括：a)应用感兴趣的气体(通常是仪器旨在检测的目标气体或分析物气体)；b)收集和解释传感器响应；c)向最终用户指示系统的功能状态(即仪器是否正常运行)。

如上所述，对于便携式气体检测仪器，定期地(通常每天)执行此类碰撞测试。碰撞检查为用户提供了气体检测设备正常工作的相对较高的保证。碰撞检查以检测危险气体的报警水平必需的相同方式来实施气体检测设备的所有部件的所有必要功能。在这方面，碰撞检查确保从仪器外侧有效输送气体，通过任何传输路径(包括，例如，任何保护和/或扩散构件或膜)以接触活性传感器组件。碰撞检查还确保传感器本身的检测方面工作正常，并且传感器提供正确的响应功能或信号。碰撞检查还确保传感器正确连接到相关联的电源和电子电路以及正确解释传感器信号。此外，碰撞检查确保气体检测仪器的指示器(多个)或用户界面(多个)(例如，显示器和/或通告功能)按预期运行。