[发明专利]气体检测装置及其方法

摘要

本发明提供一种对半导体式气体传感器进行驱动以使得能以较高的灵敏度进行检测、从而将目标气体的检测浓度范围向低浓度侧扩大的气体检测装置及其方法。在气体检测装置及其方法中，在氧气被吸附于气体感测层的氧气吸附温度T0下在氧气吸附时间t0之间对热源层进行驱动，在目标气体被吸附于吸附层的目标气体吸附温度T1下在目标气体吸附时间t1之间对热源层进行驱动，在吸附于吸附层的目标气体脱离并移动至气体感测层的目标气体脱离温度T2下在目标气体脱离时间t2之间对热源层进行驱动，在利用气体感测层对目标气体进行检测的目标气体检测温度T3下在目标气体检测时间t3之间对热源层进行驱动，根据目标气体检测温度T3下的气体感测层的传感器电阻值来对目标气体的气体浓度进行计算，该目标气体吸附时间t1比氧气吸附时间t0、目标气体脱离时间t2及目标气体检测时间t3要长。 1

主权项

1.一种气体检测装置，其特征在于，包括：

气体检测部，该气体检测部具有气体感测层和吸附层；

热源层，该热源层对所述气体检测部进行加热；以及

驱动处理部，该驱动处理部对所述热源层进行通电驱动，还从所述气体感测层获取传感器电阻值，

所述驱动处理部包括：

氧气吸附部，该氧气吸附部在所述吸附层被清洁并且氧气被吸附于所述气体感测层的氧气吸附温度T₀下在整个氧气吸附时间t₀内对所述热源层进行驱动；

目标气体吸附部，该目标气体吸附部在经过所述氧气吸附时间t₀后，在目标气体被吸附于所述吸附层的目标气体吸附温度T₁下，在对所述目标气体进行浓缩并吸附直至所述目标气体吸附至所述吸附层的吸附量接近平衡为止并且氧气不会从所述气体感测层大量脱离的整个目标气体吸附时间t₁内对所述热源层进行驱动；

目标气体脱离部，该目标气体脱离部在经过所述目标气体吸附时间t₁后，在吸附于所述吸附层的目标气体脱离并移动至所述气体感测层的目标气体脱离温度T₂下在整个目标气体脱离时间t₂内对所述热源层进行驱动；以及

目标气体浓度计算部，该目标气体浓度计算部在经过所述目标气体脱离时间t₂后，根据所述气体感测层的传感器电阻值，来对目标气体的气体浓度进行计算。

2.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，

所述目标气体吸附时间t₁是比所述氧气吸附时间t₀、所述目标气体脱离时间t₂要长的时间。

3.如权利要求1或2所述的气体检测装置，其特征在于，

所述氧气吸附温度T₀、所述目标气体吸附温度T₁、所述目标气体脱离温度T₂具有T₁＜T₂≤T₀的关系。

4.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，

所述目标气体浓度计算部在经过所述目标气体脱离时间t₂后，在利用所述气体感测层对目标气体进行检测的目标气体检测温度T₃下在整个目标气体检测时间t₃内对所述热源层进行驱动，根据所述目标气体检测时间t₃内的所述气体感测层的传感器电阻值，来对目标气体的气体浓度进行计算。

5.如权利要求4所述的气体检测装置，其特征在于，

所述目标气体吸附时间t₁是比所述氧气吸附时间t₀、所述目标气体脱离时间t₂及所述目标气体检测时间t₃要长的时间。

6.如权利要求4或5所述的气体检测装置，其特征在于，

所述氧气吸附温度T₀、所述目标气体吸附温度T₁、所述目标气体脱离温度T₂、以及所述目标气体检测温度T₃具有T₁＜T₃≤T₂≤T₀或T₁＜T₂≤T₃≤T₀的关系。

7.一种气体检测方法，其特征在于，包括：

氧气吸附工序，在该氧气吸附工序中，在吸附层被清洁并且氧气被吸附于气体感测层的氧气吸附温度T₀下在整个氧气吸附时间t₀内，对由所述气体感测层和所述吸附层所构成的气体检测部进行加热；

目标气体吸附工序，在该目标气体吸附工序中，在所述氧气吸附工序结束后，在目标气体被吸附于所述吸附层的目标气体吸附温度T₁下，在对所述目标气体进行浓缩并吸附直至所述目标气体吸附至所述吸附层的吸附量接近平衡为止并且氧气不会从所述气体感测层大量脱离的整个目标气体吸附时间t₁内对所述气体检测部进行加热；

目标气体脱离工序，在该目标气体脱离工序中，在所述目标气体吸附工序结束后，在吸附于所述吸附层的目标气体脱离并移动至所述气体感测层的目标气体脱离温度T₂下在整个目标气体脱离时间t₂内对所述气体检测部进行加热；以及

目标气体浓度计算工序，在该目标气体浓度计算工序中，在所述目标气体脱离工序结束后，根据所述气体感测层的传感器电阻值，来对目标气体的气体浓度进行计算。

8.如权利要求7所述的气体检测方法，其特征在于，

所述目标气体吸附时间t₁是比所述氧气吸附时间t₀、所述目标气体脱离时间t₂要长的时间。

9.如权利要求7或8所述的气体检测方法，其特征在于，

所述氧气吸附温度T₀、所述目标气体吸附温度T₁、所述目标气体脱离温度T₂具有T₁＜T₂≤T₀的关系。

10.如权利要求7或8所述的气体检测方法，其特征在于，

在所述目标气体浓度计算工序中，在经过所述目标气体脱离时间t₂后，在利用所述气体感测层对目标气体进行检测的目标气体检测温度T₃下在整个目标气体检测时间t₃内对所述气体检测部进行加热，根据所述目标气体检测时间t₃内的所述气体感测层的传感器电阻值，来对目标气体的气体浓度进行计算。

11.如权利要求10所述的气体检测方法，其特征在于，

所述目标气体吸附时间t₁是比所述氧气吸附时间t₀、所述目标气体脱离时间t₂及所述目标气体检测时间t₃要长的时间。

12.如权利要求10所述的气体检测方法，其特征在于，

所述氧气吸附温度T₀、所述目标气体吸附温度T₁、所述目标气体脱离温度T₂、以及所述目标气体检测温度T₃具有T₁＜T₃≤T₂≤T₀或T₁＜T₂≤T₃≤T₀的关系。

13.如权利要求11所述的气体检测方法，其特征在于，

所述氧气吸附温度T₀、所述目标气体吸附温度T₁、所述目标气体脱离温度T₂、以及所述目标气体检测温度T₃具有T₁＜T₃

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