[发明专利]气体传感器的温度补偿

摘要

采用辐射源(20)和辐射传感器(30)的目标气体传感器包括参考辐射探测器(31)、目标辐射探测器(32)、温度传感器(34)、温度控制器(35)、以及目标气体探测处理器(37)。在操作中，辐射源(20)控制辐射(RAD)传播通过由气道(10)所容纳的气体混合物(GM)至辐射传感器(30)。参考辐射探测器(31)生成参考探测信号(RD)，所述参考探测信号指示辐射的参考波长(λ_REF)的被测幅值，并且目标辐射探测器(32)生成目标探测信号(TD)，所述目标探测信号指示辐射的目标波长(λ_TG)的被测幅值。温度传感器(34)感测辐射探测器(31，32)的温度，其中，温度控制器(35)相对于经调节的探测器温度(T_REG)调节辐射探测器(31，32)的加热。目标气体探测处理器(37)根据吸收光谱响应比率(SRR_A)和温度补偿(TPC)来测量气体混合物(GM)样本中的目标气体浓度。

主权项

1.一种用于测量由气道(10)所容纳的气体混合物的样本中的目标浓度的目标气体传感器，所述目标气体传感器包括：辐射源(20)和辐射传感器(30)，所述辐射源(20)和所述辐射传感器(30)能与所述气道(10)光学连通，以使辐射(RAD)从所述辐射源(20)传播通过由所述气道(10)所容纳的所述气体混合物(GM)至所述辐射传感器(30)；并且其中，所述辐射传感器(30)包括：参考辐射探测器(31)，其能生成参考探测信号(RD)，所述参考探测信号指示在所述辐射(RAD)的参考波长(λ_REF)处所述参考辐射探测器的探测信号的幅值，目标辐射探测器(32)，其能生成目标探测信号(TD)，所述目标探测信号指示在所述辐射(RAD)的目标波长(λ_TG)处所述目标辐射探测器的探测信号的幅值，温度传感器(34)，其与所述参考辐射探测器(31)和所述目标辐射探测器(32)热连通，以生成探测器温度信号(DT)，所述探测器温度信号指示所述参考辐射探测器(31)和所述目标辐射探测器(32)的温度，温度控制器(35)，其能与所述温度传感器(34)信号连通，以相对于经调节的探测器温度(T_REG)来调节对所述参考辐射探测器(31)和所述目标辐射探测器(32)的加热，其中，当环境温度处于合适的范围中时，所述参考辐射探测器和所述目标辐射探测器通过单独地加热而被保持在所述经调节的探测器温度(T_REG)，以及目标气体探测处理器(37)，其能与所述参考辐射探测器(31)、所述目标辐射探测器(32)和所述温度传感器(34)信号连通，以根据吸收光谱响应比率(SRR_A)和温度补偿因子(TPC)来测量所述气体混合物(GM)样本中的所述目标浓度，其中，光谱响应比率是目标探测器信号对参考探测器信号的比率，其中，当存在由气道(10)所容纳的吸收性气体混合物时，所述吸收光谱响应比率(SRR_A)表示在超过经调节的探测器温度(T_REG)的未调节的探测器温度处所述目标探测信号(TD_A)相对于所述参考探测信号(RD_A)的比较，并且其中，当存在由气道(10)所容纳的非吸收性气体混合物时，所述温度补偿因子(TPC)，其是温度的预定函数，表示在存在非吸收性气体时确定的非吸收光谱响应比率(SRR_NU)到经调节的光谱响应比率(SRR_NR)的校准，所述非吸收光谱响应比率表示在所述未调节的探测器温度处所述目标探测信号(TD_NU)相对于所述参考探测信号(RD_NU)的比较，所述经调节的光谱响应比率表示在所述经调节的探测器温度(T_REG)处所述目标探测信号(TD_NR)相对于所述参考探测信号(RD_NR)的比较。