[发明专利]探测来自气体混合物的气体的气体浓度的方法和控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的方法、一种根据权利要求10所述的控制设备以及一种根据权利要求11所述的系统。

背景技术

化学敏感的场效应传感器是一种用于废气传感器、尤其是用于移动废气源的新型技术。由于吸附测量原理，测量信号与通常代表气体成分的浓度的被测量的依赖关系不是线性的，而是亚线性的。这示例性地意味着，使一定的分析物的气体浓度倍增不会导致测量信号倍增，而是仅仅导致升高较小的比例。以信号在准恒定的噪声背景下必然具有确定的强度为出发点，这导致可能仅直至一定的最大浓度而测量一定的浓度变化，例如一定的气体种类的5ppm的变化。在较高浓度的情况下，仅还可确定改变数量级的大的浓度变化。在更高的浓度的情况下，测量信号可变为饱和，即变为如下情形：要测量的浓度的显著升高也不再导致信号升高。通过改变传感器的环境条件、尤其是通过提高传感器的温度，可以将还可测量的浓度范围推向更高的浓度。与温度提高的措施相对，传感器在小浓度的范围内损失精度。尤其是在通常在大不相同的工作状态下运行的移动废气源的情况下，所期望的是直至3个数量级上的尽可能宽的测量范围、例如50ppm到5000ppm之间的测量范围，同时在小浓度的范围内期望高测量精度。

在US 2007/0278098 A1中示出了一种场效应气体传感器，该场效应气体传感器基于场效应晶体管并且通过最小化加热功率来保证高的工作寿命。在此，两条电线路与气敏电极相连接，其中所述气敏电极被构造为所述场效应晶体管上的充当绝缘栅的层。

发明内容

在这种背景下，利用本发明介绍一种方法，此外还介绍一种使用该方法的控制设备，以及最后介绍一种根据独立权利要求所述的相对应的系统。有利的扩展方案由相应的从属权利要求和下面的描述得出。

本发明提供一种用于探测来自气体混合物的气体的气体浓度的方法，其中为了探测而在不同工作状态下使用多个对该气体敏感的气体探测器或者一个对该气体敏感的气体探测器，并且其中该方法具有以下步骤：

－提供气体探测器，其中所述气体探测器具有第一工作温度；

－将所述气体混合物输送给所述气体探测器，其中由在第一工作温度下的所述气体探测器测量来自所述气体混合物的气体的气体浓度，并且表示所测量的气体浓度的特征的第一信号被提供；

－将所述气体探测器的工作温度改变为与第一工作温度不同的第二工作温度或者提供其它气体探测器，其中所述其它气体探测器具有第二工作温度；

－将所述气体混合物引向所述气体探测器或者所述其它气体探测器，其中由在第二工作温度下的所述气体探测器或者所述其它气体探测器测量来自所述气体混合物的气体的气体浓度，并且表示所测量的气体浓度的特征的第二信号被提供；以及

－在使用与第一信号相关的第一浓度值和与第二信号相关的第二浓度值的情况下确定来自所述气体混合物的气体的气体浓度。

本发明另外提供一种控制设备，该控制设备被构造，以便执行或实施根据本发明的方法的步骤。通过本发明的控制设备形式的实施变型方案，也可以快速并且有效地解决本发明所基于的任务。

在此，控制设备被理解为一种处理传感器信号并且根据所述传感器信号输出控制信号的电设备。该控制设备具有可以按照硬件方式和/或按照软件方式来构造的接口。在按照硬件方式构造的情况下，所述接口例如可以是包含该控制设备的各种各样的功能的所谓的系统ASIC的部分。但是也可能的是，所述接口是专用集成电路或者至少部分地由分立器件构成。在按照软件方式构造的情况下，所述接口可以是例如在微控制器上存在于其它软件模块旁边的软件模块。

一种具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，所述程序代码被存储在如半导体存储器、固定磁盘存储器或者光存储器的机器可读的载体上，并且被用于当该程序在该控制设备上被实施时执行根据前述实施形式之一所述的方法。