[发明专利]比色气体检测

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月9日提交的美国临时专利申请号 62/385,949的权益和优先权，所述专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。

发明领域

本发明涉及一种用于确定和监测气态物质的比色气体检测器。所述比色气体检测器可以用在需要检测气态环境中的物质的任何应用中。所述比色气体检测器具有光检测器；光源，所述光源与光检测器相对地定位；以及接收槽，所述接收槽用于将比色介质定位在相机与光源之间。

发明背景

气态环境中物质的检测在包括汽车、医疗、环境或化学领域的若干领域中是至关重要的。已知气体传感器依赖于材料诸如金属氧化物的导电性的变化，或因感兴趣的物质的催化反应所致的变化。这些系统具有选择性差、高噪声和反应缓慢的缺点。

因此，需要比色气体检测器，所述比色气体检测器可以快速而准确地确定气态环境中的特定物质。进一步需要气体传感器，所述气体传感器可以基于比色介质的可观测的变化而确定环境中气态物质的浓度。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种比色气体检测器。在任何实施方案中，比色气体检测器可以包括接收槽，所述接收槽用于可与气体发生反应的比色介质，所述接收槽定位在与至少一个流体入口和至少一个流体出口流体连接的感测室中；至少一个流体入口和至少一个流体出口，所述至少一个流体入口和至少一个流体出口与接收槽流体连通；光源，所述光源定位在接收槽的第一侧上，从而将光透射穿过接收槽；光检测器，所述光检测器定位在接收槽的第二侧上，从而接收透射光；以及处理器，所述处理器与光检测器进行电子通信，所述处理器使用反应检测和处理算法根据由光检测器捕获的图像来对定位在接收槽中的比色介质的所检测反应进行定量。

在任何实施方案中，比色气体检测器可以包括第一透明表面，所述第一透明表面定位在光源与接收槽之间；以及第二透明表面，所述第二透明表面定位在光检测器与接收槽之间。

在任何实施方案中，接收槽的第一侧和第二侧可以处于比色气体检测器的相对侧上。

在任何实施方案中，比色气体检测器可以包括风扇，所述风扇定位在流体入口或流体出口中。

在任何实施方案中，第一光导可以将来自光源的光引导至接收槽的第一侧，并且第二光导可以引导在接收槽的第二侧上接收的光，从而将光引导至相机或光检测器。

在任何实施方案中，流体入口和流体出口都可以定位在感测室的第一侧上。

在任何实施方案中，弯曲流动路径可以定义从任何入口到任何出口的流体流动路径。

在任何实施方案中，比色介质可以定位在具有一个或多个感测膜的传感器卡片中。

在任何实施方案中，比色介质可以是一个或多个气体检测条。

在任何实施方案中，光检测器可以检测比色介质的可观测的变化。

在任何实施方案中，光检测器可以检测以下任一项或多项：比色介质的视觉变化、透射穿过比色介质或从所述比色介质反射的紫外光的量的变化或者比色介质的热变化。

在任何实施方案中，光检测器可以检测比色介质的形状或尺寸的变化。

在任何实施方案中，反应检测和处理算法可以是图像检测算法。

在任何实施方案中，所检测反应可以是比色介质和氨气的反应。

在任何实施方案中，比色介质可以是以下任一种：立方体形状、圆柱形形状、平面形状或球形形状。

在任何实施方案中，比色气体检测器可以流体地连接至透析液流动路径。

在任何实施方案中，比色气体检测器可以包括至少一种比色材料，所述至少一种比色材料可与流体中的物质发生反应。

在任何实施方案中，流体中的物质可以是铵离子。

作为本发明的第一方面的一部分公开的任何特征可以被单独地或组合地包括在本发明的第一方面中。

本发明的第二方面涉及一种方法。在任何实施方案中，所述方法可以包括使气体流过本发明的第一方面的比色气体检测器；使光透射穿过比色气体检测器中的气体；检测透射穿过比色介质、从比色介质反射或由比色介质发射的光；以及基于检测到的光而确定气体中至少一种物质的存在。

在任何实施方案中，使光透射穿过气体的步骤可以包括从接收槽的第一侧传输光；并且检测光的步骤可以包括检测接收槽的第二侧上的光。

在任何实施方案中，确定气体中至少一种物质的存在的步骤可以包括对检测到的光的图像施加反应检测和处理算法。