[发明专利]电化学传感器装置、呼吸酒精测量设备和用于确定电化学传感器的电极活力的方法

说明书

本发明涉及一种用于呼吸酒精测量设备（100）的电化学传感器装置（10）、一种相应的呼吸酒精测量设备（100）以及一种用于确定电化学传感器的电极活力的方法。电化学传感器装置包括带有至少两个电极（12，14）的电化学传感器。电化学传感器装置还包括热源（16）。热源设置为，使得当激活时，热源选择性地加热电化学传感器的电极（12）中的一个电极。

技术领域

本发明涉及一种用于呼吸酒精测量设备的电化学传感器装置、一种相应的呼吸酒精测量设备以及一种用于确定电化学传感器的电极活力的方法，例如用于测量电化学传感器的活力。

背景技术

呼吸酒精测量设备测量人呼吸中的酒精浓度。其作用原理为燃料电池的电化学传感器被用于移动测量设备，但部分也用于取证使用。由于环境条件的变化，尤其是由于老化和湿度变化或含水电解质的浓度变化，电化学传感器的灵敏度会发生变化。通过干燥一般会减慢传感器的一些化学过程并且传感器变得更慢。重新润湿可以再次加快传感器。干燥和重新湿润的过程在此并不完全可逆，使得传感器会随着时间的推移而退化。同样，传感器温度对传感器动态性也有影响。在一些酒精传感器中，例如当传感器温度升高约12℃时，传感器速度翻倍。在此，电极活力取决于电化学传感器因干燥而发生的退化。

对缓慢的、退化的传感器的识别通常是在调校中进行，例如经由借助目标气体充气来评估传感器速度。在此情况下例如确定评估速度并且在某些情况下对评估速度进行温度补偿。

上述方法的缺点是，活力识别只能在调校的时刻进行。在这其间的时间里，即在现场运行中，无法识别到缓慢的传感器。然而，从客户的角度来看，值得期望的是对弱的传感器进行及早警告。

发明内容

需要一种改进的方案来确定电化学传感器的活力，所述方案能够在现场运行中确定活力。

该需求由独立权利要求的电化学传感器装置以及方法来考虑。

本发明基于的认识是，确定电化学传感器的电极活力可以通过如下方式执行，选择性地加热电化学传感器的电极中的一个电极，由此在所述电极之间形成电压，并能够分析由于该电压减小而形成的电流通量，以便确定电化学传感器的电极活力。对所述电极中的一个电极的这种选择性加热通过热源执行，所述热源设置为电化学传感器装置的一部分。因此，与调校装置无关地在现场也可以产生相应的电压。该特性可以被利用来以短间隔自己进行相应的活力确定。因此，活力的确定可以定期触发或由客户手动触发。由此得到，在至少一些实施例中，在现场无需充气测试就能进行可靠的活力识别。由此客户能够及早被警告以更换传感器（在预测性维护的意义上）。此外，基于活力，可以在运行中调整补偿参数。由此可以改善设备的精度。通过调整所述参数，可以延长调校间隔，或者在一些设备中，甚至可以完全省去重新调校。

本发明的实施例提出了一种用于呼吸酒精测量设备的电化学传感器装置。在此，电化学传感器装置不限于呼吸酒精测量。相反，电化学传感器装置也可以在其他情境中使用。例如，电化学传感器装置可以是用于气体测量设备的电化学传感器装置。电化学传感器装置包括带有至少两个电极的电化学传感器。该电化学传感器装置进一步包括热源。热源设置为，使得当激活时，热源选择性地加热电化学传感器的电极中的一个电极。通过选择性加热一个电极，在两个电极之间产生了电压。如果这些电极经由测量电阻连接，则电流流过，然后对所述电流进行分析，以确定相应的电化学传感器的活力，例如在现场运行中确定。

在至少一些实施例中，热源是光源，例如发光二极管（LED）。由此对一个电极进行非接触加热，据此本发明也可以与现有的电化学传感器一起使用，而不需要对实际的传感器进行结构上的改变。LED的另一优点是，其具有高效率并且主要是发射光。所述光只低衰减地穿透传感器的塑料壳体，而且只在深色电极上被吸收。因此，所述电极之一被选择性地加热。这种加热此外无接触地进行。由此，可以非常快地关断并且再次接通能量输入，并且传感器以非常陡峭的电流测量曲线作出反应。