[发明专利]气体传感器老化补偿及故障检测

权利要求书

1.用于气体传感器(101)的老化补偿的方法，该方法包括：

通过阻抗分析仪(103)确定气体传感器(101)的阻抗谱；

通过主参数鉴别器(104)基于阻抗谱来确定主参数集合；

通过老化补偿建模器(105)使用所述主参数集合来构建气体传感器(101)老化补偿模型；和

对气体传感器(101)输出应用所述老化补偿模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使用恒电位仪(102)来确定气体传感器(101)的阻抗谱。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定主参数集合包括使用Randles等效电路(300)来对气体传感器(101)的阻抗建模。

4.根据权利要求1所述的方法，其中主参数集合包括电解质溶液电阻(R_s)、双层电容(C_dl)、电荷转移电阻(R_ct)和Warburg阻抗(W)中的一个或多个。

5.根据权利要求4所述的方法，其中气体传感器(101)的灵敏度是电解质溶液电阻(R_s)、双层电容(C_dl)、电荷转移电阻(R_ct)和Warburg阻抗(W)的函数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中主参数集合包括对气体传感器(101)的灵敏度的贡献量超过预定阈值的参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中由老化补偿建模器(105)根据主参数集合中的多个主参数来确定老化补偿模型。

8.根据权利要求1所述的方法，其中对气体传感器(101)的输出应用老化补偿模型包括：

通过老化补偿建模器(105)使用主参数集合确定老化补偿模型的输出；

通过老化补偿建模器(105)基于老化补偿模型的输出产生信号；和

通过加法器(106)将信号加到气体传感器(101)的输出。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括检测气体传感器(101)的即将发生的故障，包括：

通过故障检测模块(108)检测主参数集合中的一个或多个参数的变化；以及

基于检测到的变化发出故障警告。

10.根据权利要求9所述的方法，其中检测主参数集合中的一个或多个参数的变化包括检测主参数集合中的一个或多个参数的结构变化，并且其中检测结构变化包括确定主参数集合中的一个或多个参数的估计误差是否高于预定阈值。

11.根据权利要求9所述的方法，其中检测主参数集合中的一个或多个参数的变化包括检测主参数集合中的一个或多个参数的总变化，并且其中检测所述总变化包括确定主参数集合中的一个或多个参数是否高于预定阈值。

12.一种用于气体传感器(101)老化补偿的系统(100)，包括：

被配置为确定气体传感器(101)阻抗谱的阻抗分析仪(103)；

被配置为基于阻抗谱确定主参数集合的主参数鉴别器(104)；以及

被配置为使用所述主参数集合构建气体传感器(101)的老化补偿模型，并对气体传感器(101)的输出应用老化补偿模型的老化补偿建模器(105)。

13.根据权利要求12所述的系统(100)，其中主参数集合包括电解质溶液电阻(R_s)、双层电容(C_dl)、电荷转移电阻(R_ct)和Warburg阻抗(W)中的一个或多个。

14.根据权利要求13所述的系统(100)，其中气体传感器的灵敏度是电解质溶液电阻(R_s)、双层电容(C_dl)、电荷转移电阻(R_ct)和Warburg阻抗(W)的函数。

15.根据权利要求14所述的系统(100)，其中主参数集合包括对气体传感器(101)的灵敏度的贡献量超过预定阈值的参数。