[发明专利]具有内部寿命测试的电化学检测系统

说明书

背景技术

很多工业过程天然地具有危害。这些过程通常在高温和高压环境下使用有毒、可燃或者活性材料。在这些过程的设备故障或人为失误事件中，可能发生灾难性事件。安全仪表系统(SIS)是设计用于防止这些事件的自动化系统。由于国际标准，对这些安全系统的兴趣(尤其在化工、石油化工及提炼工业)中的兴趣已经增长。在这些安全仪表系统中，能够诊断出系统中设备的故障具有重要意义。

在使用有毒气体的工业过程中，这些气体的检测器能够持续稳定地检测出这些气体是重要的。即使正常操作环境中事实上不存在这些有毒气体时也是如此。此外，这些传感器和检测系统可能部署在这些有害工业过程中或周边很多年。当有毒气体排放发生时，传感器有效地工作以检测有毒气体使得可以采取修复措施是重要的。

电化学传感器有时用在有毒气体检测器中作为传感单元。利用这些传感器，感兴趣的气体的存在造成将在传感器中引起可由合适的传感电路检测的电变化。电特性的示例包括电压、电阻、电抗、电容或任何其他合适的电参数。

发明内容

一种检测系统，包括电化学传感器。测量电路耦合到所述电化学传感器并被配置为测量所述电化学传感器的电特性。控制器耦合到所述测量电路并被配置为基于所测量的电特性来提供指示。所述控制控制器还被配置为对所述电化学传感器生成电干扰并获得传感器恢复简档，以提供与所述电化学传感器相关的诊断指示。

附图说明

图1是根据本发明实施例的使用电化学气体检测单元的气体检测系统的示意图。

图2是根据本发明实施例的气体检测器的框图。

图3A是属性-功能传感器的气体传感器响应相对于时间的示意图。

图3B是针对退化或者有一定量磨损的传感器的传感器恢复简档的示意图。

图4是根据本发明实施例的操作电化学传感器的方法的流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明实施例的使用电化学检测单元的电化学检测系统的示意图。在一个具体实施例中，电化学检测系统是气体检测系统。然而，本发明实施例可适用于测试和电化学传感器。

系统10包括与传感器本体14耦合的电子器件外壳12。传感器本体14可包括与感兴趣气体反应生成可检测电响应的任何合适的电化学传感器。这些传感器的示例包括有毒气体传感器。传感器本体14的下部16被配置为暴露在环境空气中以检测感兴趣气体，并潜在地确定和提供与感兴趣气体有关的浓度指示。

传感器可检测的有毒气体可包括硫化氢、二氧化硫、一氧化碳、氯气、氨气等。传感器本体14内的传感器经由导管18与外壳12内的合适电子器件(如图2中所示)耦合。外壳12内的电子器件可以对传感器响应进行放大、线性化并以其他方式进行特性化以提供气体浓度的指示。可经由穿过导管20的过程连线，在过程通信环路或部分上提供该指示；经由报警或显示器在本地提供该指示；和/或经由合适的无线过程通信协议(例如IEC62591中指定的无线过程通信协议)无线地提供该指示。当提供气体检测的本地指示时，该指示可以是本地操作员界面的形式，本地操作员界面指示气体存在和/或浓度的显示、可听见或可看见的报警或其任意组合。

图2是根据本发明实施例的气体检测系统的框图。系统10包括电子器件外壳12,电子器件外壳12与传感器本体14耦合。在电子器件外壳12内布置有控制器22、通信模块24、电源模块26以及测量电路28。气体传感器30布置在传感器本体14内并与测量电路28耦合。

控制器22可以是能够与测量电路28交互以获得与传感器30有关的测量并基于测量提供气体存在和/或浓度的指示的任何合适的处理电路。在一个实施例中，控制器22能够执行一系列指令以编程地确定气体存在/浓度。在一个实施例中，控制器22是微处理器。控制器22与通信电路24耦合，以允许控制器22与过程控制和监控系统中的其他设备进行通信。通信电路24可包括允许控制器22根据过程工业标准通信协议(例如，高速可寻址远程换能器()协议、FOUNDATION^TM现场总线协议等)进行通信的电路。在一些实施例中，除了使用有线过程通信之外或不使用有线过程通信，系统10可以无线地进行通信。例如，在一个实施例中，通信电路24可提供无线过程通信，例如上文列出的根据IEC62591的协议。最后，通信电路24可提供本地输出(例如本地显示或报警)的通信。