[发明专利]臭氧和/或二氧化氮感测设备

说明书

本发明涉及一种用于测量空气中臭氧和/或二氧化氮的浓度的感测设备，所述感测设备包括a)腔室，所述腔室具有入口(170)和出口(171)；b)臭氧过滤器(168)或组合型臭氧和二氧化氮过滤器，所述过滤器将所述腔室分成两个隔室(166、167)；c)半导体金属氧化物气体传感器(165)，所述气体传感器(165)测量臭氧、二氧化氮或两者并且位于第二隔室(167)内；d)空气输送器件(162)，所述空气输送器件(162)适于将空气移动至第一隔室(166)中，移动通过所述过滤器(168)，移动至所述第二隔室(167)并且最终移动通过所述出口(171)。所述设备适于当施加电流时进行操作，并且所述气体传感器(165)适于提供待进行处理并呈送至用户界面的输出信号。

技术领域

本发明涉及一种用于监测和/或测量气体流的具体成分的浓度的设备。此外，本发明涉及此类感测设备的用途以及操作此类系统的方法。此外，本发明涉及一种可用于本发明的感测设备中的新颖组合型臭氧和NO₂过滤器。

背景技术

根据世界卫生组织，每年有300万人因暴露于周围(室外)空气污染而死亡，并且世界上92％的人口生活于其中空气质量超出WHO指导限值的地方。此外，每年430万例死亡源于室内空气污染。

WHO对于四种污染物设定了指导限值：颗粒物(PM)、臭氧(O₃)、二氧化氮(NO₂)和二氧化硫(SO₂)。美国环境保护署具有“常规空气污染物(criteria air pollutants)”的类似列表：CO、Pb、O₃、PM、NO₂和SO₂。因此，作为一项公共卫生事件，存在对于监测空气污染的需求。遗憾的是，监测站由于高成本的检测器械而为较少的并且相距较远。这些较少站点不能给出一些位置的人员暴露的准确描述，例如在建筑物的内部、在交通工具中、在繁忙街道上、在公共汽车或地铁内部，或在火车站。廉价监测器为可用的，这些监测器可基于电化学传感器或基于半导体传感器，然而这些监测器已知具有关于不同空气成分之间的交叉灵敏度、基线漂移和可靠性的显著问题，从而使得结果的使用和解释为困难的。然而，对于利用许多低价传感器类监测器来创建城市的污染监测网络(作为物联网(IOT)的一部分)存在持续关注。此外，廉价监测器将发现用于建筑物通风系统、空气管理基础设施、个人暴露监测等的控制系统中。

发明内容

本文描述了一种新发明，该新发明能够克服阻止低成本空气污染监测的传统问题。同时，感测设备和其用途允许臭氧和NO₂的低成本且准确监测。本发明可扩展以涵盖其它气体，例如SO₂和氯气。

本文所描述的本发明独特之处在于，其利用三个或更多个气体路径以克服现有技术气体感测设备(包括例如小且廉价半导体传感器和电化学传感器)的固有限制。本文所描述的本发明使空气在样品腔室中再循环，从而生成对于额外信息可进行分析的瞬态。

在一方面，本发明涉及一种用于监测和/或测量气体流的具体成分的浓度的感测设备，该感测设备包括：

a)腔室，该腔室具有入口和出口，

b)气体传感器，该气体传感器位于腔室内，

c)至少一个过滤器，该过滤器用于移除和/或捕获指定成分，其中该过滤器位于腔室之外并且与腔室气体密封连接，

d)泵送器件，该泵送器件适于从腔室移动气体并且通过出口排出，和/或可选地适于使气体从腔室再循环至过滤器，

e)可选的(optional)第二泵送器件，该可选第二泵送器件适于使气体从过滤器再循环至腔室，

其中设备适于当施加电流时进行操作，

其中气体传感器适于提供待进行处理并呈送至用户界面的输出信号。