背景技術(shù)：

1、提供以下信息以幫助讀者理解下面公開的技術(shù)以及通?？梢允褂眠@些技術(shù)的環(huán)境。除非在本文件中另有明確說明，否則本文中使用的術(shù)語不旨在限于任何特定的狹義解釋。本文所述的參考文獻(xiàn)可以有助于理解技術(shù)或其背景。本文中引用的所有參考文獻(xiàn)的公開內(nèi)容均通過引用并入。

2、在許多不同的應(yīng)用中，來自氣態(tài)基質(zhì)或環(huán)境的沉積在表面上的蒸氣或氣態(tài)組分/污染物存在顯著的問題。例如，這種組分/污染物可能沉積在設(shè)備部件上并導(dǎo)致故障或失效。

3、例如，硅氧烷通常會(huì)在許多環(huán)境中發(fā)現(xiàn)，并且由現(xiàn)代硅酮材料分解形成，包括用于工業(yè)和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品的硅油、硅脂、硅橡膠、硅樹脂和硅酮添加劑。在環(huán)境釋放之后，許多硅氧烷最終進(jìn)入廢水和垃圾填埋場(chǎng)。

4、諸如硅氧烷的許多含硅化合物在許多工藝中被認(rèn)為是污染物。消化池和填埋場(chǎng)氣體也稱“生物氣”，主要包括甲烷和二氧化碳，并且可以燃燒以作為熱電發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。硅氧烷d3-d6（即六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷和十二甲基環(huán)六硅氧烷）和l2-l5（即六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、十二甲基五硅氧烷和十四甲基六硅氧烷）通常與一系列烴（包括烷烴、烯烴和芳族化合物）一起存在于生物氣中。諸如發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪和燃料電池部件的設(shè)備部件可能會(huì)例如因生物氣中存在的痕量低分子量硅氧烷產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物（例如二氧化硅）的磨損或堵塞而損壞。除硅氧烷分解導(dǎo)致被供電設(shè)備部件損壞之外，用于去除諸如一氧化碳或甲醛的有毒產(chǎn)物的下游催化洗滌器也會(huì)因硅氧烷暴露而受到損害。硅氧烷的催化失活導(dǎo)致轉(zhuǎn)化效率較低且受影響反應(yīng)器的現(xiàn)場(chǎng)老化加速。

5、為了改善生物氣中的硅氧烷化合物的影響，在生物氣動(dòng)力設(shè)備的上游使用吸附洗滌器系統(tǒng)從生物氣流中去除硅氧烷，吸附洗滌器系統(tǒng)通常包括粒狀活性炭（gac）。原始和再生gac材料產(chǎn)生顯著的成本。因?yàn)樯嫌喂柩跬闈舛仁强梢宰兓模钥赡茈y以從歷史測(cè)量或第一原理計(jì)算預(yù)測(cè)gac的使用壽命。如果gac更換過早，則材料成本比需要的更高。如果gac更換過遲（在發(fā)生硅氧烷穿透后），則熱電發(fā)動(dòng)機(jī)可能需要昂貴的維護(hù)。

6、傳統(tǒng)上，使用氣袋或吸附管對(duì)生物氣中的硅氧烷含量進(jìn)行采樣，然后將樣本送到外部實(shí)驗(yàn)室以使用氣相色譜儀-質(zhì)譜儀（gc-ms）進(jìn)行分析。采樣位置包括gac床的上游和/或下游。離線分析的缺點(diǎn)包括采樣與分析之間存在大約幾天的延遲，以及重復(fù)分析測(cè)試所產(chǎn)生的成本。已經(jīng)提出使用ftir光譜儀進(jìn)行在線硅氧烷測(cè)量。通過在線ftir測(cè)量的生物氣中的d5和其它硅氧烷的濃度在gac床的上游和下游與離線gc-ms結(jié)果相關(guān)。然而，在線ftir分析的技術(shù)缺點(diǎn)包括不含硅氧烷的烴的干擾和對(duì)生物氣背景一致性的依賴。操作缺點(diǎn)包括檢測(cè)器的成本以及此類分析設(shè)備的持續(xù)維護(hù)。

7、開發(fā)改進(jìn)的在線硅氧烷濃度測(cè)量設(shè)備對(duì)于例如最大化gac床（以及其它硅氧烷/污染物組分過濾系統(tǒng)）的效率和最小化操作成本來說是非常期望的。實(shí)際上，生物氣中硅氧烷濃度的高級(jí)在線采樣已被認(rèn)為是利用可再生生物燃料的知識(shí)缺口。在相關(guān)應(yīng)用中，在沒有吸附劑洗滌器的情況下使用原生物氣燃料運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)將能夠利用來自在線設(shè)備的硅氧烷暴露測(cè)量，預(yù)測(cè)二氧化硅積聚并主動(dòng)安排維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一個(gè)方面，一種用于檢測(cè)來自氣體環(huán)境的質(zhì)量沉積的傳感器系統(tǒng)，包括第一傳感器元件，第一傳感器元件包括第一導(dǎo)電加熱部件和第一導(dǎo)電加熱部件上的第一界面結(jié)構(gòu)（interface?structure）。傳感器系統(tǒng)還包括與第一導(dǎo)電加熱部件連接的電子電路。電子電路被配置為向第一導(dǎo)電加熱部件提供能量以加熱第一傳感器元件并測(cè)量第一傳感器元件的熱力學(xué)響應(yīng)，熱力學(xué)響應(yīng)隨著第一界面結(jié)構(gòu)上一種或多種組分的質(zhì)量沉積而變化。第一傳感器元件的熱力學(xué)響應(yīng)可以例如通過測(cè)量第一導(dǎo)電加熱部件的電特性來測(cè)量。

2、傳感器系統(tǒng)還可以例如包括第二傳感器元件，第二傳感器元件包括第二導(dǎo)電加熱部件和第二導(dǎo)電加熱部件上的第二界面結(jié)構(gòu)。電子電路可以例如被配置為將第二傳感器元件作為至少第一傳感器元件的補(bǔ)償元件操作，以補(bǔ)償環(huán)境條件。第二傳感器元件可以例如被處理為對(duì)一種或多種組分中的至少一種基本上不敏感。第二傳感器元件可以例如用預(yù)定量的氧化有機(jī)硅化合物處理。

3、在許多實(shí)施例中，第一界面結(jié)構(gòu)被選定為吸附一種或多種組分中的至少一種。吸附的一種或多種組分中至少一種可以例如在加熱時(shí)氧化。

4、在許多實(shí)施例中，第一界面結(jié)構(gòu)包含氧化物。第一界面結(jié)構(gòu)可以例如包括氧化硅或金屬氧化物。第一界面結(jié)構(gòu)可以例如具有至少75m2/g的表面積。在許多實(shí)施例中，第一界面結(jié)構(gòu)包括耐火金屬氧化物。第一界面結(jié)構(gòu)可以例如包括鋁、錫、鋅、銅、鋯、鈦、硅、鈰或鑭的氧化物。

5、在許多實(shí)施例中，第一傳感器元件不含金屬催化劑。在許多實(shí)施例中，第一傳感器元件基本上由第一導(dǎo)電加熱部件和第一界面結(jié)構(gòu)組成，第一界面結(jié)構(gòu)基本上由氧化物組成。

6、在許多實(shí)施例中，第一傳感器元件是低熱質(zhì)量元件，第二傳感器元件是低熱質(zhì)量元件。第一傳感器元件和第二傳感器元件中的每一個(gè)可以例如獨(dú)立地具有小于8秒或小于6秒的熱時(shí)間常數(shù)。第一傳感器元件和第二傳感器元件可以例如是低熱質(zhì)量器件（pelement）。

7、在許多實(shí)施例中，電子電路向第一傳感器元件施加脈沖，其中，到第一傳感器元件的能量增加或減少，以引起來自第一傳感器元件的熱力學(xué)響應(yīng)。

8、第二傳感器元件的溫度可以例如保持低于至少一種或一種或多種組分在第二界面結(jié)構(gòu)上氧化的溫度。第二傳感器元件的溫度可以例如保持在150℃以下或90℃以下。

9、在許多實(shí)施例中，第一傳感器元件的溫度經(jīng)由脈沖增加以引起焦耳加熱，并且持續(xù)足夠的時(shí)間以升高第一傳感器元件的溫度。在許多實(shí)施例中，能量經(jīng)由脈沖從至少第一溫度的溫度減少，使得第一界面結(jié)構(gòu)與周圍氣體之間的對(duì)流熱傳遞停止，并且持續(xù)足夠的時(shí)間，使得第一傳感器元件的溫度降低至低于第一傳感器元件的焦耳加熱發(fā)生的溫度。

10、電子電路可以例如被配置為隨著時(shí)間的推移向第一傳感器元件施加多個(gè)脈沖，在其中，到第一傳感器元件的能量增加或減少，以在多個(gè)脈沖的每個(gè)脈沖中引起來自第一傳感器元件的測(cè)量熱力學(xué)響應(yīng)。電子電路可以進(jìn)一步被配置為分析一個(gè)或多個(gè)測(cè)量熱力學(xué)響應(yīng)。

11、在另一方面，一種用于檢測(cè)來自氣體環(huán)境的質(zhì)量沉積的方法，包括提供傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)包括第一傳感器元件，第一傳感器元件具有第一導(dǎo)電加熱部件和第一導(dǎo)電加熱部件上的第一界面結(jié)構(gòu)，提供與第一導(dǎo)電加熱部件連接的電子電路，經(jīng)由電子電路向第一導(dǎo)電加熱部件提供能量以加熱第一傳感器元件，以及經(jīng)由電子電路測(cè)量第一傳感器的響應(yīng)，以確定第一傳感器元件是否已經(jīng)暴露于氣體環(huán)境中的一種或多種組分。第一傳感器元件的測(cè)量響應(yīng)隨著傳感器系統(tǒng)在環(huán)境中隨時(shí)間推移而暴露于的一種或多種組分的量而變化。

12、在另一方面，一種系統(tǒng)，包括對(duì)一種或多種組分的質(zhì)量沉積敏感的設(shè)備，該一種或多種組分來自設(shè)備周圍的氣體環(huán)境；以及用于檢測(cè)來自氣體環(huán)境的質(zhì)量沉積的傳感器系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)包括第一傳感器元件，第一傳感器元件具有第一導(dǎo)電加熱部件和第一導(dǎo)電加熱部件上的第一界面結(jié)構(gòu)，以及與第一導(dǎo)電加熱部件連接的電子電路。電子電路被配置為向第一導(dǎo)電加熱部件提供能量以加熱第一傳感器元件并測(cè)量第一傳感器元件的熱力學(xué)響應(yīng)，熱力學(xué)響應(yīng)隨著第一界面結(jié)構(gòu)上一種或多種組分中至少一種組分的質(zhì)量沉積而變化。對(duì)一種或多種組分的質(zhì)量沉積敏感的設(shè)備可以例如包括過濾設(shè)備。

13、鑒于以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將能夠最好地了解和理解本設(shè)備、系統(tǒng)和方法及其屬性和伴隨優(yōu)點(diǎn)。