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      用于沉積在表面上的源于氣態(tài)基質的組分的傳感器的制作方法

      文檔序號:40279647發(fā)布日期:2024-12-11 13:17閱讀:來源:國知局

      技術特征:

      1.一種用于檢測來自氣體環(huán)境的質量沉積的傳感器系統(tǒng),包括:第一傳感器元件、第二傳感器元件和電子電路,所述第一傳感器元件基本上由第一導電加熱部件和所述第一導電加熱部件上的第一界面結構組成,所述第一導電加熱部件基本上由氧化物組成,所述第二傳感器元件包括第二導電加熱部件和所述第二導電加熱部件上的第二界面結構,所述電子電路與所述第一導電加熱部件和所述第二導電加熱部件連接,其中,所述電子電路被配置為向所述第一導電加熱部件提供能量以加熱所述第一傳感器元件,將所述第二傳感器元件作為至少所述第一傳感器元件的補償元件操作以補償環(huán)境條件,且通過測量所述第一導電加熱部件的電特性來測量所述第一傳感器元件的熱力學響應,所述熱力學響應隨著所述第一界面結構上一種或多種組分的質量沉積而變化。

      2.根據(jù)權利要求1所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第二傳感器元件被處理為對所述一種或多種組分中的至少一種組分基本上不敏感。

      3.根據(jù)權利要求1所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一界面結構被選定為吸附所述一種或多種組分中的至少一種組分。

      4.根據(jù)權利要求3所述的傳感器系統(tǒng),其中,被吸附的所述一種或多種組分中至少一種組分在加熱時氧化。

      5.根據(jù)權利要求1所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一界面結構包括氧化物。

      6.根據(jù)權利要求5所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一界面結構基本上由氧化硅或金屬氧化物組成。

      7.根據(jù)權利要求1所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一界面結構具有至少75m2/g的表面積。

      8.根據(jù)權利要求7所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一界面結構基本上由耐火金屬氧化物組成。

      9.根據(jù)權利要求7所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一界面結構基本上由鋁、錫、鋅、銅、鋯、鈦、硅、鈰或鑭的氧化物組成。

      10.根據(jù)權利要求1所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一傳感器元件是低熱質量元件,并且所述第二傳感器元件是低熱質量元件。

      11.根據(jù)權利要求10所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件中的每個獨立地具有小于8秒的熱時間常數(shù)。

      12.根據(jù)權利要求10所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件中的每個獨立地具有小于6秒的熱時間常數(shù)。

      13.根據(jù)權利要求12所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件中的每個是低熱質量器件。

      14.根據(jù)權利要求1所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述電子電路向所述第一傳感器元件施加脈沖,其中,到所述第一傳感器元件的能量增加或減少,以引起來自所述第一傳感器元件的熱力學響應。

      15.根據(jù)權利要求14所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第二傳感器元件的溫度保持為低于至少一種或所述一種或多種組分在所述第二界面結構上氧化的溫度。

      16.根據(jù)權利要求15所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第二傳感器元件的所述溫度保持低于150℃。

      17.根據(jù)權利要求15所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第二傳感器元件的所述溫度保持低于90℃。

      18.根據(jù)權利要求15所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述第一傳感器元件的溫度經(jīng)由所述脈沖增加以引起焦耳加熱,并且持續(xù)足夠的時間以升高所述第一傳感器元件的所述溫度。

      19.根據(jù)權利要求14所述的傳感器系統(tǒng),其中,能量經(jīng)由所述脈沖從至少第一溫度的溫度減少,使得所述第一界面結構與周圍氣體之間的對流熱傳遞停止,并且持續(xù)足夠的時間,使得所述第一傳感器元件的溫度降低至低于所述第一傳感器元件的焦耳加熱發(fā)生的溫度。

      20.根據(jù)權利要求14所述的傳感器系統(tǒng),其中,所述電子電路被配置為隨著時間的推移向所述第一傳感器元件施加多個脈沖,其中到所述第一傳感器元件的能量增加或減少,以在所述多個脈沖的每個脈沖中引起來自所述第一傳感器元件的測量到的熱力學響應,所述電子電路被配置為分析一個或多個所述測量到的熱力學響應。

      21.一種用于檢測來自氣體環(huán)境的質量沉積的方法,包括:

      22.一種用于檢測來自氣體環(huán)境的質量沉積的傳感器系統(tǒng),包括:第一傳感器元件、第二傳感器元件和電子電路,所述第一傳感器元件包括第一導電加熱部件和所述第一導電加熱部件上的第一界面結構,所述第二傳感器元件包括第二導電加熱部件和所述第二導電加熱部件上的第二界面結構,所述電子電路與所述第一導電加熱部件和所述第二導電加熱部件連接,其中,所述電子電路被配置為向所述第一導電加熱部件提供能量以加熱所述第一傳感器元件,將所述第二傳感器元件作為至少所述第一傳感器元件的補償元件操作以補償環(huán)境條件,并且通過測量所述第一導電加熱部件的電特性來測量所述第一傳感器元件的熱力學響應,所述熱力學響應隨著所述第一界面結構上一種或多種組分的質量沉積而變化,其中,所述電子電路被配置為向所述第一傳感器元件施加脈沖,其中到所述第一傳感器元件的能量減少以引起來自所述第一傳感器元件的熱力學響應,所述能量經(jīng)由所述脈沖從至少第一溫度的溫度減少,使得所述第一界面結構與周圍氣體之間的對流熱傳遞停止,并且持續(xù)足夠的時間,使得所述第一傳感器元件的溫度降低至低于所述第一傳感器元件的焦耳加熱發(fā)生的溫度。


      技術總結
      本申請涉及用于沉積在表面上的源于氣態(tài)基質的組分的傳感器。一種用于檢測來自氣體環(huán)境的質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電加熱部件和第一導電加熱部件上的第一界面結構。傳感器系統(tǒng)還包括與第一導電加熱部件連接的電子電路。電子電路被配置為向第一導電加熱部件提供能量以加熱第一傳感器元件并測量第一傳感器元件的熱力學響應,熱力學響應隨著第一界面結構上一種或多種組分的質量沉積而變化。

      技術研發(fā)人員:M·E·斯旺森,D·D·小桑托羅,M·A·布朗,M·F·老扎內拉
      受保護的技術使用者:MSA技術有限公司
      技術研發(fā)日:
      技術公布日:2024/12/10
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