用于測(cè)量氣體混合物的氣體組份的導(dǎo)熱能力的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量氣體混合物的氣體組份的導(dǎo)熱能力以便確定氣體組份的成分的裝置，包括多個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器，其中每個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器是電阻橋電路的組成部分并且與屬于該裝置的分析處理單元連接。
【背景技術(shù)】
[0002]在氣體分析技術(shù)中具有不同方法，以便確定氣體混合物的組成部分的氣體濃度。
[0003]例如氣體色譜分析法的方法是流行的。為此將要檢測(cè)的氣體混合物噴射到運(yùn)載氣體流經(jīng)的分離柱中。氣體混合物的物質(zhì)通過(guò)分離柱中的運(yùn)載氣體運(yùn)輸，其中通過(guò)在分離柱中不變的溫度或者通過(guò)受控的溫度提高弓I起氣體混合物的快速和大規(guī)模的分離。在分離柱的輸出端借助于探測(cè)器確定氣體混合物的物質(zhì)中之一何時(shí)離開(kāi)分離柱。由探測(cè)器確定的電子信號(hào)可以登記為Pik并且可以由該信號(hào)借助于相應(yīng)的分析處理軟件確定氣體混合物的組成。測(cè)量結(jié)構(gòu)和方法實(shí)施在氣體色譜分析法中不僅在時(shí)間方面而且在構(gòu)造方面是昂貴的。
[0004]除了氣體色譜分析法一般已知的是，為了氣體混合物的各個(gè)氣體的濃度確定使用參與的其他的導(dǎo)熱能力的區(qū)別。
[0005]原則上用作熱源的電阻熱元件借助于電流流過(guò)達(dá)到相對(duì)于其環(huán)境提高的溫度。通過(guò)由幾何框架條件確定的導(dǎo)熱路線(xiàn)由要檢測(cè)的氣體將熱量通過(guò)電阻熱元件作為熱源引導(dǎo)到保持在不變溫度上的散熱器。從電阻熱元件到散熱器的熱傳導(dǎo)使得熱源喪失能量，該能量是氣體導(dǎo)熱能力的度量并且可以借助于適合的方法測(cè)量。
[0006]用于借助于該氣體的導(dǎo)熱能力確定氣體混合物的氣體濃度的方法對(duì)于不同其他組份借助于電阻熱元件的不同溫度實(shí)現(xiàn)。
[0007]為了測(cè)量氣體濃度可以一方面根據(jù)其他組份的數(shù)量應(yīng)用多個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器。對(duì)此備選地，導(dǎo)熱能力傳感器的應(yīng)用是可考慮的，其中按照時(shí)間以確定的間隔將電阻熱元件加熱到不同溫度。
[0008]在所有以導(dǎo)熱能力傳感器運(yùn)行的系統(tǒng)中的困難在于，這些系統(tǒng)必須借助于已知成分的測(cè)試系統(tǒng)檢測(cè)并且如果可能校準(zhǔn)。該校準(zhǔn)必須以確定的間隔重復(fù)，以便確保測(cè)量裝置總體上可靠并且正確地運(yùn)行。因此在這樣的裝置的使用者處對(duì)于其他混合物的其他組份的導(dǎo)熱能力的測(cè)量總是應(yīng)確保測(cè)試其他的足夠供應(yīng)。這特別是在歐洲和美洲之外遇到困難，因?yàn)閮H僅在涉及的地理的區(qū)域中制造對(duì)于校準(zhǔn)必要的測(cè)試氣體。海關(guān)、運(yùn)輸及安全規(guī)定使得運(yùn)輸?shù)絹喼藓头侵迏^(qū)域變得困難，其中也應(yīng)注意的是，用于測(cè)試氣體運(yùn)輸?shù)娜萜饕步^對(duì)可能被濫用于恐怖主義目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]基于用于確定氣體混合物的組成部分的氣體濃度的不同方法的描述的缺點(diǎn)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種開(kāi)始描述的類(lèi)型的裝置，其中一方面可以省去測(cè)試氣體的應(yīng)用，該裝置此外簡(jiǎn)單并且因此廉價(jià)地構(gòu)成并且通過(guò)其結(jié)構(gòu)在借助于各個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器測(cè)量多種氣體組成部分中不再需要沖洗階段。
[0010]提出的任務(wù)縱覽權(quán)利要求1的形成種類(lèi)的特征通過(guò)在獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分中公開(kāi)的技術(shù)特征解決。在此按照本發(fā)明實(shí)質(zhì)的在于，裝置的每個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器具有熱元件和集成的溫度測(cè)量元件，該溫度測(cè)量元件在導(dǎo)熱能力傳感器由于通過(guò)氣體混合物的熱導(dǎo)出的溫度變化時(shí)生成兩個(gè)測(cè)量電壓，所述測(cè)量電壓在分析處理單元中比較以便確定測(cè)量誤差。
[0011]裝置的新的構(gòu)造設(shè)計(jì)現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)如下，即在生產(chǎn)運(yùn)行中在制造結(jié)束之后的首次校準(zhǔn)之后連續(xù)監(jiān)控按照本發(fā)明的裝置的規(guī)定的工作方式。基于裝置的結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的全部測(cè)量誤差一一例如熱元件或溫度測(cè)量元件的漂移以及屬于橋電路的電阻的故障一一可以通過(guò)生成的測(cè)量電壓的分析處理來(lái)可靠地確定。
[0012]因此不再必要的是，通過(guò)借助于在其成分上已知的測(cè)試其他定期的檢測(cè)確保各個(gè)屬于按照本發(fā)明的裝置的導(dǎo)熱能力傳感器的正確工作方式。因此消除了所有結(jié)合測(cè)試氣體必要的制造、運(yùn)輸和檢測(cè)成本。
[0013]通過(guò)每個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器的集成的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生按照本發(fā)明的裝置的魯棒和節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)，從而可以省去用于測(cè)試氣體校準(zhǔn)的所有至今必要的附加的構(gòu)件，例如磁閥、栗過(guò)濾器、軟管和螺紋連接件。新式裝置因此可以直接包含到相應(yīng)的氣體管路中，其中通過(guò)裝置的免維護(hù)性顯著提高氣體設(shè)備的可靠性。
[0014]本發(fā)明的對(duì)象的特別的設(shè)計(jì)方案結(jié)合權(quán)利要求1的技術(shù)原理附加地來(lái)自于引用獨(dú)立權(quán)利要求的從屬權(quán)利要求的特征。
[0015]關(guān)于按照本發(fā)明的裝置的魯棒和免維護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)特別是證實(shí)為有利的是，熱元件構(gòu)成為PT20傳感器而對(duì)于溫度測(cè)量元件應(yīng)用PT100傳感器。談及的元件可以無(wú)問(wèn)題地組合為導(dǎo)熱能力傳感器。導(dǎo)熱能力傳感器的結(jié)構(gòu)在此可有利地實(shí)施在中央陶瓷體上，該中央陶瓷體例如由氧化硅組成。在該陶瓷體上借助于薄層方法以絲網(wǎng)印刷施加由包含鉑的膏組成的印制導(dǎo)線(xiàn)，該印制導(dǎo)線(xiàn)形成PT20傳感器和PT100傳感器。為了保護(hù)陶瓷體上的鉑印制導(dǎo)線(xiàn)該陶瓷體設(shè)有玻璃鍍膜，從而可靠地排除在鉑膏與氣體混合物的可能要探測(cè)的腐蝕性組份之間的化學(xué)反應(yīng)。
[0016]關(guān)于按照本發(fā)明的裝置的電氣結(jié)構(gòu)此外可以有利的是，每個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器設(shè)有溫度電壓轉(zhuǎn)換器。電氣結(jié)構(gòu)附加地通過(guò)差分放大器補(bǔ)充，該差分放大器將在橋電路內(nèi)確定的橋電壓轉(zhuǎn)換為質(zhì)量有關(guān)的信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]在下文中根據(jù)附圖進(jìn)一步闡明按照本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)。其中:
[0018]圖1示出具有后置的電子元件的屬于按照本發(fā)明的裝置的導(dǎo)熱能力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2示出導(dǎo)熱能力傳感器的視圖，借助于該導(dǎo)熱能力傳感器可以構(gòu)成按照本發(fā)明的裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在圖1中描繪的示意圖示出導(dǎo)熱能力傳感器的結(jié)構(gòu)，借助于導(dǎo)熱能力傳感器可測(cè)量混合氣體的組份的濃度。
[0021]用于測(cè)量混合氣體的氣體組份的導(dǎo)熱能力以便確定氣體組份的成分的整個(gè)裝置對(duì)于N組份由N個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器組成。給導(dǎo)熱能力傳感器配置中央分析處理單元，在該中央分析處理單元中配置、比較和分析處理由各個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器確定的測(cè)量電壓。
[0022]附圖中省去分析處理單元的顯示，因?yàn)榉治鎏幚韱卧紫炔粚儆谘b置的按照本發(fā)明實(shí)質(zhì)的部分。
[0023]每個(gè)導(dǎo)熱能力傳感器的原理結(jié)構(gòu)由電阻橋電路組成，其中代替電阻Rl設(shè)置導(dǎo)熱能力傳感器。導(dǎo)熱能力傳感器由例如以PT20傳感器的形式的熱元件和例如以PT20傳感器的形式的溫度測(cè)量元件組成作為導(dǎo)熱能力傳感器的集成構(gòu)件，該導(dǎo)熱能力傳感器整體上