Un dispositivo de detección de gas que tiene un sensor de gas electroquímico (2) que tiene por lo menos un electrodo de detección (8) y un contraelectrodo (6) conectado con un electrolito sólido o líquido (4),

y un circuito de amplificación adaptado para amplificar la salida del sensor de gas, en el que la salida del sensor de gas comprende una corriente generada por reacción de electrodo con el gas en el electrodo de detección y se usa para detectar un gas, y en el que dicho sensor de gas (2) se autodiagnostica con la salida de dicho sensor de gas con la aplicación de una señal de prueba eléctrica al mismo, caracterizado por:

unos medios de aplicación de señal de prueba adaptados para aplicar una tensión entre el electrodo de detección (8) y el contraelectrodo (6) como la señal de prueba al sensor de gas (2) cuando el circuito de amplificación no está amplificando la salida del sensor de gas; unos medios de muestreo adaptados para hacer que dicho circuito de amplificación amplifique la salida del sensor de gas cuando dicha señal de prueba se desactiva y para muestrear la salida de dicho circuito de amplificación dentro de un periodo predeterminado después de hacer que dicho circuito de amplificación amplifique la salida del sensor de gas; y unos medios de autodiagnóstico (24) adaptados para autodiagnosticar dicho sensor de gas (2) con la salida de los medios de muestreo.

Dispositivo de detección de gas dotado de un sensor de gas electroquímico y capaz de autodiagnóstico

Campo de la invención

La presente invención se refiere al autodiagnóstico de un sensor de gas electroquímico.

Técnica anterior

El documento EP 0 887 640 A1 (D1) describe un sensor de gas que tiene una función de autodiagnóstico capaz de detectar con rapidez y fiabilidad si el sensor de gas tiene o no cualquier problema (malfuncionamiento) . Para el presente fin, el sensor de gas comprende unos medios de detección de impedancia para detectar una impedancia entre unos electrodos predeterminados; y unos medios de autodiagnóstico para comparar un valor de impedancia que se detecta mediante los medios de detección de impedancia con un valor prescrito para decidir si tiene lugar o no cualquier problema, en función de un resultado de la comparación. El documento US 6 290 829 B1 (D2) describe un sensor de gas que comprende una unidad de autodiagnóstico para comparar el valor de la corriente de bombeo con un intervalo prescrito y evaluar si tiene lugar o no cualquier problema, en función de un resultado obtenido de la comparación. El documento DE 103 39 684 A1 (D3) describe un aparato para detectar la existencia de deficiencias en sensores de gas del tipo que tiene una o más células con un electrolito sólido y el procedimiento de prueba implica comparaciones de señales de prueba y de respuesta. El aparato cambia la tensión de célula o similar de la primera célula y supervisa la corriente de celda o similar de esta célula, en respuesta a la tensión cambiada que se aplica para el autodiagnóstico mientras que el sensor de gas está funcionando.

El documento USP6251243 (D4) , el documento USP6123818 (D5) y el documento USP6200443 (D6) dan a conocer un autodiagnóstico usando la capacidad de un sensor de gas electroquímico. El documento D4 y el documento D5 se refieren a un sensor de gas usando un electrolito líquido, y una señal de prueba de impulso se introduce como entrada en un amplificador en lugar de en el sensor de gas. El sensor de gas se conecta con otra entrada del amplificador en paralelo con una resistencia fija, el amplificador cambia su salida de acuerdo con la entrada de la señal de prueba, y la función de transferencia de este proceso cambia de acuerdo con la capacidad del sensor de gas. Debido a que la capacidad del sensor de gas cambia dependiendo de si el sensor es o no normal, el sensor de gas puede diagnosticarse en función de la salida del amplificador.

En el documento D6, una tensión de impulso se aplica a un sensor de gas, y el autodiagnóstico se hace en función de la forma de onda de salida del sensor después del final del impulso. Para ser más específico, debido a que el sensor de gas normal tiene una gran capacidad y el sensor de gas defectuoso tiene una capacidad más pequeña, el sensor de gas puede comprobarse en función de la velocidad de relajación de la salida después del final

Un objeto de la invención es la provisión de un nuevo dispositivo de autodiagnóstico para un sensor de gas electroquímico.

En la presente invención, se proporciona un dispositivo de detección de gas que tiene un sensor de gas electroquímico que tiene por lo menos un electrodo de detección y un contraelectrodo conectado con un electrolito sólido o líquido, y un circuito de amplificación para amplificar la salida del sensor de gas, en el que la salida del sensor de gas comprende una corriente generada por reacción de electrodo con el gas en el electrodo de detección y se usa para detectar un gas, y en el que el sensor de gas se autodiagnostica con la salida del sensor de gas con la aplicación de una señal de prueba eléctrica al mismo, y se caracteriza por:

unos medios de aplicación de señal de prueba para aplicar una tensión entre el electrodo de detección y el contraelectrodo como la señal de prueba al sensor de gas cuando el circuito de amplificación no está amplificando la salida del sensor de gas; unos medios de muestreo para hacer que el circuito de amplificación amplifique la salida del sensor de gas cuando la señal de prueba se desactiva y para muestrear la salida del circuito de amplificación dentro de un periodo predeterminado después de hacer que el circuito de amplificación amplifique la salida del sensor de gas; y unos medios de autodiagnóstico para autodiagnosticar el sensor de gas con la salida de los medios de muestreo.

El electrolito que va a usarse en un sensor de gas electroquímico puede ser un electrolito líquido tal y como una disolución acuosa de ácido sulfúrico o hidróxido de potasio o sal metálica, o un líquido iónico. En lo que concierne a hacer que el circuito de amplificación amplifique la salida del sensor de gas, preferiblemente, esto se hace de forma simultánea con el final de la señal de prueba o después de eso, y mucho más preferiblemente, se hace que el circuito de amplificación amplifique la salida del sensor de gas después del final de la señal de prueba.

Preferiblemente, los medios de autodiagnóstico diagnostican el sensor de gas como normal cuando la salida de los medios de muestreo se encuentra dentro de un intervalo predeterminado diferente de la salida en aire limpio y diagnostican el sensor de gas como anómalo cuando la salida de los medios de muestreo se encuentra dentro de un segundo intervalo predeterminado en las proximidades de la salida en aire limpio o en las proximidades de ambos extremos del intervalo de salida del circuito de amplificación.

Preferiblemente, el dispositivo comprende además una resistencia conectada en paralelo con el sensor de gas.

Preferiblemente, cualquiera de los electrodos del electrodo de detección y el contraelectrodo del sensor de gas se mantiene a un potencial constante por medio de la fuente de alimentación del dispositivo de detección de gas, el otro electrodo del sensor de gas se conecta con la entrada de un amplificador operacional del circuito de amplificación, y el dispositivo comprende además un conmutador de FET que tiene una fuente, un drenador y una puerta que está dispuesta en paralelo con el sensor de gas y que se abre cuando la tensión entre la fuente y el drenador no es menor que un valor predeterminado, en el que la puerta está dispuesta de tal modo que la tensión no es menor que el valor predeterminado cuando la fuente de alimentación está encendida y es menor que el valor predeterminado cuando la fuente de alimentación está apagada.

Preferiblemente, el dispositivo comprende además un conmutador, que se abre mientras que una señal de prueba se está aplicando, entre el otro electrodo y la entrada del amplificador operacional. Más preferiblemente, los medios de aplicación de señal de prueba aplican la señal de prueba desde el otro electrodo al sensor de gas.

En la presente invención, el sensor de gas electroquímico puede autodiagnosticarse con facilidad, en particular, el estado del sensor de gas puede diagnosticarse ya sea éste normal o anómalo debido a, por ejemplo, cortocircuito, rotura de cable, deterioro de electrodo o agotamiento.

Cuando una resistencia se conecta en paralelo con el sensor de gas, puede evitarse la polarización del sensor mientras que está sin fuente de alimentación alguna, y se hace más fácil aplicar una señal de prueba muy pequeña al sensor de gas.

Cualquiera de los electrodos del electrodo de detección y el contraelectrodo del sensor de gas se mantiene a un potencial constante por medio de la fuente de alimentación del dispositivo de detección de gas, el otro electrodo del sensor de gas se conecta con la entrada del amplificador operacional del circuito de amplificación, la fuente y el drenador de un conmutador de FET, que se abre cuando la tensión entre el potencial de fuente y el potencial de puerta no es inferior a un valor predeterminado, se disponen en paralelo con el sensor de gas, y la puerta está dispuesta de tal modo que la tensión entre la fuente y la puerta del conmutador de FET no es inferior a un valor predeterminado cuando la fuente de alimentación está encendida y la tensión entre la fuente y la puerta del conmutador de FET es menor que el valor predeterminado cuando la fuente de alimentación está apagada. Como resultado, cuando la fuente de alimentación está encendida, el conmutador de FET se abrirá... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de detección de gas que tiene un sensor de gas electroquímico (2) que tiene por lo menos un electrodo de detección (8) y un contraelectrodo (6) conectado con un electrolito sólido o líquido (4) , y un circuito de amplificación adaptado para amplificar la salida del sensor de gas, en el que la salida del sensor de gas comprende una corriente generada por reacción de electrodo con el gas en el electrodo de detección y se usa para detectar un gas, y en el que dicho sensor de gas (2) se autodiagnostica con la salida de dicho sensor de gas con la aplicación de una señal de prueba eléctrica al mismo, caracterizado por:

unos medios de aplicación de señal de prueba adaptados para aplicar una tensión entre el electrodo de detección (8) y el contraelectrodo (6) como la señal de prueba al sensor de gas (2) cuando el circuito de amplificación no está amplificando la salida del sensor de gas; unos medios de muestreo adaptados para hacer que dicho circuito de amplificación amplifique la salida del sensor de gas cuando dicha señal de prueba se desactiva y para muestrear la salida de dicho circuito de amplificación dentro de un periodo predeterminado después de hacer que dicho circuito de amplificación amplifique la salida del sensor de gas; y unos medios de autodiagnóstico (24) adaptados para autodiagnosticar dicho sensor de gas (2) con la salida de los medios de muestreo.

2. Un dispositivo de detección de gas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los medios de autodiagnóstico (24) diagnostican dicho sensor de gas (2) como normal cuando la salida de los medios de muestreo se encuentra dentro de un intervalo predeterminado diferente de la salida en aire limpio y diagnostican dicho sensor de gas (2) como anómalo cuando la salida de los medios de muestreo se encuentra dentro de un segundo intervalo predeterminado en las proximidades de la salida en aire limpio o en las proximidades de ambos extremos del intervalo de salida de dicho circuito de amplificación.

3. Un dispositivo de detección de gas de acuerdo con la reivindicación 1, adicionalmente caracterizado por una resistencia (R9) conectada en paralelo con dicho sensor de gas.

4. Un dispositivo de detección de gas de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que cualquiera de los electrodos del electrodo de detección (8) y el contraelectrodo (6) del sensor de gas (2) se mantiene a un potencial constante por medio de una fuente de alimentación del dispositivo de detección de gas, por que el otro electrodo del sensor de gas (2) se conecta con la entrada de un amplificador operacional (IC3) de dicho circuito de amplificación, por que dicho dispositivo comprende además un conmutador de FET (32) que tiene una fuente (S2) , un drenador

(D) y una puerta (G) que está dispuesta en paralelo con el sensor de gas (2) y que se abre cuando la tensión entre la fuente (S2) y el drenador (D) no es menor que un valor predeterminado, y por que la puerta (G) está dispuesta de tal modo que la tensión no es menor que el valor predeterminado cuando la fuente de alimentación está encendida y es menor que el valor predeterminado cuando la fuente de alimentación está apagada.

5. Un dispositivo de detección de gas de acuerdo con la reivindicación 4, adicionalmente caracterizado por un conmutador (33) que se abre cuando se aplica la señal de prueba, y se proporciona entre dicho otro electrodo y la entrada del amplificador operacional, cuando no se aplica la señal de prueba.

6. Un dispositivo de detección de gas de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que los medios de aplicación de señal de prueba aplican la señal de prueba desde dicho otro electrodo al sensor de gas (2) .