使用電壓—電流時(shí)間微分的電化學(xué)感測(cè)的制作方法
【專利摘要】一種用于信號(hào)處理的設(shè)備。該設(shè)備包括信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)檢測(cè)器和處理器。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生原始波形。信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)受影響波形。處理器和信號(hào)檢測(cè)器耦合。處理器接收來(lái)自信號(hào)檢測(cè)器的受影響波形。處理器也將受影響波形的至少一部分與原始波形比較。處理器也確定受影響波形和原始波形之間的差異。處理器也確定對(duì)應(yīng)于原始和受影響波形之間確定的差異的唯一部分的值。處理器也輸出所確定的值。
【專利說(shuō)明】使用電壓一電流時(shí)間微分的電化學(xué)感測(cè)
[0001 ]關(guān)于聯(lián)邦資助研究的說(shuō)明
[0002]根據(jù)用于勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室操作的勞倫斯利弗莫爾國(guó)家安全有限公司與美國(guó)能源部之間的合同N0.DE-AC52-07NA27344，美國(guó)政府對(duì)本發(fā)明具有權(quán)利。
[0003]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0004]本申請(qǐng)要求2013年10月16日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.14/055，562的權(quán)益，該專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用整體結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0005]日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求汽車制造商開(kāi)發(fā)用于尾氣監(jiān)測(cè)的全面的車載診斷(OBD)系統(tǒng)。尤其需要緊湊、價(jià)格低廉的傳感器用于監(jiān)測(cè)和控制受管制污染物，該污染物包括碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氮氧化?NOx)?；诎雽?dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氧化物的異質(zhì)接觸(heterocontacts)、表面聲波和電容，已經(jīng)提出用于這些應(yīng)用的傳感器。其他傳感器是基于固態(tài)電化學(xué)設(shè)備，其以電位式(開(kāi)路)或安培式(DC偏置)之一的模式操作，該固態(tài)電化學(xué)設(shè)備典型地使用附著有兩個(gè)或更多個(gè)金屬或金屬氧化物電極的固態(tài)陶瓷電解質(zhì)。
[0006]通過(guò)使用氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)作為固態(tài)電化學(xué)設(shè)備的電解質(zhì)，在可展開(kāi)傳感器的開(kāi)發(fā)方面已經(jīng)取得顯著進(jìn)展。然而，仍然存在和穩(wěn)定性、靈敏度、響應(yīng)時(shí)間和交叉靈敏度相關(guān)的顯著的缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)歸咎于到目前為止市售的只有一種NOx傳感器。在售的安培式NOx傳感器由于高成本、復(fù)雜性和有限的性能，對(duì)廣泛使用是不理想的?；鶞?zhǔn)(benchmark)傳感器是眾所周知的目前在幾乎所有汽車中使用的基于YSZ的氧傳感器。雖然此傳感器展示了這種技術(shù)的商業(yè)可行性，它需要解決的任務(wù)是較NOx應(yīng)用中用來(lái)感測(cè)低濃度(ppm級(jí))氣體相比，復(fù)雜度降低。
[0007]用于固態(tài)電化學(xué)傳感器的一些方法是用頻域阻抗譜(impedancemetric)模式的操作。此方法依賴特殊的材料組分和微結(jié)構(gòu)來(lái)將傳感器的響應(yīng)在更高的頻率上最大化，因?yàn)楦叩念l率能允許更快的采樣率和提高的信噪比。此方法也依賴作為監(jiān)測(cè)氣體濃度的指標(biāo)的相位角度的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實(shí)施例涉及用于信號(hào)處理的設(shè)備。該設(shè)備包括信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)檢測(cè)器和處理器。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生原始波形。信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)受影響波形。處理器和信號(hào)檢測(cè)器耦合。處理器接收來(lái)自信號(hào)檢測(cè)器的受影響波形。處理器也將受影響波形的至少一部分與原始波形比較。處理器也確定受影響波形和原始波形之間的差異。處理器也確定對(duì)應(yīng)于原始和受影響波形之間確定的差異的唯一部分的值。處理器還輸出所確定的值。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例涉及用于氣流分析的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括信號(hào)發(fā)生器、電化學(xué)傳感器、信號(hào)檢測(cè)器和處理器。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生原始波形。電化學(xué)傳感器接收原始波形。電化學(xué)傳感器設(shè)置于至少部分地在氣流內(nèi)。電化學(xué)傳感器包括第一電極和第二電極。第二電極與第一電極相對(duì)地設(shè)置。信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)來(lái)自電化學(xué)傳感器的受影響的波形。處理器和信號(hào)檢測(cè)器耦合。處理器接收來(lái)自信號(hào)檢測(cè)器的受影響波形。處理器也將受影響波形的至少一部分與原始波形比較。處理器也確定受影響波形和原始波形之間的差異。處理器也基于原始和受影響波形之間確定的差異的唯一部分，確定對(duì)應(yīng)于氣流的至少一個(gè)特性的值。處理器也輸出對(duì)應(yīng)于氣流的至少一個(gè)特性的所確定的值。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例涉及用于氣流分析的方法。方法包括識(shí)別受影響波形信號(hào)的受影響區(qū)域，其對(duì)應(yīng)于氣流的至少一個(gè)特性。方法也包括計(jì)算受影響波形信號(hào)的受影響區(qū)域和原始波形信號(hào)的對(duì)應(yīng)區(qū)域之間的差異。波形信號(hào)的受影響區(qū)域和對(duì)應(yīng)區(qū)域，對(duì)于氣流的至少一個(gè)特性具有獨(dú)特的靈敏度。方法也包括基于計(jì)算出的差異，產(chǎn)生對(duì)于氣流的至少一個(gè)特性的值。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例涉及用于氣流溫度分析的方法。方法包括識(shí)別受影響波形信號(hào)的溫度參數(shù)。方法也包括通過(guò)將受影響波形信號(hào)與原始波形信號(hào)比較，計(jì)算溫度參數(shù)中的變化。方法也包括根據(jù)計(jì)算出的變化，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于氣流溫度的值。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1描繪了廢氣傳感器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意性框圖。
[0013]圖2A描繪了用在圖1的傳感器組件中的氣體傳感器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
[0014]圖2B描繪了傳感器排布的多個(gè)實(shí)施例。
[0015]圖3A描繪了三角輸入波形的波形圖的一個(gè)實(shí)施例以及對(duì)應(yīng)的響應(yīng)波形區(qū)域。
[0016]圖3B描繪了類似于圖3A的波形的波形，該波形具有額外的標(biāo)記來(lái)指示OA和OV之間的在波形的兩邊的時(shí)間間隔。
[0017]圖3C描繪了在三角波形的部分上有強(qiáng)調(diào)的圖3B的波形。
[0018]圖3D描繪了有圖3B的標(biāo)記和在非過(guò)零點(diǎn)處額外標(biāo)記的圖3B的波形。
[0019]圖3E描繪了有對(duì)應(yīng)響應(yīng)波形區(qū)域的鋸齒輸入波形。
[0020]圖3F描繪了對(duì)應(yīng)于不同氣體種類濃度的響應(yīng)信號(hào)的實(shí)施例。
[0021]圖4描繪了用于測(cè)量氣體種類的方法的流程圖的一個(gè)實(shí)施例，該測(cè)量氣體種類的方法使用在時(shí)域中的電壓一電流微分。
[0022]圖5描繪了測(cè)量溫度的方法的流程圖的一個(gè)實(shí)施例，該測(cè)量溫度的方法使用在時(shí)域中的電壓一電流微分。
[0023]在整個(gè)描述中，類似的參考數(shù)字可以用于識(shí)別類似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0024]容易理解的是本文通常描述和在附圖中示出的實(shí)施例的組件可以按各種不同配置來(lái)排布和設(shè)計(jì)。因此，后續(xù)不同實(shí)施例的更細(xì)致的描述，如在圖中表示的，并不旨在限制本公開(kāi)的范圍，而是僅為不同實(shí)施例的代表。當(dāng)實(shí)施例的不同方面在附圖中呈現(xiàn)，附圖不一定依據(jù)比例繪制，除非特別指出。
[0025]本發(fā)明可具體化為其它特定形式而不背離其精神或本質(zhì)特征。所描述的實(shí)施例在所有方面都應(yīng)被認(rèn)為僅是說(shuō)明性而非限制性的。從而，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書而非本細(xì)節(jié)描述所指示。落入權(quán)利要求書的等效方案的含義和范圍內(nèi)的所有改變應(yīng)被權(quán)利要求書的范圍所涵蓋。
[0026]貫穿本說(shuō)明書的對(duì)于特征、優(yōu)點(diǎn)或類似語(yǔ)言的引用沒(méi)有暗示依據(jù)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的全部特征和優(yōu)點(diǎn)應(yīng)該或在本發(fā)明任何單一實(shí)施例中。相反，指代特征或優(yōu)點(diǎn)的語(yǔ)言被理解為意味著與實(shí)施例相關(guān)所描述的特定特征、優(yōu)點(diǎn)或特色被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，貫穿說(shuō)明書的特征、優(yōu)點(diǎn)或類似語(yǔ)言的討論可以但不一定指代相同的實(shí)施例。
[0027]而且，所描述的本發(fā)明的的特征、優(yōu)點(diǎn)和特色可按照任何合適的方式在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中組合。根據(jù)本發(fā)明的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到不利用具體實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特定特征或優(yōu)點(diǎn)也可實(shí)踐發(fā)明。在另一些例子中，額外的特征和優(yōu)點(diǎn)可以在某些實(shí)施例中被承認(rèn)而不是在本發(fā)明的所有實(shí)施例中出現(xiàn)。
[0028]在本說(shuō)明書通篇中對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”或類似語(yǔ)言的引用意味著結(jié)合所指示的實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，貫穿本說(shuō)明書的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”或類似語(yǔ)言不一定全部指的是同一實(shí)施例。
[0029]盡管本文描述了很多實(shí)施例，至少一些所描述的實(shí)施例有助于在熱的、流動(dòng)的氣流中的污染氣體的檢測(cè)。在研究頻域阻抗譜模式的操作的過(guò)程中，當(dāng)采用廉價(jià)數(shù)字電子設(shè)備來(lái)監(jiān)測(cè)時(shí)域中的電壓一電流微分時(shí)，驚訝的發(fā)現(xiàn)發(fā)生了。將源波施加于經(jīng)受氣流的傳感器，并且獲得對(duì)應(yīng)的響應(yīng)波。源波和響應(yīng)波呈現(xiàn)類似的峰對(duì)峰的值，指示沒(méi)有發(fā)生相位角度漂移或相位角度差異。
[0030]相反，之前使用昂貴電化學(xué)設(shè)備的頻域中的阻抗譜模式的操作指示相位角度變化。然而，在低成本數(shù)字電子設(shè)備中的響應(yīng)波的變形的確導(dǎo)致在過(guò)零點(diǎn)處時(shí)間電壓微分，在非零幅值處也如此。
[0031]此外，使用時(shí)域中的時(shí)間電壓微分，允許指示NOx更高靈敏度的潛力的更大振幅信號(hào)，以及允許對(duì)于指定材料組分和微結(jié)構(gòu)更低的限制，以達(dá)到不同程度的性能。因此，所發(fā)現(xiàn)的是使用時(shí)域中的時(shí)間電壓微分允許更多傳感器設(shè)計(jì)的靈活性。
[0032]使用時(shí)域測(cè)量的固態(tài)電化學(xué)氣體傳感器的操作實(shí)施例的數(shù)字方法，可以有優(yōu)于傳統(tǒng)直流(DC)方法(如電位式和安培式傳感器)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于其他交流(AC)方法(如頻域阻抗譜傳感器)也同樣具有優(yōu)勢(shì)。
[0033]在一些實(shí)施例中，施加的信號(hào)是AC波形。該施加的信號(hào)可以是任何類型的對(duì)稱或不對(duì)稱的AC波形。在一些例子中，可以施加諸如正弦和三角波形的特殊的波形。在一些實(shí)施例中，交替的波形形狀(如，正弦波形之外)可以產(chǎn)生更大的響應(yīng)信號(hào)。
[0034]在一些實(shí)施例中，固態(tài)電化學(xué)氣體傳感器的響應(yīng)按照數(shù)字方式測(cè)量以作為由時(shí)域過(guò)零點(diǎn)所指示的電壓一電流時(shí)間微分。在其他實(shí)施例中，電壓一電流時(shí)間微分在另外指定的非零幅值處監(jiān)測(cè)。在一些實(shí)施例中，在非過(guò)零點(diǎn)的、幅值的特定點(diǎn)處的電壓一電流時(shí)間微分的測(cè)量產(chǎn)生更大的信號(hào)。額外地，具體類型的波形的應(yīng)用，或有特定特性的波形的應(yīng)用，可能影響檢測(cè)的響應(yīng)信號(hào)的靈敏度或其他特性。例如，在一些實(shí)施例中，三角波形的應(yīng)用可以導(dǎo)致高靈敏度和大傳感器信號(hào)。
[0035]在一些實(shí)施例中，數(shù)字時(shí)域方法可以用于多氣體種類和/或環(huán)境變量(諸如溫度)的同時(shí)測(cè)量。例如，在單個(gè)波周期中，系統(tǒng)可以測(cè)量廢氣流內(nèi)的多種類的氣體。作為另一個(gè)例子，NOx(例如NO和NO2)的百萬(wàn)分率(ppm)和汽車尾氣中的溫度的檢測(cè)，可以通過(guò)三角和正弦波形二者的應(yīng)用來(lái)完成。在另一個(gè)例子中，非對(duì)稱信號(hào)和多個(gè)電壓一電流時(shí)間微分可以用來(lái)同時(shí)地提取多氣體種類的測(cè)量。在另一個(gè)例子中，合并源波頻率中的變化可以用于提取傳感器和/或氣流的溫度信息。
[0036]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可以具體地識(shí)別特定的材料和設(shè)計(jì)特征，用于使用固態(tài)電化學(xué)傳感器來(lái)檢測(cè)N0X，該固態(tài)電化學(xué)傳感器基于負(fù)責(zé)感測(cè)的反應(yīng)機(jī)制。然而，本文描述的實(shí)施例的潛在的應(yīng)用在可以被檢測(cè)到的氣體種類(例如，氧、二氧化氮、碳?xì)浠衔锏?的類型方面顯著地廣泛，并且不一定局限于固態(tài)電化學(xué)氣體傳感器。
[0037]此技術(shù)的發(fā)展有益于不同車輛技術(shù)。并且此技術(shù)的實(shí)施例對(duì)于車輛(尤其對(duì)于柴油車輛)排放的車載檢測(cè)具有首要的、短期的應(yīng)用。然而，在本文描述的許多實(shí)施例具體地指代為工業(yè)廢氣和車輛排放的監(jiān)測(cè)的同時(shí)，在電化學(xué)傳感器受重視的任何領(lǐng)域中有更廣泛的應(yīng)用。例如，本文描述的一些實(shí)施例可以在醫(yī)療、健康和安全，以及環(huán)境應(yīng)用中采用。
[0038]圖1描繪了廢氣傳感器系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的示意性框圖。示出的廢氣傳感器系統(tǒng)10包括傳感器組件12、發(fā)動(dòng)機(jī)14和廢氣系統(tǒng)16。發(fā)動(dòng)機(jī)14產(chǎn)生穿過(guò)廢棄系統(tǒng)移動(dòng)的廢氣。廢氣系統(tǒng)16幫助廢氣流至氣體出口 18，典型地用于釋放到大氣中。傳感器組件12至少部分地插入到廢氣系統(tǒng)16中，來(lái)檢測(cè)廢氣流內(nèi)的參數(shù)。隨著廢氣系統(tǒng)16中的氣體從傳感器組件12上方通過(guò)和/或從其中穿過(guò)，通過(guò)測(cè)量在傳感器組件12處的化學(xué)或溫度或其他參數(shù)，傳感器組件12檢測(cè)廢氣內(nèi)的條件(condit1n)，如本文描述的。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器12為沒(méi)有獨(dú)立的基準(zhǔn)腔的單腔傳感器(single cell sensor)。單腔的排布在某些應(yīng)用中可能是有益的。例如，單腔包括一對(duì)電極和電解質(zhì)。此種單腔系統(tǒng)可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和要求，也降低材料和部件的成本。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)10包括安裝在廢氣流外部的基準(zhǔn)腔(未示出)。這在某些應(yīng)用中可能是有益的。例如，在一些應(yīng)用中，這可以讓系統(tǒng)10以減小的誤差余量達(dá)到更高程度的靈敏度。在特定的實(shí)施例中，傳感器組件12包括NOx傳感器，來(lái)檢測(cè)與廢氣流內(nèi)的NO和/或NO2的存在相關(guān)的條件。然而，可以實(shí)現(xiàn)其他的實(shí)施例來(lái)檢測(cè)在廢氣流內(nèi)的其他化學(xué)品或組分。
[0039]廢氣傳感器系統(tǒng)10也包括電子控制模塊20。電子控制模塊20包括處理器22、電子存儲(chǔ)設(shè)備24和輸出設(shè)備26。在一些實(shí)施例中，電子存儲(chǔ)設(shè)備24存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)28和/或其他數(shù)據(jù)，如本文所描述的。電子控制模塊20也包括原始信號(hào)發(fā)生器30和響應(yīng)信號(hào)檢測(cè)器32ο
[0040]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，電子控制模塊20也可以包括控制電路(未示出)來(lái)控制一些或全部傳感器組件12的操作?？商娲?，一些或全部控制電路功能可以在傳感器組件12處或在不一定鄰近電子控制模塊20的另外位置處實(shí)現(xiàn)。額外地，在一些實(shí)施例中，控制電路可以控制外圍系統(tǒng)(未示出)?？梢栽趥鞲衅鹘M件12處實(shí)現(xiàn)的外圍系統(tǒng)的一些例子包括，但不限于，加熱器(未示出)或化學(xué)中和系統(tǒng)(未示出)。代替或附加于化學(xué)中和系統(tǒng)，一些實(shí)施例可以包括排放控制元件(未示出)，來(lái)中和廢氣系統(tǒng)內(nèi)的化學(xué)品的其他方面和/或物質(zhì)，在傳感器組件10的上游或下游。在其他實(shí)施例中，控制電路可以控制在廢氣傳感器系統(tǒng)10內(nèi)的其他位置處的外圍系統(tǒng)。
[0041]在一些實(shí)施例中，基準(zhǔn)28為有處理器輸入的數(shù)據(jù)所進(jìn)入的算法，來(lái)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于廢氣流的一些特性的值。在其他實(shí)施例中，基準(zhǔn)28為查找表，其將傳感器信號(hào)和廢氣流的特性值相互關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，該值對(duì)應(yīng)于廢氣流內(nèi)一個(gè)或多個(gè)氣體的濃度。在另一些實(shí)施例中，該值對(duì)應(yīng)于廢氣流的溫度。在其他些實(shí)施例中，該值對(duì)應(yīng)于廢氣流的其他特性。
[0042]在一實(shí)施例中，傳感器組件12包括固態(tài)電化學(xué)氣體傳感器(參照?qǐng)D2)。傳感器組件12的其他實(shí)施例可以包括不同類型的氣體傳感器。
[0043]處理器22與原始信號(hào)發(fā)生器30通信，來(lái)將原始信號(hào)施加于傳感器組件12的氣體傳感器。輸入波形可以為任何類型的對(duì)稱或非對(duì)稱交流(AC)輸入波形。額外地，輸入波形可以有一個(gè)或多個(gè)已知特性，諸如頻率、振幅或其他類似識(shí)別符。在具體例子中，與正弦輸入波形的應(yīng)用相比較，三角輸入波形的應(yīng)用可以導(dǎo)致更高的靈敏度和更大的傳感器信號(hào)。這和可用時(shí)域響應(yīng)獲得的提高的結(jié)果類似，與使用頻域(例如，阻抗譜)技術(shù)的相位角度測(cè)量相比。在一些實(shí)施例中，對(duì)于使用時(shí)域中的三角波形檢測(cè)氣體種類，上好的響應(yīng)信號(hào)可以和波形變形相關(guān)，該波變形是氣體組分如何影響電化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。額外地，當(dāng)與在頻域中做的測(cè)量(如阻抗譜方法)相比較，該時(shí)域中的波變形可以允許更高的分辨率(并因此為更高的靈敏度和更大的傳感器信號(hào))。
[0044]在一些實(shí)施例中，控制原始信號(hào)發(fā)生器30來(lái)產(chǎn)生和施加不同種的時(shí)間上的輸入波形。相應(yīng)地，一個(gè)或多個(gè)波形特性，或波形的類型，在時(shí)間上改變。這種改變可以由處理器22以動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行控制，使其突然地或在定義的時(shí)間量上發(fā)生。
[0045]響應(yīng)于施加在傳感器組件12的輸入波形，響應(yīng)信號(hào)檢測(cè)器32檢測(cè)時(shí)域響應(yīng)，該時(shí)域響應(yīng)至少部分地取決于輸入波形和由廢氣流中氣體的組分導(dǎo)致的任何波形替代品。換句話說(shuō)，廢氣流中氣體的一個(gè)或多個(gè)特性可以對(duì)與輸入波形相關(guān)的響應(yīng)波形引起時(shí)域改變。例如，時(shí)域響應(yīng)可以被氣流中存在的NO和/或NO2影響。處理器22可以識(shí)別這些改變，并且因此識(shí)別氣流的一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的特性。在一實(shí)施例中，固態(tài)電化學(xué)氣體傳感器的響應(yīng)按數(shù)字方式測(cè)量為以電壓一電流時(shí)間微分，該電壓一電流時(shí)間微分由時(shí)域過(guò)零點(diǎn)，在其他指定的非零幅值處，或在幅值結(jié)合的某處所指示。由響應(yīng)信號(hào)檢測(cè)器32獲得的響應(yīng)然后呈現(xiàn)給處理器22用于諸如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和/或通過(guò)輸出設(shè)備26的報(bào)告的進(jìn)一步的使用。
[0046]在檢測(cè)氣流內(nèi)氣體種類的存在和/或濃度的基礎(chǔ)上，一些實(shí)施例幫助氣流和/或傳感器組件12的溫度波動(dòng)的檢測(cè)。某些輸入波形可能導(dǎo)致波形響應(yīng)，該波形響應(yīng)主要地或單獨(dú)地響應(yīng)于溫度改變，而不響應(yīng)于(或僅瑣細(xì)地響應(yīng))氣體濃度的改變。例如，低振幅、高頻率的正弦波擁有對(duì)于氣體種類的降低的靈敏度，但具有對(duì)于溫度的可測(cè)量的靈敏度。擁有其他特性的其他波形可能對(duì)于氣體種類和溫度或多或少的敏感。例如，三角波形能夠提供溫度的測(cè)量，也同樣能表現(xiàn)氣體種類的靈敏度。此波形可能間歇地產(chǎn)生，來(lái)測(cè)量溫度和調(diào)整輸入波形。在一些實(shí)施例中，輸入波形的調(diào)整可以提高某些氣體種類的測(cè)量的精度。例如，一些測(cè)試已經(jīng)示出在NOx濃度大約200ppm和10%02測(cè)量中的低至1.6ppm的誤差余量。
[0047]在一些實(shí)施例中，處理器22可以將來(lái)自信號(hào)檢測(cè)器32的反饋應(yīng)用于原始信號(hào)發(fā)生器30。例如，處理器22可以指揮原始信號(hào)發(fā)生器30來(lái)改變輸入波形的頻率和/或形狀來(lái)直接識(shí)別溫度波動(dòng)，以便測(cè)量的波動(dòng)然后可以用于調(diào)整整體傳感器信號(hào)和提高精度。
[0048]在進(jìn)一步實(shí)施例中，溫度的檢測(cè)可以與氣體種類的檢測(cè)連續(xù)地布置。例如，三角輸入波形可以用于檢測(cè)氣體種類，然后有更高頻率和更低振幅的正弦輸入波形可以用于確定溫度。在更具體的例子中，對(duì)于NOx的信號(hào)用三角輸入波形獲得，該三角輸入波形為10mV振幅和50Hz頻率。然后，該三角輸入波形被可以用來(lái)識(shí)別溫度變化的信號(hào)短暫地中斷，該信號(hào)用有50mV振幅和1kHz頻率的正弦波形。在另一實(shí)施例中，其他類型同時(shí)和/或連續(xù)的測(cè)量方案可以被采用，來(lái)測(cè)量氣流流的任何個(gè)數(shù)的特性。
[0049]圖2A描繪了用在圖1的傳感器組件中的氣體傳感器40的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。示出的氣體傳感器40包括基底42、多個(gè)電極44和46以及電解質(zhì)48。在一些實(shí)施例中，多個(gè)電極44和46中的至少之一包含諸如純金、金基合金、鉑、鉑基合金，或摻雜的鑭系的鈣鈦(如摻鍶的亞錳酸鑭[LSM])的感測(cè)材料。在其他實(shí)施例中，多個(gè)電極44和46中的一個(gè)包含上述的材料之一，而多個(gè)電極44和46中的另一個(gè)包含非感測(cè)材料(諸如電導(dǎo)金屬合金組分)。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)4 8包含離子導(dǎo)電材料。例如，電解質(zhì)4 8可以包含氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)0在一些實(shí)施例中，基底42為電絕緣材料。例如，基底42可以包含氧化鋁(Al2O3)。在一些實(shí)施例中，基底42包括有Pt基合金組分的嵌入式電阻加熱器。為了方便，電導(dǎo)線未被示出。
[0050]在一些實(shí)施例中，傳感器設(shè)計(jì)可以是相對(duì)于電極44和46對(duì)稱，該電極由相同材料或基本相同的材料制造，以類似或一致的幾何形狀和配置(如邊對(duì)邊或彼此相鄰)，其中電極44和46從彼此不能區(qū)別。在其他實(shí)施例中，傳感器設(shè)計(jì)可以是相對(duì)于電極44和46非對(duì)稱的，該電極由不同材料或相同材料或基本相同的材料制造，但有不同的幾何形狀和配置(例如一個(gè)電極置于另一電極頂端，電極具有不同取向，電極具有不同尺寸，或電極具有從彼此可以分辨的幾何形狀或配置)。雖然本文描述的時(shí)域方法對(duì)于對(duì)稱傳感器設(shè)計(jì)和幾何形狀是有效地，但在一些實(shí)施例中，對(duì)于涉及非對(duì)稱電極的傳感器設(shè)計(jì)和幾何形狀，在時(shí)域中波變形是更明顯和夸大的。
[0051]例如，存在氧和NOx時(shí)，非對(duì)稱電極可以導(dǎo)致每個(gè)電極處的反應(yīng)速率的大差異。具體而言，當(dāng)鉑(具有快速反應(yīng)速率的良好的氧催化劑)用作一個(gè)電極，金用作另一個(gè)電極，相對(duì)于對(duì)稱設(shè)計(jì)或一些其他非對(duì)稱材料，波變形可能是更明顯的。在一些實(shí)施例中，非對(duì)稱波變形也允許，除典型的過(guò)零點(diǎn)外，在指定的點(diǎn)處提取更大的傳感器信號(hào)。因此，產(chǎn)生更大信號(hào)的幅值的特定點(diǎn)的選擇可以依賴于用于特定組分的測(cè)量的專用傳感器的設(shè)計(jì)和幾何形狀。
[0052]在一些實(shí)施例中，在數(shù)字時(shí)域內(nèi)使用的非對(duì)稱傳感器設(shè)計(jì)也可以幫助多氣體種類的同時(shí)測(cè)量。作為例子，響應(yīng)波形可以有非對(duì)稱特點(diǎn)，該非對(duì)稱特點(diǎn)可以歸因于有不同組分的兩個(gè)電極(例如，鉑和金)或有相同組分但有不同幾何形狀和配置的兩個(gè)電極。響應(yīng)波形的非對(duì)稱屬性可以導(dǎo)致由一個(gè)氣體種類主導(dǎo)的波形的部分和其他有弱依賴性的波形的部分相比較。以此方式，擁有對(duì)于特定氣體的響應(yīng)中的大差異的波形的特定區(qū)域，可以用來(lái)強(qiáng)調(diào)和/或隔離氣體種類的貢獻(xiàn)。例如，在一些實(shí)施例中，通過(guò)“調(diào)節(jié)”對(duì)于波形的不同區(qū)域的測(cè)量，氧響應(yīng)可以從NOx的改變中隔離，該波形的不同區(qū)域呈現(xiàn)與NOx比較的對(duì)氧非常大的響應(yīng)或最小的響應(yīng)。如本文用的，調(diào)節(jié)指代為識(shí)別與波形的具體時(shí)間和/或幅值相關(guān)聯(lián)的特性。因此，非對(duì)稱信號(hào)和多個(gè)電壓一電流時(shí)間微分可以用來(lái)同時(shí)地提取多氣體種類的測(cè)量。在進(jìn)一步實(shí)施例中，有潛在干擾的其他氣體中，諸如氨，也可以使用同樣的方法被測(cè)量。
[0053]圖2B描繪了傳感器排布的多個(gè)實(shí)施例。描繪的實(shí)施例包括對(duì)于不同部件的一些排布和材料選擇。尤其，一些實(shí)施例包括YSZ電解質(zhì)48，密集摻鍶的亞錳酸鑭(LSM)電極44a和46a，和氧化鋁基底42。一些實(shí)施例包括非對(duì)稱電極的結(jié)合，通過(guò)將Pt電極44b與密集LSM電極46a結(jié)合。其他實(shí)施例包括金基合金電極44c和46b。另一個(gè)實(shí)施例包括擁有鉑電極44b的金線電極46c，和擁有鉑電極44b的鉑線電極46c。其他實(shí)施例可以包括對(duì)于每個(gè)部件的其他排布和材料選擇。
[0054]圖3A描繪了原始三角輸入波形52的波形圖50的一個(gè)實(shí)施例，和對(duì)應(yīng)的響應(yīng)波形區(qū)域54和56。輸入波形52是由輸入波形發(fā)生器30產(chǎn)生的并施加于傳感器組件12的輸入波形的代表。響應(yīng)波形區(qū)域54和56是由響應(yīng)信號(hào)檢測(cè)器32檢測(cè)的響應(yīng)波形的代表。在一實(shí)施例中，電壓是對(duì)傳感器12的輸入，電流是被返回和測(cè)量的。其他形式的原始和受影響信號(hào)也是有用的。
[0055]在描繪的實(shí)施例中，輸入波形52是以伏特測(cè)量的電壓信號(hào)，如右側(cè)縱軸所示。擁有區(qū)域54和56的受影響的波形疊加于原始輸入波形52之上，并且是以nA測(cè)量的電流信號(hào)，如左側(cè)縱軸所示。每個(gè)波形相對(duì)于時(shí)間繪出，如橫軸所示。
[0056]在此例子中，響應(yīng)波形區(qū)域54和56表示通過(guò)腔測(cè)量的電流。電流以零為中心來(lái)回震蕩。在響應(yīng)波形區(qū)域54處一般曲線中的改變對(duì)應(yīng)于對(duì)O2的靈敏度，而響應(yīng)波形區(qū)域56對(duì)應(yīng)于對(duì)O2和NO的靈敏度。若沒(méi)有區(qū)域56處的O2的靈敏度，曲線將更接近地相似于沒(méi)有區(qū)域56處平坦部分的波形的下降部分。波形的其他部分可以展示對(duì)于其他種類氣體的靈敏度。
[0057]圖3B描繪了對(duì)于圖3A的波形類似的波形，該波形具有額外的標(biāo)記58和60來(lái)指示OA和OV之間的在波形的兩邊的時(shí)間間隔。圖3B的繪圖相對(duì)于傳感器接地具有5.1xV的偏離。標(biāo)記58和60對(duì)應(yīng)于NOx和O2結(jié)合的效果，其在整個(gè)波形上不是均勻地分布的。通過(guò)測(cè)量原始信號(hào)52和有區(qū)域54和56的受影響信號(hào)在波形的上升和下降二者邊之間的時(shí)間間隔，和將它們合并，和傳統(tǒng)的相位一漂移測(cè)量相比，對(duì)于氣體種類可能得到大得多的信號(hào)。
[0058]雖然圖3A和3B使用三角波形，其他實(shí)施例可以使用其他類型的波形。例如，使用正弦波形可以達(dá)到類似的結(jié)果。然而，在一些實(shí)施例中，與使用三角波形獲得的響應(yīng)相比，響應(yīng)可能是更小或不同的幅值。
[0059]圖3C描繪了在三角波形的部分上有強(qiáng)調(diào)62的圖3B的波形。強(qiáng)調(diào)62區(qū)域展示了對(duì)于O2的靈敏度。敏感度由在強(qiáng)調(diào)62區(qū)域中的曲線的平坦所展示。來(lái)自多個(gè)受影響的信號(hào)中的相反的結(jié)果歸因于O2的存在(結(jié)合圖3D在下文進(jìn)一步討論)。
[0060]圖3D描繪了有圖3B的標(biāo)記58和60和在非過(guò)零點(diǎn)處的額外標(biāo)記64和66的圖3B的波形。通過(guò)在兩處測(cè)量微分信號(hào)，可以看到NO響應(yīng)的效果和方向?qū)τ谌繙y(cè)量是一樣的，但O2響應(yīng)的效果和方向在測(cè)量58和64之間為相反的極性。在一個(gè)例子中，電壓一電流時(shí)間微分信號(hào)在過(guò)零點(diǎn)處(見(jiàn)標(biāo)記58和60)和在一極中的峰電壓的接近60%處獲得(見(jiàn)標(biāo)記64和66)。當(dāng)信號(hào)被校準(zhǔn)，在60%處(64和66)檢測(cè)的O2信號(hào)可以被計(jì)算和之后從在過(guò)零點(diǎn)(58和60)處取得的累計(jì)測(cè)量中減去。剩余的信號(hào)可以用來(lái)提取NO。
[0061 ]圖3E描繪了有對(duì)應(yīng)響應(yīng)波形區(qū)域54和56的鋸齒輸入波形52。每個(gè)區(qū)域54和56類似于圖3A所示的區(qū)域54和56。然而，圖3E示出作為鋸齒波形的由輸入52產(chǎn)生的響應(yīng)區(qū)域。在示出的實(shí)施例中，當(dāng)電流在響應(yīng)區(qū)域56處引導(dǎo)電壓，鋸齒波形呈現(xiàn)有趣的現(xiàn)象。歸因于廢氣流中O2的存在的極性的相反將電流推向足夠前，以至于事實(shí)上在時(shí)域中引導(dǎo)電壓。這進(jìn)一步示出了在某些區(qū)域，對(duì)于廢氣流內(nèi)的某些氣體，某些波形如何展示靈敏度。
[0062]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可能基于由替代的輸入波形導(dǎo)致的波形響應(yīng)，提取氣體種類測(cè)量。例如，通過(guò)使用非對(duì)稱的鋸齒輸入波形，和替代的非對(duì)稱的方向，主要的氣體種類效果可以用每個(gè)替代的波形單獨(dú)地測(cè)量。在一些實(shí)施例中，非對(duì)稱、替代輸入波形的使用可以產(chǎn)生對(duì)于某些氣體種類更精準(zhǔn)的測(cè)量。廢氣流的溫度和其他特性的測(cè)量也可以通過(guò)代替輸入波形取得，該代替輸入波形獨(dú)特于那個(gè)種類或特性的測(cè)量。
[0063]圖3F描繪了對(duì)應(yīng)于不同氣體種類濃度的響應(yīng)信號(hào)的實(shí)施例。當(dāng)圖3A—E描繪了從穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)收集的結(jié)果，圖3F展示了由氣體種類濃度中變化收集的結(jié)果。圖3F示出了NO和O2對(duì)于傳感器輸出的效果。具體地，NO顯現(xiàn)出不斷地將信號(hào)向下移動(dòng)，而O2有將某些區(qū)域中的信號(hào)的極性反向的趨勢(shì)。
[0064]圖4描繪了用于測(cè)量氣體種類的方法70的流程圖的一個(gè)實(shí)施例，該測(cè)量氣體種類的方法使用在時(shí)域中的電壓一電流微分。方法包括識(shí)別72受影響波形信號(hào)的受影響區(qū)域，其對(duì)應(yīng)于氣流的至少一個(gè)特性。方法70也包括計(jì)算74受影響波形信號(hào)的受影響區(qū)域和原始波形信號(hào)的對(duì)應(yīng)區(qū)域之間的差異，其中受影響區(qū)域和波形信號(hào)對(duì)應(yīng)區(qū)域有獨(dú)特于氣流的至少一個(gè)特性的靈敏度。方法70也包括基于計(jì)算出的差異，產(chǎn)生76對(duì)于氣流的至少一個(gè)特性的值。
[0065]圖5描繪了測(cè)量溫度的方法80的流程圖的一個(gè)實(shí)施例，該測(cè)量溫度的方法使用在時(shí)域中的電壓一電流微分。方法包括識(shí)別82受影響波形信號(hào)的溫度參數(shù)。方法也包括通過(guò)將受影響波形信號(hào)與原始波形信號(hào)比較，計(jì)算84溫度參數(shù)中的變化。方法也包括從計(jì)算的變化產(chǎn)生86對(duì)應(yīng)于氣流溫度的值。
[0066]應(yīng)當(dāng)指出的是，方法的至少一些操作可以使用存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可使用存儲(chǔ)介質(zhì)上的用于計(jì)算機(jī)執(zhí)行的軟件指令而實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)例子，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)可用的存儲(chǔ)介質(zhì)，其用來(lái)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀程序，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行操作，包括操作以檢測(cè)受影響的波形與原始波形，以確定氣流的至少一個(gè)特性。
[0067]本文描述的一些實(shí)施例可以包括直接或間接地通過(guò)系統(tǒng)總線(如數(shù)據(jù)、地址和/或控制總線)耦合于存儲(chǔ)器元件的至少一個(gè)處理設(shè)備。存儲(chǔ)元件可以包括本地存儲(chǔ)器、大容量存儲(chǔ)器，和高速緩存存儲(chǔ)器，該本地存儲(chǔ)器在程序代表的實(shí)際執(zhí)行期間采用，該高速緩存存儲(chǔ)器提供至少一些程序代碼的臨時(shí)存儲(chǔ)，以減少執(zhí)行期間代碼必須從大容量存儲(chǔ)器取回的次數(shù)。
[0068]雖然本文的方法的操作以特定的順序示出和描述，每個(gè)方法的操作的順序可以被替換，以便某些操作可以以相反的順序來(lái)執(zhí)行，或者以便某些操作可以至少部分，同時(shí)與其他操作被執(zhí)行。在另一個(gè)實(shí)施方案中，指令或不同操作的子操作可以以間歇和/或交替的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0069]本發(fā)明的實(shí)施例可以采取完全硬件實(shí)施例或包含硬件和軟件元件兩者的實(shí)施例的形式。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明以軟件實(shí)現(xiàn)，其包括但不限于在硬件設(shè)備上的固件、駐留軟件、微碼等，該硬件設(shè)備可以是諸如處理器、存儲(chǔ)器設(shè)備，或者能夠存儲(chǔ)非瞬時(shí)信號(hào)和/或處理相關(guān)的信號(hào)的另一設(shè)備。
[0070]此外，本發(fā)明的實(shí)施例可以采取計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，其可從提供程序代碼的計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)訪問(wèn)，該程序代碼被計(jì)算機(jī)或任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或與其連接。為了本描述的目的，計(jì)算機(jī)可使用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是能夠包含、儲(chǔ)存、通信、傳播、或傳輸程序的任何裝置，該程序被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與其連接。
[0071]計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是電子、磁、光、電磁、紅外線或半導(dǎo)體系統(tǒng)(或裝置或設(shè)備)，或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括半導(dǎo)體或固態(tài)存儲(chǔ)器、磁帶、可移動(dòng)計(jì)算機(jī)磁盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、硬磁盤和光盤。當(dāng)前示例的光盤包括具有只讀存儲(chǔ)器的緊湊盤(CD-ROM)、具有讀/寫的緊湊盤(CD-R/W)和數(shù)字視頻盤(DVD)。
[0072]輸入/輸出或I/O設(shè)備(包括但不限于鍵盤、顯示器、指點(diǎn)設(shè)備等)可以直接或通過(guò)居間I/O控制器耦合至系統(tǒng)。此外，網(wǎng)絡(luò)適配器還可以耦合到系統(tǒng)，以使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，通過(guò)介入私有或公共網(wǎng)絡(luò)，耦合于其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或遠(yuǎn)程打印機(jī)或存儲(chǔ)設(shè)備。調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器和以太網(wǎng)卡僅是當(dāng)前可用類型的網(wǎng)絡(luò)適配器中的一些。
[0073]在上面的描述中，提供了各種實(shí)施例的特定細(xì)節(jié)。然而，在有少于全部這些特定細(xì)節(jié)的情況下，一些實(shí)施例可以被實(shí)踐。在其它情況下，出于簡(jiǎn)潔和清楚起見(jiàn)，某些方法、過(guò)程、組件、結(jié)構(gòu)和/或功能僅以足以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種實(shí)施方式的細(xì)節(jié)來(lái)描述。
[0074]雖然本發(fā)明的具體實(shí)施例已被描述和示出，本發(fā)明不應(yīng)被限于如所描述和示出的特定的形式或部件的排布。本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求書和其等同物來(lái)限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于信號(hào)處理的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生原始波形； 信號(hào)檢測(cè)器，所述信號(hào)檢測(cè)器配置為檢測(cè)受影響波形;和 處理器，所述處理器耦合至所述信號(hào)檢測(cè)器，所述處理器配置為: 接收來(lái)自所述信號(hào)檢測(cè)器的所述受影響波形； 將所述受影響波形的至少一部分與所述原始波形比較； 確定所述受影響波形和所述原始波形之間的差異； 確定對(duì)應(yīng)于所述原始波形和所述受影響波形之間確定的差異的唯一部分的值;并且 輸出所述確定的值。2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述原始波形包括非正弦波形。3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述原始波形包括三角波形。4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述受影響波形和所述原始波形的至少一部分包括在所述受影響波形和所述原始波形上的非零點(diǎn)。5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器配置為，通過(guò)將所述原始波形的至少兩個(gè)部分與所述受影響波形的對(duì)應(yīng)部分比較，同時(shí)地確定至少兩個(gè)值。6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器配置為，對(duì)于氣流內(nèi)部的多個(gè)組分，同時(shí)地確定值。7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器進(jìn)一步配置為，產(chǎn)生反饋信號(hào)，和將產(chǎn)生的反饋信號(hào)發(fā)送至所述波形發(fā)生器，以調(diào)整所述原始波形。8.一種用于氣流分析的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 信號(hào)發(fā)生器，所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生原始波形； 電化學(xué)傳感器，所述電化學(xué)傳感器接收原始波形，所述電化學(xué)傳感器設(shè)置為至少部分地在所述氣流內(nèi)，所述電化學(xué)傳感器包括: 第一電極;和 相對(duì)于所述第一電極設(shè)置的第二電極； 信號(hào)檢測(cè)器，所述信號(hào)檢測(cè)器配置為檢測(cè)來(lái)自所述電化學(xué)傳感器的受影響波形;和 處理器，所述處理器耦合至所述信號(hào)檢測(cè)器，所述處理器配置為: 接收來(lái)自所述信號(hào)檢測(cè)器的所述受影響波形； 將所述受影響波形的至少一部分與所述原始波形比較； 確定所述受影響波形和所述原始波形之間的差異； 基于所述原始波形和所述受影響波形之間所確定的差異的唯一部分，確定對(duì)應(yīng)于所述氣流的至少一個(gè)特性的值;并且 輸出對(duì)應(yīng)于所述氣流的至少一個(gè)特性的所確定的值。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電化學(xué)傳感器為非對(duì)稱電化學(xué)傳感器，其中所述第一電極包括第一材料，所述第二電極包括第二材料。10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一材料包括金(Au)，所述第二材料包括鉑(Pt)。11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述原始波形包括非正弦波形。12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述原始波形包括三角波形。13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述受影響波形和所述原始波形的至少一部分包括在所述受影響波形和所述原始波形上的非零點(diǎn)。14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器配置為，通過(guò)將對(duì)應(yīng)于所述氣流的至少兩個(gè)特性中的每一個(gè)的波形的部分中的差異和存儲(chǔ)設(shè)備上存儲(chǔ)基準(zhǔn)比較，為所述氣流的至少兩個(gè)特性同時(shí)地確定值。15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理器配置為，對(duì)于所述氣流內(nèi)部的NO和O2，同時(shí)地確定值。16.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器進(jìn)一步配置為，產(chǎn)生反饋信號(hào)，和將產(chǎn)生的反饋信號(hào)發(fā)送至所述波形發(fā)生器，以調(diào)整所述原始波形。17.一種用于氣流分析的方法，所述方法包括: 識(shí)別受影響波形信號(hào)的受影響區(qū)域，所述受影響區(qū)域?qū)?yīng)于所述氣流的至少一個(gè)特性； 計(jì)算所述受影響波形信號(hào)的所述受影響區(qū)域和原始波形信號(hào)的對(duì)應(yīng)區(qū)域之間的差異，其中所述受影響區(qū)域和所述波形信號(hào)對(duì)應(yīng)區(qū)域有獨(dú)特于所述氣流的至少一個(gè)特性的靈敏度;和 基于所述計(jì)算出的差異，產(chǎn)生對(duì)于所述氣流的至少一個(gè)特性的值。18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 在信號(hào)發(fā)生器處產(chǎn)生所述原始波形； 將所述原始波形信號(hào)引導(dǎo)至傳感器，所述傳感器設(shè)置為至少部分地在所述氣流內(nèi)； 在處理器處檢測(cè)從所述傳感器返回的所述受影響波形信號(hào);并且 對(duì)于所述傳感器處的所述氣流的至少一個(gè)特性，輸出值。19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括，基于相對(duì)于所述原始波形信號(hào)的所述受影響波形信號(hào)的至少兩個(gè)單獨(dú)區(qū)域，確定對(duì)應(yīng)于所述氣流的至少兩個(gè)特性的至少兩個(gè)值。20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述氣流的至少兩個(gè)特性包括NO和O2的濃度。21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述傳感器包括兩電極的傳感器。22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述傳感器的電極為非對(duì)稱。23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述非對(duì)稱電極包括包含金(Au)的第一電極和包含鉑(Pt)的第二電極。24.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括間歇地產(chǎn)生溫度檢測(cè)波形，來(lái)確定所述氣流的溫度。25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括產(chǎn)生反饋信號(hào)，基于所述溫度決定，來(lái)調(diào)整所述原始波形信號(hào)。26.—種用于氣流的溫度分析的方法，所述方法包括: 識(shí)別受影響波形信號(hào)的溫度參數(shù)； 通過(guò)將所述受影響波形信號(hào)與原始波形信號(hào)比較，計(jì)算所述溫度參數(shù)中的變化;和 從所述計(jì)算的變化產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述氣流的溫度的值。27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括: 在波形發(fā)生器處產(chǎn)生所述原始波形信號(hào)，其中所述原始波形信號(hào)有對(duì)于所述氣流內(nèi)的氣體種類的降低的靈敏度； 將所述原始波形信號(hào)引導(dǎo)至電化學(xué)傳感器，所述電化學(xué)傳感器設(shè)置為至少部分地在所述氣流內(nèi)； 在處理器處檢測(cè)所述受影響波形信號(hào);并且 輸出對(duì)應(yīng)于所述電化學(xué)傳感器處的所述氣流的溫度的值。28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，輸出對(duì)應(yīng)于所述電化學(xué)傳感器處的所述氣流的溫度的值進(jìn)一步包括發(fā)送所述值來(lái)調(diào)整輸入波形信號(hào)。29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述電化學(xué)傳感器包括兩電極的傳感器，其中所述兩電極的傳感器的電極為非對(duì)稱。30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述非對(duì)稱電極包括包含金(Au)的第一電極和包含鉑(Pt)的第二電極。
【文檔編號(hào)】G01N27/14GK105917218SQ201480057319
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年10月13日
【發(fā)明人】L·Y-L·胡, R·S·格拉斯, J·J·菲茨帕特里克, 汪剛強(qiáng), B·T·亨德森, A·羅德哈薩米, J·J·施特潘, K·阿爾門丁戈
【申請(qǐng)人】埃米森斯技術(shù)有限公司, 勞倫斯利弗莫爾國(guó)家安全有限公司