CN1998033B - 利用电化学电池的气体监控器和操作方法 - Google Patents

Abstract

一种利用诸如电化学(EC)电池的传感器来检测气体的方法和装置，并包括用于控制泵的反馈控制回路，用以对该EC电池建立第一预定气体流率。在该第一预定流率下测量气体浓度。如果所检测的浓度超过在第一流率下的预定警戒值，产生不做补救行为的初始警告，并且该系统然后在发出报警之前改变气体的流率。只有当系统验证该第一测量值时才发出报警信号。优选设置该第一流率使得优化所用的EC电池的测量精度，并且第二流率小于第一流率。在第一流率下的报警验证可以通过快速反应过程来快速计算。为了有更好的精度和更快的验证时间，该控制器可以在第一和第二流率之间周期性循环流率。

Description

利用电化学电池的气体监控器和操作方法

相关申请 

这是2004年1月15日提交的名称为“利用电化学电池的气体监控器和操作方法”的同时待审查的、共同拥有的临时申请号60/537,087和2004年4月30日提交的名称为“利用电化学电池的气体监控器和操作方法”的同时待审查的、共同拥有的临时申请号60/567,140的非临时申请。 

技术领域

本发明涉及使用电化学(EC)电池的监控器，用于检测和测量气体的浓度，通常是有毒的或其他令人讨厌的气体或流体的浓度。背景技术 

电化学电池用于检测气体或其他流体的存在并测量其浓度。已经知道，不同的电池容易对不同的特定气体或其他流体/传感器组合敏感，其中，和电化学电池的情况一样，传感器的灵敏度受流体内存在的扩散层的影响。具体的EC电池对特定气体的敏感特性(即，该电池产生的电压或电流与气体流率之比)也是已知的。 

EC电池广泛地用于存在有毒气体的或其他令人讨厌的气体的行业中，例如半导体制造业。在这种领域，气体监控应该是连续可靠的。当气体的检测值超过可接受的或安全等级的浓度等级，该监控系统发出报警信号，并向操作人员通知这种情况。通常，接下来是关闭相应的生产线。 

业已知道，电化学电池产生电信号，该电信号是已知气体的浓度的函数。并且还知道，对于这种电池，传感器的输出信号是流率(flow) 的函数，这将在下面进一步描述。电池产生的信号不必是气体浓度的线性函数。此外，已经知道，电化学电池还产生与被监视气体的流率(flow rate)或浓度不相关的电信号(有时称为背景信号或噪声)。也就是说，对于给定的气体浓度，EC电池通常具有与流率相关的信号成分，以及具有独立于流率或与流率无关的其他成分。 

本发明一个重要的特征是考虑或补偿具有与流率相关的成分和与流率无关的成分的电化学电池(或其他传感器)的特性。与流率无关的成分可能被检测成与气体浓度相关，因此引起检测误差。 

本发明按下述的方式考虑EC电池产生的输出信号中的相当大的与流率无关的成分的可能性，该输出信号的产生是通过第一次浓度采样之后改变流率，并且在两个不同的但是已知的流率情况下测量气体浓度，或者在第二流率情况下利用传感器信号来确认按第一流率中的浓度测量值是可靠的，并且不是传感器输出信号的与流率无关成分的结果。 

应该知道，关闭生产线的代价非常昂贵，特别是不希望仅仅由于设备的偶然故障或非气体相关的事件或影响检测系统的诸如存在与传感器电池相关的背景信号或射频干扰(“RFI”)而导致关闭生产线。因此，由于涉及检查或中断生产线的成本，非常希望避免发出虚假报警信号。EC电池本身可能存在故障或背景信号，或者该监测系统中存在故障，或者由于射频干扰或瞬态电气状况，而不一定是被监控气体的浓度测量值。 

发明内容

本发明涉及用来测量被检测气体浓度的流量计。众所周知，监控器能够从较大的被监视区域吸取气体，并且使该样品通过通道或导管。数据处理器(可以是微处理器)监控来自流量计的流率测量信号，并控制气体泵，在所示的实施例中该泵是隔膜泵，以形成被采样气体的 第一预定的流率。特定已知气体的浓度测量在第一流率情况下周期性地进行。如果浓度等级在可以接受的范围内或低于预定的等级(称作警戒等级)，浓度读数可以显示和/或记录，不需要采取另外的动作向工作人员报警。 

本发明的主要目的是提高被监控区域内的用户的安全。为了实现这一目的，本发明的系统在第一流率的情况下当被监视气体的检测浓度C1等于或超过警戒等级时，则发出称为初始警告的信号。在这个阶段，由于前述可能的误差，或许由于系统故障或所述类型的其他信号误差，确实不知道所检测的信号是否正确表示了浓度。因此，本发明设法确认或否认引起初始警告的检测的信号实际上由不希望出现的被监视的气体浓度引起的或是由误差或故障引起的。本发明的一个直接优点是对初始警告之后发布的报警的较高信任度。 

为了确认或否认存在被监视气体的警戒等级的检测浓度，基于处理器的控制器将气体流率改变为预定值的第二流率。即，对于所关注的大多数气体，特别是在传感器具有扩散限制响应特性的情况下，该第二测量流率F2小于第一流率F1，但是在所有情况下该第二流率不同于第一流率，该第一流率是已知的并且是由系统预先确定的。 

在本发明的第一实施例中，在第二流率的情况下再重新测量气体浓度。在第二流率情况下的气体浓度C2，优选与气体浓度成正比，但是至少代表气体浓度(气体浓度是依赖流率的，如果不是对全部EC电池，至少对大多数EC电池是如此)。如果，第二浓度测量值C2确认了第一浓度测量值C1确实是需要引起注意的事情，则产生合适的通知(例如报警)，并且立即传达给操作人员。如果希望的话，该系统可以自动采取行为。但是，如果在第一流率情况下检测的浓度在第二流率情况下没有被确认，根据进一步调查的情况给出不同的通知，而不采取任何使系统关闭的立即补救行为或报警。 

正如在这里所采用的，为了弄清楚事情真相，“初始警告(initialwarning)”称为在第一浓度测量情况下检测的“警戒(alert)”条件，并且其可以是可听的、可视的或文字信号，或其任何组合，用以向操作人员传达检测的警戒条件，但是不关闭系统。“报警(alarm)”用来指在第二流率情况下的确认或验证信号，其可以是任何类似的信号，但是也隐含了要由该系统本身或由系统操作人员采取一些肯定的补救动作。 

该控制器在存储器中储存对特定EC电池的和相关气体规定的期望流率和浓度数据的表格式信息。正如本领域的技术人员所知道的，已经知道，某些EC电池与按特定流率流动的气体一起工作时比较精确。在工作中，例如通过机械结构、或按键、或电识别符，该系统可以检测某些装置、特定EC电池的存在，提醒控制器根据储存的列表查找数据设置流率，用于对特定电池和被监控气体优化检测能力。这使同样的监控系统能够与不同的EC电池一起工作，并且对气体监控系统制造商是特别有利的，他们可以对各种EC电池或特定气体定制监控系统。 

虽然在某些情况下在两种不同流率的情况下判定被检测气体的浓度是可以接受的，或是希望的，但是必需认识到，人们所关心的是可靠的检测以及尽可能快地确认报警条件，同时避免虚假报警，但是不损失安全性。 

因此，本发明还考虑到利用可选的“快速响应”验证过程或序列，当在第一流率情况下警戒条件的初始检测时，其确认或验证所检测的警戒条件事实上是由于存在气体而不是传感器的误差或部件故障或诸如电池背景信号或RFI的一些其他非流率相关的因素引起的。该“快速响应”验证和报警序列可以在初始警告之后的数秒钟内完成，而不是几分钟。例如，如果在发出报警条件信号之前在不同流率等级情况下完成第二浓度测量，在采取或开始补救行为之前，需要用90秒钟或更多的时间来改变条件、进行读数和计算。 

第一快速反应验证过程包括将气体流率调节(优选降低)到第二已知流率，同时继续电测量该检测传感器的信号电平。众所周知，EC电池的信号输出电平是气体流率的单调递增的(即连续增加但不必是线性的)扩散限制函数。因此，在第一快速反应验证过程中，在达到初始警戒等级之后，改变该流率。如果检测EC电池信号输出电平的检测器检测到信号电平的减少，在依赖于所使用的特定气体/传感器组合的幅度值和持续时间的预定范围之内，则认为检测和测量电路在正常工作，改第一测量值不是来自传感器背景噪声，并确认高于预定警戒等级的气体浓度。然后产生报警。 

另一种快速反应验证过程在初始流率情况下已经检测到警戒等级的气体预定浓度C1之后也改变气体流率。该系统将流率改变到F2并且在短时间内测量EC电池输出信号的变化率和极性。该变化率必需满足预定的持续时间和幅度值，这依赖于被监控气体的类型、使用的EC电池的类型、以及传感器输出信号被该系统测量或采样时的两个流率。例如，如果EC电池的输出信号的变化率和极性是负的(在气体流率减少的情况下)，这可靠地确认该测量系统和EC电池是良好工作的，该信号是流率相关的而不是背景噪声，并且该浓度的警戒等级事实上已经被超过。然后产生报警。 

本发明还考虑到被监控气体的流率可以周期性地变化(即，在F1和F2之间重复循环)，使验证过程通过减少用于第一和第二传感器测量的总消耗时间进一步加快。流率的周期性循环还可以在两个流率情况下提高传感器读数的精度。例如，可以建立在第一流率F1情况下的“警戒”等级的基线，这可以提高精度并减少验证时间。 

本发明的快速验证过程具有有益效果，因为常规的测量系统通常记录检测的信号电平，并且这种系统在数据处理器的控制下，使得信号电平、极性以及变化率的计算是快速的、直接的并且不需要另外的 硬件。 

然而，还有下述重要因素：(1)对于两个相继的EC电池信号测量、改变流率、气体浓度等级的相应计算，通常需要90秒或更多的时间，结合快速反应技术的故障验证把用于初始警告测量和验证的总时间减少到约几秒钟；以及(2)在不同流率情况下的第二次读数确认了EC电池正在测量气体响应，而不是传感器的背景信号。 

对于本领域的技术人员来说，通过下面结合附图对各实施例的详细描述，本发明的其他特征和优点将更加清楚，在附图中附图标记用于表示本发明中采取的各步骤。 

附图说明

图1是结合了本发明的气体检测和监控系统的示意图； 

图2是图1的流率测量装置的示意图； 

图3是图1的气体泵的示意图； 

图4是用于本发明第一实施例的气体检测和测量算法的程序流程图； 

图5是示出流率和理想化EC电池的信号输出之间的关系的曲线图； 

图6是示出用于第二实施例的该系统操作的流程图，其包括第一快速反应确认序列；以及 

图7是用于图1的气体检测系统的程序的流程图，用于在图1的检测系统中实现的第二快速反应验证序列。 

具体实施方式

参考图1，从被监视的容积中通过过滤器4把气体吸入到气体检测或监视装置2，其可以称为吸气器(aspirator)。被监视气体从过滤器4通过入口通道15输送到电化学电池7(“传感器”)。该气体然后途经通道3至流体测量装置(流量计)5，该气体然后途经通道3A至气体泵6， 该泵将气体通过出口通道3B返回到被监视的系统。泵6优选是具有可控流率(flow rate)的常规的隔膜泵，这将在下面进一步描述。 

EC电池7产生电信号，该信号沿着导线16连接至用于检测该EC电池7的信号的常规气体检测传感器电路10，并将它处理成表示该EC电池7的输出的数字电信号。反过来，这个数字信号被输送给基于处理器的控制器8，根据气体浓度测量和验证算法12对该控制器8编程，这在下面结合图4来描述。通常，被传感器检测的气体是被监视气体容积中很小的一部分，但是它可以是有害的或有毒的气体。 

该流量计5可以产生传输给流率测量驱动电路9的模拟信号，该流率测量驱动电路9产生表示经过通道3的气体流率的数字信号。该流率测量驱动电路的输出信号输送给控制器8，控制器8包括根据流率控制算法11和气体浓度测量值以及验证算法12编程的数据处理器(其可以是微处理器)。根据流率控制算法11的处理器8的输出信号输送给泵驱动电路14，该泵驱动电路14又控制该泵6来影响被监视气体的预定流率。 

流量计5、流率测量驱动电路9、数据处理器8、泵驱动电路14以及泵6形成闭合回路反馈控制电路，以使被监视气体的流动按操作者确定的预定流率并由处理器8控制。第一希望流率F1存储在数据处理器8中并且对所使用的特定EC电池进行优化。具体说，第一预定流率优选设置为这样的流率，被使用的特定EC电池7在该流率下按最大精度工作，该精度因EC电池本身和被检测气体的不同而不同。用户可以从EC电池制造商得到该信息。仅仅是举例，而不是要限制本发明，如果要监视的气体是硫化氢，可以使用从美国伊利诺斯州Lincolnshire市的Zellweger Analytic公司购买的EC电池，产品号MIDAS-S-H25。 

参考图5，图5是示例性的理想化的曲线，示出了用于EC电池的流率和气体响应(即，排除了电池背景)信号输出之间的一般关系。这 种关系在附图中用附图标记65来表示，并且可以看到是非线性的，但是，它是单调递增函数。也就是，当流率增加时，电池的输出信号也增加，但是，对于所有的流率值，这种关系不是线性的，事实上，如图所示，信号的开始段和接近上限部分是非线性的。被监视的有毒气体与合适的EC电池之间的这种关系在本行业是已知的，并且在这里称之为“扩散限制(diffusion 1imited)”响应特性，是指与通常电化学电池相关的扩散层。虽然一些EC电池具有监测多种气体的能力，但是有许多有毒气体用单独的EC电池检测。 

从图5所示的示范性关系中可知，这种关系通常代表了许多所感兴趣的EC电池，如果流率F2是在气体浓度的静态等级情况下用于操作该系统所希望的或优化的流率，则当流率从F2减少到F1，气体响应信号从S2到S1的变化是很大的，并且容易检测到，但是通过增加流率能够得到验证，因为在如图5所示的扩散限制响应特性曲线中，对于流率的增加，也发生输出信号的微分变化。 

参考图2，可以更详细地看到流量计5，其包括形成被监视气体的层流的流量节流阀20。气体从通道3经过第一三通接头21流到节流阀20，然后通过第二三通接头21A到通道3A。压力传感器22分别连接于三通接头21、21A，用于检测跨节流阀20的压差。由于流是分层通过节流阀20的，由压力传感器22检测的微分压力表示流。把传感器22的输出馈送给流率测量驱动电路9，用于将电信号转换成适当的电平和数字格式，其然后输送给数据处理器8。 

隔膜泵6示于图3，其包括安装在隔膜30上的永磁铁32，该隔膜30上还固定有平衡重块31。该隔膜30的周边固定于框架或壳体36，该框架或壳体36还装有电磁铁33，该电磁铁33由数据处理器8的流率控制算法11沿着导线18驱动(见图2)。流率控制算法11产生沿着导线18到泵驱动电路14的输出信号，该泵驱动电路14按预定的但是受控制的流率来控制该泵6的运行。 

止回阀34和35(图3)分别串连连接于监控器的通道3A和3B，以确保由泵6的运行而泵送的气体沿着图3中箭头的方向单向流动。如图所示，电磁铁33的磁场交替地迫使该隔膜周期性地朝向和背离该电磁铁33运动，因而交替地扩大和缩小由该隔膜30和壳体36形成的室38的容积。当室38扩大时，气体通过止回阀34流进该室38，当室38在磁吸引力作用下缩小时，迫使气体通过出口止回阀35进入通道3B。已经说过，数据处理器8配备有用于最大精度的具体EC电池和与其相关的气体流率的标识表。 

参考图4，图4示出图1的气体浓度测量和验证算法12的流程图。在方块45中，操作者安装气体传感器电池，该电池具有存储在数据处理器8中的关于特定传感器或EC电池以及被监视特定气体的流率、精度以及浓度的表格式查找数据，其例子已经在上面说过。在方块46中，为了对该EC电池和所关注气体得到最好精度，该程序把流率设置成检测等级F1，这由操作员或储存的数据例确定。在方块47中，检测气体并且计算在第一流率F1下由传感器检测的表示气体浓度的值C1。数据处理器8连续地周期性的监视浓度C1，并且在方块48中，判定该浓度C1是否超过预定的安全设置点，该安全设置点可以叫做警戒等级，因为它还没有被验证。浓度的警戒等级和报警等级是相同的。如果该程序判定没有达到预定的警戒等级，则该程序循环回到方块46，以便继续测量和监视。通常用90秒钟或更多的时间对根据检测信号和已知受控流率的浓度进行完全判定。 

如果在方块48中，判定浓度C1确实等于或超过警戒等级，该程序在方块49向操作员发布初始警告，并将流率改变为第二预定等级F2。 

该初始警告可以采用许多形式，例如音频或视频信号，或打印的或显示的文字材料，或其组合。但是这时监控系统没有采取补救行为。 

其后，该程序进入从图4中的方块50开始的验证步骤。 

在方块50中，在数据处理器8已经将气体的流率改变为第二预定等级F2之后，其值存储在与特定EC电池相关的数据中，该系统再一次测量被检测气体的浓度(C2)，如方块51所示。因此测量值C2表示在第二预定流率等级F2的情况下被检测气体的浓度。该第二流率F2优选可以是低于F1的流率，通常少于第一预设流率F1的一半。但是本领域的技术人员将会理解，可以使用其他流率，包括较大的流率用于第二流率设置值。 

在方块53中，该系统判定浓度C2是否与浓度测量值C1相差一个预定量值。这个量值取决于包括传感器的响应特性的诸多因素。表示浓度C1和C2之间没有明显差别的读数被当作在测量系统中产生误差的指示，例如由部件故障产生的误差、传感器背景信号、子系统误差、RFI或其他瞬态作用。如方块54中所示，该程序然后判定在第一或优化流率等级F1情况下该第一测量值C1不能为此目的而被验证，并且相应的信息传输给操作员，并且可以被显示和/或记录。方块54表示由系统为提供气体浓度的进一步验证的尝试结束，并且系统通知操作员并返回到在方块51的主循环，以继续测量浓度等级。 

如果，在方块53中判定在流率F2的情况下第二气体浓度测量值C2已经发生变化并且与原来的浓度测量值C1相差一个预定的量(该量也取决于其他诸多因素)，并且沿着适当的方向变化(如果F2小于F1，那末C2必需小于C1，不能大于)，该程序在方块56中判定第一测量值C1是精确的或真实的气体浓度测量值，并且在方块57中系统发布相应的报警，并且可以包括验证的气体浓度测量值的通知。 

在图6中，示出用于第一快速反应验证过程的算法，该验证过程在比图4的算法短的时间内提供验证的报警条件(和/或采取补救行为)。这个算法替换图4中的方块49～56。参考图6，当在图4的方块48中判定 EC电池的传感器测量已经检测到超过预定警戒设置点的气体浓度C1，则发出初始警告的信号，并且流率被减少到预定的流率F2。如上所述，优选减少流率，但是在方块61中增加流率的处理也是可以的。 

当在方块61中改变流率时，EC电池继续从该传感器电池读取或采样输出信号，如方块62所示。在方块63中数据处理器8判定在流率减少到F2之后的情况下检测的EC电池的信号输出是否减少预定的量。如果在方块63中判定，在方块61中流率减少到F2之后，EC电池的输出信号不变，那末该系统判定在方块48中判定的在初始警戒设置点的第一读数C1是误差所引起的，该误差可以包括传感器背景信号、设备的错误行为，或诸如RFI的外部源。在这种情况下，该算法过程沿着图6的“NO”路径64行进，并结束图6的第一快速反应验证算法返回到图4的方块54，如图6的方块65所示。 

另一方面，在方块63如果该系统判定所检测的信号输出已经减少预定的量，该系统将这个指示作为警戒信号事实上正确的确认或验证，该警戒信号表示浓度C1已经超过第一预定警戒设置点，并且该警戒等级的气体浓度在方块66被确认并产生报警；并且警告操作员或自动采取补救行为，或者两者都进行。其后该系统在方块67将流率改变回F1，并且再一次退出该快速反应验证算法，但是返回到图4中的方块56，如图6中的方块671所示。 

与图4的验证算法相比，图6的快速反应验证算法的主要优点是图6的验证过程能够在几秒钟内完成方块48中的气体浓度超过预定警戒设置点的初始判定，而在图4的验证算法的方块50、51中按第二流率F2的浓度C2的判定可以用大约90秒时间去完成。 

参见图7中所示的第二快速反应验证算法，正如图6的算法一样，当系统判定超过了预定的警戒设置点所表示预定安全浓度C1，则发出初始警告信号以警告操作员，并且在方块71中把气体流率从F1减少到 F2，同时数据处理器8继续读取该传感器的信号输出，如方块72所示。 

前面说过，不仅存储信号输出，而且传感器信号的变化率也由数据处理器8计算并存储。在方块73中，数据处理器8判定该EC电池的信号输出的变化率是否超过预定的量以及极性是否改变。也就是说，该数据处理器8对该传感器输出信号进行微分并判定极性的变化。例如，在新的运行点，如果在方块71中流率从F1减少到F2并且该传感器的输出信号的微商为负(由于当流率降低时传感器输出信号应该减小)并且当方块73判定为超过预定的量，则该系统的测量元件是运行的并且在方块48中测量的浓度等级在图7的方块74中被确认作为判定。该系统发出确认的报警信号，然后在方块77中把流率返回到其正常的或原来的值，并且系统返回到图4的方块56。另一方面，如果在方块73中，在流率被减少到F2之后，传感器输出信号的微商既不超过预定量并且具有所需要的极性，如方块73中所判定的，则系统同样通知操作员而不发报警信号，并且返回到图4的方块56。 

图9的快速反应验证算法将以大大少于图4算法的时间实现确认的报警条件的判定，因为在方块73由数据处理器8判定传感器信号的变化率和信号变化的极性能够在非常短的一秒钟或更少的时间内完成，并且然后更快地与预定等级的变化率进行比较。而且，由于图9的验证算法不需要验证算法判定在流率F2下被监视气体的浓度，所以只需花费比图4的算法少的多的时间。 

初始警告和验证报警条件的显示或记录的视频或音频信号的性质优选是不同的，以便操作员区分它们并且立即确定监控系统的状态。 

为了进一步减少上述三种方法中任何一种的验证时间并且提高精度，可能希望流率在F1和F2之间继续循环。一旦从传感器7得到测量值，则必须由数据处理器8按照已知的过程判定浓度，而这种判定需要花费时间。 

在另一个实施例中，数据处理器8从传感器接收到采样信号之后立刻就将流率改变为F2，并且同时计算并判定C1。因此图6的方块66的确认在时间上将更快，因为在F2情况下传感器测量可以在判定浓度C1的时间之前完成或接近完成。 

而且，通过周期性地循环气体的流率，数据处理器能够测量在F1和F2的情况下的传感器信号输出的平均值或静态值，判定并采用平均值和其他统计技术来判定并补偿噪声和背景信号，判定用于浓度等级和流率的基线信号，并提供其他信息。 

周期性循环的两个阶段根据所用的验证技术不必是同样的时间段。而且，如果采用上面所述的其中一种快速响应验证技术并且循环流率，信号按流率F2驱动泵6运行的时间可以大大比按流率F1运行的时间短，并且在C1的计算完成之后可以立即进行验证判定，因此缩短了完成测量和验证循环所需要的总的时间。 

已经如此详细地公开了本发明的多个实施例，本领域的技术人员将能够修改已经公开的某些步骤，并且替代已经描述的等同部件或结构，因此，本申请旨在覆盖所有这些修改和替代，因为它们都包含在权利要求的精神实质和范围内。 

Claims (11)

1.一种用来确认气体混合物中可检测气体呈现预定浓度的方法，包括：

在预定的第一流率的情况下按照与传感器接触的方式流送该气体混合物，以产生表示所述气体的浓度的电信号输出；

根据所述电信号输出确定所述气体的浓度C1；

然后把所述浓度C1与表示所述气体的浓度的警戒等级的预定值进行比较；

当所述气体的所述浓度至少同所述警戒等级一样大时，则产生初始警告；

把所述气体混合物的流率改变成不同于所述第一流率的第二流率，以及

在所述流率被设置成所述第二流率之后，如果所述电信号输出指出所述初始警告是在所述第一流率情况下的所述气体浓度的可靠表示，则产生报警。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述产生报警的步骤包括：

确定在所述第二流率的情况下所述可检测气体的浓度C2；

把浓度C1与C2进行比较；以及

然后当所述浓度C1和C2至少相差预定的量时产生所述报警。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述的改变所述混合物的流率的步骤包括把所述流率减少到所述第二流率；并且确定表示C2的传感器的第二电信号输出小于表示C1的所述电信号输出。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

提供电化学电池，该电化学电池具有作为流率函数的输出信号特性，所述输出信号特性是单调的并且具有流量限制率响应特性。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述的产生报警的步骤包括判定所述传感器的电信号输出相对于在所述第一流率的情况下的所述传感器的电信号输出是否至少改变了预定的量；以及

当在所述第二流率的情况下所述传感器的电信号输出已经至少改变了所述预定的量时，则发出确认所述初始警告的报警信号。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述的改变流率的步骤包括降低该流率，并且还包括判定所述传感器的电信号输出相对于表示在所述第一流率的情况下的气体浓度的电信号输出已经减小的步骤。

7.一种用于检测并确认气体混合物中已知气体的浓度至少同预定的浓度警戒等级一样大的装置，包括：

连接于所述气体混合物的导管；

用于检测所述导管中的所述已知气体并且产生电信号输出的传感器，该电信号输出表示存在于所述混合物中的所述已知气体的量；

具有可控制流率的泵，用于按受控的流率来泵送所述气体混合物经过所述导管；

控制器，包括编程的数据处理器，该处理器接收所述传感器的所述电信号输出，用于确定在由所述控制器确定的第一流率情况下的所述已知气体的浓度C1；

所述控制器被编程以确定当所述浓度至少同警戒等级一样大时，则向操作人员产生初始警告，然后所述控制器使所述泵在不同于所述第一流率的第二流率下运行，所述控制器继续接收所述传感器的电信号输出，以确认在所述第一流率情况下确定的浓度C1是否受误差的影响，并且当确认所述第一确认测量值不是由误差引起，则发出报警信号。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述处理器还被编程，用以确定在所述第二流率的情况下的所述气体的浓度，并且把所述第一流率的情况下所确定的浓度与所述第二流率的情况下确定的浓度做比较，以确认或否认第一浓度测量值。

9.如权利要求7所述的装置，其中所述处理器被编程，用以在两个预定的流率之间周期性循环所述流率。

10.如权利要求7所述的装置，其中所述处理器还被编程，用以在所述流率被改变到所述第二等级之后接收所述传感器的所述电信号输出，并且确定其幅度值和极性的任何相应改变的量，以确认或否认在所述警戒等级情况下第一确定的浓度的准确性。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述控制器控制所述泵，以使所述第二流率等级小于所述第一流率等级。

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