本公開(kāi)大體上涉及危險(xiǎn)氣體的檢測(cè)。更特定地，本公開(kāi)涉及用于檢測(cè)逃離鹵素阱的氯氣的存在的裝置。

背景技術(shù)：

例如總有機(jī)碳（TOC）分析器等樣品分析器有時(shí)可以產(chǎn)生危險(xiǎn)氣體，這取決于分析的樣品。特別地，在分析包含氯化物的樣品時(shí)產(chǎn)生的氯氣具有高度腐蝕性并且可以潛在地在現(xiàn)場(chǎng)造成人身傷害和設(shè)備失效。一些TOC分析器（其包括來(lái)自GE分析儀器的InnovOx? TOC分析器）包括鹵素阱。例如，鹵素阱中的活性碳可以吸收它的質(zhì)量的20%-50%之間的氯氣（P. Lodewyckx和L. Verhoeven，使用修正的Wheeler-Jonas方程來(lái)描述無(wú)機(jī)分子氯氣的吸收，2003年1月25日，頁(yè)碼：1217-1219）。然而，一旦使用活性碳的反應(yīng)位（即，阱飽和），或如果阱以某一方式失效，氯氣或其他鹵素可以逃離阱。典型的用于測(cè)量氯氣的市售氣體傳感器往往相對(duì)復(fù)雜且昂貴。發(fā)明者確定需要備選手段來(lái)檢測(cè)危險(xiǎn)氣體，例如氯氣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)提供氣體檢測(cè)熔絲，其包括連接構(gòu)件（例如，薄帶或片、一個(gè)或多個(gè)線，等），該連接構(gòu)件包括連接兩個(gè)電極以用于檢測(cè)感興趣氣體的導(dǎo)電材料，例如金屬。選擇導(dǎo)電材料來(lái)與感興趣氣體反應(yīng)，并且它具有相對(duì)大的表面面積，使得在感興趣氣體接觸導(dǎo)電材料時(shí)，電極之間的電連接被中斷（例如，由于導(dǎo)電材料失去物理完整性，或變成非導(dǎo)電的（由于與氣體反應(yīng)）而引起）。

該說(shuō)明書(shū)描述這樣的示例，其中感興趣氣體是氯氣，并且金屬是錫。當(dāng)錫暴露于氯氣時(shí)，錫被氧化來(lái)產(chǎn)生液體四氯化錫（Sn(s)+2 Cl2(g) →SnCl4(l)），從而中斷電連接。

熔絲可放置在TOC分析器的鹵素阱的出口處并且操作地連接到TOC分析器的控制器。熔絲從而可配置成通過(guò)觸發(fā)TOC分析器的關(guān)閉來(lái)充當(dāng)失效保護(hù)以在熔絲中的電連接中斷時(shí)終止進(jìn)一步的氯氣產(chǎn)生。

熔絲可放置在裝置或儀器中的戰(zhàn)略位置處來(lái)檢測(cè)氯氣的存在。當(dāng)熔絲中的一個(gè)使它的電連接中斷，可自動(dòng)生成警報(bào)或其他警示信號(hào)以就應(yīng)解決的可能安全或控制問(wèn)題來(lái)提醒裝置或儀器的用戶(hù)。從而，由于這些熔絲的預(yù)警網(wǎng)絡(luò)而可以避免可能的下線情形。

該明書(shū)描述氣體檢測(cè)熔絲，其包括一對(duì)電極和連接構(gòu)件，該連接構(gòu)件包括在該對(duì)電極之間提供電連接的導(dǎo)電金屬。導(dǎo)電材料可基于感興趣氣體來(lái)選擇使得感興趣氣體與導(dǎo)電材料的化學(xué)反應(yīng)中斷一對(duì)電極之間的電連接。連接構(gòu)件可包括導(dǎo)電材料細(xì)絲、導(dǎo)電材料薄片或帶、沉積（例如，憑借氣相沉積或類(lèi)似物）到非導(dǎo)電襯底上的導(dǎo)電材料層或提供相對(duì)高表面面積以用于與氣體反應(yīng)的其他適合的結(jié)構(gòu)。

該說(shuō)明書(shū)還描述這樣的裝置，其包括：外殼，其具有用于接收進(jìn)氣流的入口和用于排放出氣流的出口；連接構(gòu)件，其包括在一對(duì)電極之間提供電連接的導(dǎo)電材料；和控制器，其連接到電極中的至少一個(gè)并且配置成在該對(duì)電極之間的電連接中斷時(shí)生成氣體警示輸出。

該說(shuō)明書(shū)還描述這樣的裝置，其包括：總有機(jī)碳（TOC）分析器，其具有輸出氣態(tài)分析副產(chǎn)物的排放裝置；連接構(gòu)件，其包括在一對(duì)電極之間提供電連接的導(dǎo)電材料；和控制器，其連接到電極中的至少一個(gè)并且配置成在該對(duì)電極之間的電連接中斷時(shí)關(guān)閉TOC分析器。

該說(shuō)明書(shū)還描述這樣的裝置，其包括：氣阱，其具有連接以接收氣態(tài)排放的入口和用于排放氣體的出口；和氣體檢測(cè)熔絲，其包括一對(duì)電極和連接構(gòu)件，該連接構(gòu)件包括在該對(duì)電極之間提供電連接的導(dǎo)電材料，其中連接構(gòu)件放置在氣阱的出口處。

本公開(kāi)的其他方面和特征在回顧特定實(shí)施例連同附圖的下列描述時(shí)將對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員變得明顯。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將僅通過(guò)示例參考附圖描述本公開(kāi)的實(shí)施例。

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例示意圖示使用氣體熔絲連同總有機(jī)碳（TOC）分析器的框圖。

圖2示意圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例熔絲。

圖3是圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例控制TOC分析器的氯氣發(fā)生器的方法的框圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例系統(tǒng)100，其包括氣體檢測(cè)熔絲110。該系統(tǒng)100包括TOC分析器102，其可以是如本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何適合的樣品分析器。TOC分析器102在它分析樣品時(shí)產(chǎn)生排放氣體105，并且這些排放氣體被引導(dǎo)到鹵素阱106。該鹵素阱106可例如包括活性碳床。鹵素阱106通常吸收鹵素氣體使得離開(kāi)阱106的氣體107大致沒(méi)有鹵素。然而，一旦阱106飽和，或如果阱106失效，氣體107可包含氯氣或其他鹵素氣體。在經(jīng)過(guò)阱106后，氣體107與氣體檢測(cè)熔絲110接觸，并且然后通過(guò)出口109排放到周?chē)h(huán)境。

如在下文進(jìn)一步描述的，熔絲110包括在兩個(gè)電極之間連接的導(dǎo)電材料的連接構(gòu)件。選擇該導(dǎo)電材料來(lái)與感興趣氣體反應(yīng)使得當(dāng)在從阱106輸出的氣體107中存在感興趣氣體時(shí)，電極之間的電連接中斷。

例如，在一些實(shí)施例中，感興趣氣體是氯氣并且導(dǎo)電材料是錫，使得在錫暴露于氯氣時(shí)被氧化以通過(guò)下列反應(yīng)產(chǎn)生液體四氯化錫：。液體四氯化錫在接觸空氣時(shí)冒煙并且散開(kāi)，從而使電連接中斷。

在其他實(shí)施例中可使用其他材料。例如，在高冷凝水環(huán)境中，可以使用銅金屬而不是錫來(lái)檢測(cè)氯。在低含水量環(huán)境中銅連接構(gòu)件的早期原型測(cè)試僅使金屬鈍化。在銅連接構(gòu)件暴露于氯氣連同有高冷凝含水量時(shí)，金屬損壞并且連接中斷。

連接構(gòu)件具有相對(duì)高的表面面積與橫截面面積比率。連接構(gòu)件可例如包括導(dǎo)電材料細(xì)絲、導(dǎo)電材料薄片或帶、沉積（例如，憑借氣相沉積或類(lèi)似物）到非導(dǎo)電襯底上的導(dǎo)電材料層或提供相對(duì)高的表面面積用于與氣體反應(yīng)的其他適合的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，連接構(gòu)件包括導(dǎo)電材料膜，其具有在1至30微米范圍內(nèi)的厚度。連接構(gòu)件的特定尺寸和形狀可基于規(guī)定用途而選擇。例如，導(dǎo)電材料片可用于在熔絲的裝運(yùn)或其他處理期間提供較大持久性，而絲線或類(lèi)似物在裝運(yùn)期間可很容易破損但可對(duì)于其中熔絲不可能移動(dòng)很多的實(shí)現(xiàn)是適合的。一般，較薄的連接構(gòu)件在存在與導(dǎo)電材料反應(yīng)的氣體的情況下將往往使較早中斷電連接，并且如此可提供比較厚連接構(gòu)件更高的靈敏度和更早的警示指示。

在圖示的實(shí)施例中，熔絲110可操作地連接到TOC分析器102的控制器104?？刂破?04配置成檢測(cè)熔絲110的電連接何時(shí)中斷并且響應(yīng)于中斷的電連接關(guān)閉TOC分析器102。如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識(shí)到的，熔絲110與TOC分析器102之間的操作式連接可以采用許多方式實(shí)現(xiàn)。例如，在熔絲110的電連接中斷時(shí)，控制器104監(jiān)測(cè)的電壓或電流可以展現(xiàn)轉(zhuǎn)變，或?qū)刂破?04和/或TOC分析器102的電力供應(yīng)可以被切斷。

圖2示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例氣體檢測(cè)熔絲110。外殼112具有通過(guò)其處的氣體113的流。外殼112可例如是管道、排放儀器的一部分或感興趣氣體可經(jīng)過(guò)的其他體積。一對(duì)引線114連接到一對(duì)電極116，并且導(dǎo)電材料的連接構(gòu)件118在電極之間提供電連接。引線114可連接到本地或遠(yuǎn)程控制器，其配置成檢測(cè)電極116之間的電連接中的中斷。連接構(gòu)件118放置成與外殼112中的氣體113的流接觸。導(dǎo)電材料基于與感興趣的一個(gè)或多個(gè)氣體的反應(yīng)性而選擇，使得在連接構(gòu)件118暴露于感興趣氣體時(shí)，電極116之間的電連接中斷。在一些實(shí)施例中，引線114可充當(dāng)電極116。例如，引線114可以焊接或以其他方式直接附連到連接構(gòu)件118。

在InnovOx實(shí)驗(yàn)室儀器上使用與具有1% HCl和30%過(guò)硫酸鈉的30% NaCl（wt/vol）混合的去離子水測(cè)試溶液來(lái)實(shí)行測(cè)試。在測(cè)試中使用的示例錫熔絲具有25微米的厚度。下列表列出在暴露于各種濃度的各種數(shù)量的氯氣時(shí)熔絲中斷的時(shí)間：

從上面的結(jié)果的每立方米的平均ppm是5.53ppm。對(duì)于氯氣的OSHA極限對(duì)于長(zhǎng)期暴露是0.5ppm并且對(duì)于短期暴露是1.0ppm。從而，本文公開(kāi)的氣體檢測(cè)熔絲將能夠關(guān)掉TOC分析器，例如InnovOx儀器，其在足夠氯氣累積到超出OSHA極限之前在具有約6立方米或更大體積的房間中與氯離子接觸，即使鹵素阱變飽和或另外允許氯氣經(jīng)過(guò)也如此。

圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例用于控制配備有氣體檢測(cè)熔絲的分析器的方法200的流程圖，該氣體檢測(cè)熔絲放置成與來(lái)自分析器的排放氣體接觸。在202持續(xù)監(jiān)測(cè)熔絲的電連接直到在204處檢測(cè)到中斷的電連接。一旦電連接中斷，TOC分析器在206處被關(guān)掉?？蛇x地，在208處還可發(fā)送提醒來(lái)通知TOC分析器的用戶(hù)。

在前面的描述中，為了解釋目的，闡述許多細(xì)節(jié)以便提供對(duì)實(shí)施例的全面理解。然而，不需要這些特定細(xì)節(jié)，這對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將是明顯的。在其他實(shí)例中，采用框圖形式示出眾所周知的電結(jié)構(gòu)和電路以便不使理解變模糊。例如，未提供關(guān)于本文描述的實(shí)施例是否實(shí)現(xiàn)為軟件例程、硬件電路、固件或其組合的特定細(xì)節(jié)。

本公開(kāi)的實(shí)施例可以表示為存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)（也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、處理器可讀介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，其具有在其中包含的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼）中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。機(jī)器可讀介質(zhì)可以是任何適合的有形非暫時(shí)性介質(zhì)，其包括磁、光或電存儲(chǔ)介質(zhì)，這些介質(zhì)包括磁盤(pán)、壓縮盤(pán)只讀存儲(chǔ)器（CD-ROM）、存儲(chǔ)器設(shè)備（易失性或非易失性）或相似存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。機(jī)器可讀介質(zhì)可以包含各種指令、代碼序列、配置信息或其他數(shù)據(jù)的集，其在執(zhí)行時(shí)促使處理器采用根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的方法執(zhí)行步驟。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識(shí)到實(shí)現(xiàn)描述的數(shù)量所必需的其他指令和操作也可以存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)上。存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令可以由處理器或其他適合的處理設(shè)備執(zhí)行，并且可以與電路接口來(lái)執(zhí)行描述的任務(wù)。

上文描述的實(shí)施例僅僅規(guī)定為示例。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以對(duì)特定實(shí)施例實(shí)施更改、修改和改變。權(quán)利要求的范圍不應(yīng)受到本文闡述的特定實(shí)施例的限制，而整體應(yīng)采用與本說(shuō)明書(shū)一致的方式解釋。