ES2199229T3

IR-based nitric oxide sensor having water vapor compensation

Abstract

A SYSTEM (10) TO DETECT NITRIC OXIDE (NOT) WITHIN AN EXHAUST PEN (14), WHICH INCLUDES A SOURCE (18) TO GENERATE AN OPTICAL RAY (20) AND TO DIRECT (20,24) THIS THROUGH THE EXHAUST PEN, HAVING OPTICAL BEAM WAVE LENGTHS WITHIN A DEFAULT BAND OF WAVE LENGTHS INSIDE THE INFRARED RADIATION SPECTRUM (IR). THE SYSTEM INCLUDES A SENSOR ASSEMBLY (32) / FILTER (30) THAT HAS A FIRST CHANNEL TO DETERMINE AN ​​UN-MEASURED TRANSMISSION VALUE, FOR A FIRST DEFAULT BAND OF WAVE LENGTHS; A SECOND CHANNEL TO DETERMINE THE WATER TRANSMISSION VALUE MEASURED FOR A SECOND DEFAULT BAND OF WAVE LENGTHS; A THIRD CHANNEL TO DETERMINE A MEASURED TRANSMISSION VALUE MEASURED FOR A THIRD BAND OF SELECTED WAVE LENGTHS SO THAT IT IS NOT SIGNIFICANTLY ABSORBED BY THE EXHAUST PEN; AND A FOURTH CHANNEL TO DETERMINE A SUBPRODUCT TRANSMISSION VALUE OF MEASURED COMBUSTION, FOR A FOURTH DEFAULT BAND OF WAVE LENGTHS. A DATA PROCESSOR (38) RESPONDING TO THE PRODUCTIONS OF THE CHANNELS TO DETERMINE A NON-EFFECTIVE TRANSMISSION VALUE FROM THE NON-MEASURED TRANSMISSION VALUE, WHICH IS ESTIMATED THROUGH (A) THE MEASURED WATER TRANSMISSION VALUE, (B) A DEFAULT FACTOR THAT COMPENSATES WATER ABSORPTION WITHIN THE FIRST DEFAULT BAND OF WAVE LENGTHS, AND (C) THE REFERENCE TRANSMISSION VALUE. THE DATA PROCESSOR IS ALSO OPERABLE TO CONVERT THE NON-EFFECTIVE TRANSMISSION VALUE TO A NON-RELATIVE CONCENTRATION, USING A DEFAULT CALIBRATION FACTOR AND TO CONVERT THE NON-TRANSMISSION TRANSMISSION VALUE NON-USED TRANSMISSION VALUE OF THE NON-USED CONCENTRATION VALUE COMBUSTION SUBPRODUCT.

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9 claims: 6 independent, 3 dependent

  1. 1
    ES 2 199 229 T3 REIVINDICACIONES 1. Un sistema (10) para determinar la concentración de NO en una masa (14) de gases de escape, que comprende:una fuente (18, 22, 24) de radiación electromagnética para dirigir radiación que tiene una pluralidad de longitudes de onda a lo largo de un camino óptico que pasa a través de la masa de gases;primeros medios de sensor (32, 32a) que dan una salida para indicar una cantidad de absorción de la radiación, dentro de una banda de primeras longitudes de onda, que se debe a la presencia de NO en la masa de gases, que incluye un primer fotodetector (32) y un primer filtro (30) de banda estrecha interpuesto entre el primer fotodetector y la masa de gases, en el que el primer filtro tiene una banda de paso de longitud de onda de anchura predeterminada que incluye una longitud de onda de 5,26 micras;segundos medios de sensor (32, 32b) que dan una salida para indicar una cantidad de absorción de la radiación, dentro de una banda de segundas longitudes de onda, que se debe a la presencia de agua a lo largo del camino óptico que incluyen un segundo fotodetector y un segundo filtro (30) de banda estrecha interpuesto entre el segundo fotodetector (32) y la masa de gases, en el que el segundo filtro tiene una banda de paso de longitud de onda de anchura predeterminada que incluye una longitud de onda de 5,02 micras;y medios (38,42) que tienen entradas acopladas a las salidas de dichos primeros medios de sensor y de dichos segundos medios de sensor, para compensar la absorción indicada dentro de la primera banda de longitudes de onda de acuerdo con la absorción indicada dentro de la segunda banda de longitudes de onda y de acuerdo con un factor predeterminado de modificación de absorción de NO.
  2. 2
    Un sistema como se ha expuesto en la reivindicación 1, en el que el factor predeterminado de modificación de la absorción de NO se almacena en unos medios de tabla de consulta (42).
  3. 3
    Un sistema como se ha expuesto en las reivindicaciones 1 ó 2, y que además comprende:terceros medios de sensor (32, 32c) que dan una salida para indicar una cantidad de absorción de la radiación dentro de una banda de terceras longitudes de onda, que es debida a la presencia en la masa de gases de un producto predeterminado de combustión;y en el que dichos medios determinantes incluyen medios para determinar una concentración de NO en la masa de gases a partir de la absorción indicada compensada dentro de la primera banda de longitudes de onda y de acuerdo con la indicación de dicha salida de los citados terceros medios de sensor.
  4. 4
    Un sistema como se ha expuesto en la reivindicación 3, en el que el producto predeterminado de combustión es CO2 .
  5. 5
    Un sistema como se ha expuesto en las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 4, y que además comprende:cuartos medios de sensor (32, 32d) que dan una salida para indicar una variación en la intensidad de la radiación dentro de una banda de cuartas longitudes de onda que se seleccionan de tal manera que no sean significativamente absorbidas dentro de la masa de gases;y en el que dichos medios determinantes responden a dicha salida a dichos cuartos medios de sensor para compensar la absorción indicada dentro de la primera banda de longitudes de onda y también la absorción indicada dentro de la segunda banda de longitudes de onda de acuerdo con la salida de indicación por dichos cuartos medios de sensor.
  6. 6
    Un sistema como se ha expuesto en las reivindicaciones 1, 2, 3, 4 ó 5, en el que dicha fuente de radiación electromagnética da como salida una radiación dentro de una banda de longitudes de onda que incluye una banda desde aproximadamente 3 micras hasta aproximadamente 6 micras, en el que dicha primera banda de longitudes de onda incluye una longitud de onda de aproximadamente 5,26 micras, y en el que dicha segunda banda de longitudes de onda incluye una longitud de onda de aproximadamente 5,02 micras.
  7. 7
    Un sistema como se ha expuesto en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, y que además comprende medios para homogeneizar (28) la radiación después que la radiación haya atravesado la masa de gases, cuyos medios de homogeneización están interpuestos entre cada uno de dichos filtros primero y segundo y dicha masa de gases.
  8. 8
    Un sistema como se ha expuesto en la reivindicación 3, y que además comprende una célula (26) de calibración que está interpuesta entre dichos medios de sensor primero, segundo y tercero y la masa de gases de tal manera que la radiación atraviesa dicha célula de calibración, cuya célula de calibración comprende un compartimento que tiene un volumen que contiene NO, agua, y al menos un producto de combustión en una concentración predeterminada, cuya célula de calibración incluye además medios para variar de forma regulable el volumen de dicho compartimento. ES 2 199 229 T3
  9. 9
    Un método para determinar la concentración de NO en una masa de gases de escape, que comprende las etapas de:hacer pasar un haz óptico (20) a través de una masa (14) de gases de escape, cuyo haz óptico tiene longitudes de onda dentro de una banda predeterminada de longitudes de onda dentro del espectro de la radiación infrarroja;determinar un valor medido de transmisión de NO para una primera banda predeterminada de longitudes de onda;determinar un valor medido de transmisión de agua para una segunda banda predeterminada de longitudes de onda;determinar un valor medido de transmisión de referencia para una tercera banda predeterminada de longitudes de onda seleccionado de tal manera que no sea significativamente absorbida por la masa de gases de escape;determinar un valor medido de transmisión de subproducto de combustión para una cuarta banda predeterminada de longitudes de onda;determinar un valor efectivo de transmisión de NO a partir del valor medido de transmisión de NO que es modificado por (a) el valor medido de transmisión de agua;(b) un factor predeterminado que compensa la absorción por agua dentro de la primera banda predeterminada de longitudes de onda, y (c) el valor de transmisión de referencia;convertir el valor efectivo de transmisión de NO en una concentración relativa de NO usando un factor predeterminado de calibración;y convertir el valor relativo de transmisión de NO en un valor de concentración de NO utilizando el valor medido de transmisión de subproducto de combustión. NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del 7-10-1992, no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluida en la mencionada reserva.