用於校準CO₂濃度傳感器的方法和測量裝置的製作方法

2023-05-02 07:26:16 1

專利名稱：用於校準CO2濃度傳感器的方法和測量裝置的製作方法
用於校準CO2濃度傳感器的方法和測量裝置本發明涉及根據權利要求I的前序部分的校準方法。本發明還涉及測量裝置。W02005015175和W09604607顯示，用於按需求控制通風的CO2傳感器的漂移(drift)如何可通過以下來補償在更長時間內記錄傳感器的測量值，並假定當空間未被佔據時，在空間中的CO2濃度接近約400 ppm的戶外本底濃度。在W02005015175中描述的方法這裡也稱為ABC法。儘管該方法在例如辦公樓很有效，但一些其它建築物(例如醫院和火車站)通常在大部分時間內被佔據。在這樣的情況下這種漂移補償通常是不適用的，因為不能保證空間中CO2含量接近戶外本底濃度(約400 ppm)。本發明旨在至少消除以上所公開現有技術的一些缺陷，為此目的，旨在產生全新 類型的用於校準CO2傳感器的方法和測量裝置。本發明基於將CO2傳感器與運動傳感器(movement sensor)組合。在這樣的傳感器中，來自運動傳感器的信號可用於表明何時可呈現本底(350-450ppm) CO2濃度。例如>2 ... 4小時沒有檢測到運動可表明可呈現本底濃度。這意味著可使用沒有參考通道(reference channel)的低成本IR CO2-傳感器。有利地，這種運動傳感器為例如超聲或被動式紅外運動傳感器，使得當檢測到運動時可立即開始通風。更具體地講，本發明的方法特徵在於在權利要求I的特徵部分所陳述的。本發明裝置的特徵繼而在於在權利要求12的特徵部分所陳述的。藉助於本發明獲得相當大的優勢。本發明允許使用簡單的低成本CO2傳感器，例如沒有參考通道的傳感器。因此可減少運動傳感器的總成本。本發明比現有技術方法提供更可靠的操作。另外本發明易於使用和安裝。本發明亦改進更先進CO2傳感器(在操作數年之後)的準確度。在下文中，本發明藉助實施例並參照附圖
進行檢驗。圖I顯示本發明一個系統的框圖。圖2顯示在用於實施本發明的典型對象(object)中，用圖表表示CO2濃度。根據本發明，測量裝置通常含有實際測量儀器I和與其連接的運動檢測器2。所述測量儀器通常進一步包括測量室10、位於測量室10的一端的光源11和位於測量室10的另一端的光檢測器12。此外，測量裝置I包含用於控制光源11和檢測器12的控制單元13並具有來自運動檢測器2的輸入。測量室10氣體連接於環境空氣並根據穿過測量室10的光吸收來測定所需氣體(像CO2)的含量。通常到達檢測器12的光被帶通濾過使得其對所測量氣體的特徵波長敏感。這可通過固定濾波器或電子可調濾波器例如Fabry Perot濾波器(未顯不)進行。通常NDIR—技術(非色散紅外傳感器(Nondispersive InfraredSensor))用於該目的。這種光學氣體濃度測量對於本領域技術人員為已知的。將光源11和檢測器12與控制單元13連接，所述控制單元13用於計算室10中的所需氣體的氣體濃度。亦符合本發明的是，運動檢測器2與裝置I連接，優選與所述裝置的控制單元13連接。控制單元13通常為微處理器。自傳感器2至所述單元13的連接不必要為直接的，控制單元13僅需要運動或存在傳感器2的信息。此外來自傳感器2的存在信息到控制單元13的短暫延遲(從數毫秒至數分鐘)是可接受的(與本發明有關)，因為CO2含量的變化實際上相當慢。測量結果用在控制單元13的輸出14處的適當顯示器來呈現。在例如與通風系統相連的測量系統的使用中，來自運動/存在傳感器2的數據用於檢測以下假定何時是安全的假定房間已經空置足夠長的時間，以假定已經達到本底(400 ppm) CO2水平。當存在或運動傳感器2已經表明比閾值時間(例如2-4小時)更長的時間沒有運動時，測量系統I可儲存自CO2傳感器測量的數值。為了減少過快變化，這些低值可儲存更長的時間，例如I個月，並且這些低值的移動平均數表明對CO2測量的必要修正。然後，記錄當天期間所測量CO2的最小值。然後，使用當天期間所記錄的平均最小值對輸出進行校正，假定在這樣的時刻濃度為處於本底(400ppm)。該本底濃度可為例如經W02005015175的現有技術ABC Logic校正的基線。該程序 可不在一天的任何時候可能有居住者的建築物(比如醫院、酒店、火車站等)中進行。對於這樣的應用，現有技術功能通常必須切斷以便不進行錯誤校正。換句話說，根據圖2，辦公樓的CO2濃度作為時間的函數呈現。線6代表測量裝置I的長期漂移。如在工作日3 (天數為1-5和8-12)期間從圖可看出，每天存在兩個CO2濃度峰。在星期六5 (天數為6和13)濃度下降並且在星期天(天數為7和14)濃度實際上處於本底水平7。這也發生於其它天期間的晚間。通過存在或運動傳感器2，可基於不依賴於工作周期的不存在的時間(time of absence)進行校準。這意味著可比現有技術更頻繁地重複進行校準。根據本發明的一個有利實施方案，CO2測量經校正，使得當比最小設定時間更長的時間內尚未檢測到運動信號時，數天內得到的一組測量的平均值等於本底濃度7。除了校準方法，運動傳感器2還可用於在房間被佔用時，在低流動水平下立刻啟動氣流，而不用等待CO2水平的增加。換句話說，圖I的控制單元13可指示房間的通風系統一旦檢測到房間中有人即啟動氣流。在大都市，本底水平可高於標準水平並因此在這些情況下有利的是，測量實際本底水平。這可通過本發明經由以下實現通過位於(例如)建築物外面或在通風系統的管道入口中的另一個傳感器15測量本底含量。該另一個傳感器15將告知當在進行測量的實際房間沒有人時，內部傳感器應調整到的精確本底水平。換句話說，存在傳感器2將用於確定正確的校準時間而第二傳感器15用於確定房間CO2傳感器應調整到的本底水平。對於第二傳感器15與房間測量裝置I之間的遠程通信，可使用例如現場總線像BACnet。最有利的備選方案是向通向CO2傳感器所在的建築物部分的進氣管中放置額外的傳感器15。如果所述額外的傳感器15放置在混合空氣阻尼器之後，應考慮再循環空氣對流入房間的氣體中CO2濃度的影響。使用再循環空氣以便節約能源，尤其是在建築物空置時。在這種情況下測量裝置I所在的空置房間不代表真正的戶外本底值並因此應使用固定本底值或進氣管傳感器15來校正所述情況。
權利要求
1.一種用於CO2濃度測量裝置的校準方法，在所述方法中 -測量房間中的CO2濃度，其特徵在於 -連續檢測房間中人的存在情況，和 -基於存在信息對測量結果進行校正。
2.權利要求I的方法，其特徵在於如果在預定的時間內未檢測到人，則將裝置(I)的輸出(14)設定為CO2濃度的本底值(7)。
3.權利要求I或2的方法，其特徵在於使用濃度300-500ppm作為本底水平(7)。
4.權利要求1-3中任一項的方法，其特徵在於本底水平(7)通過位於代表真正本底水平(7)的位置的另一個CO2傳感器(15)測定。
5.權利要求1-4中任一項的方法,其特徵在於第二傳感器(15)位於測量房間所在的建築物外面。
6.權利要求1-4中任一項的方法,其特徵在於第二傳感器(15)位於向測量房間所在的建築物或建築物部分供給空氣的進氣管中。
7.權利要求1-6中任一項的方法，其特徵在於NDIR—技術用於測量裝置(I)中。
8.權利要求1-7中任一項的方法，其特徵在於使用超聲傳感器或被動式紅外(PIR)傳感器作為存在或運動傳感器(2)。
9.權利要求1-7中任一項的方法，其特徵在於當數小時內，優選多於2小時內，最優選多於4小時內尚未檢測到運動時，則將測量校正至本底值(7)。
10.權利要求1-9中任一項的方法，其特徵在於CO2測量經校正，使得當比最小設定時間更長的時間內尚未檢測到運動信號時，數天內獲得的一組測量的平均值等於本底濃度⑵。
11.權利要求1-10中任一項的方法，其特徵在於當檢測到人時，存在或運動傳感器(2)用於開啟所測量房間中的通風。
12.一種測量裝置(I)，所述裝置包括 -用於CO2濃度測量的設備(10，11，12)， -用於確定氣體濃度的控制設備(13)， -其特徵在於 -裝置(2)還包括與控制設備(13)連接的存在或運動檢測器(2)。
13.權利要求12的裝置，其特徵在於其包括設備，所述設備用於如果在預定的時間內未檢測到人，則將裝置(I)的輸出(14)設定為CO2濃度的本底值(7)。
14.權利要求12或13的裝置，其特徵在於使用濃度300-500ppm作為本底水平(7)。
15.權利要求12-14中任一項的裝置，其特徵在於其包括用於測定本底水平(7)的另一個CO2傳感器(15),所述另一個CO2傳感器(15)位於代表真正本底水平(7)的位置。
16.權利要求12-15中任一項的裝置，其特徵在於第二傳感器(15)位於測量房間所在的建築物外面。
17.權利要求12-15中任一項的裝置，其特徵在於第二傳感器(15)位於向測量房間所在的建築物或建築物部分供給空氣的進氣管中。
18.權利要求12-17中任一項的裝置，其特徵在於測量裝置(I)通過NDIR—技術實施。
19.權利要求12-18中任一項的裝置，其特徵在於使用超聲傳感器或被動式紅外(PIR)傳感器作為存在或運動傳感器(2)。
20.權利要求12-19中任一項的裝置，其特徵在於其包括設備(13)，所述設備(13)用於當數小時內，優選多於2小時內，最優選多於4小時內尚未檢測到運動時，將測量校正至本底值⑵。
21.權利要求12-20中任一項的裝置，其特徵在於包括設備(13)，所述設備(13)用於校正CO2測量，使得當比最小設定時間更長的時間內尚未檢測到運動信號時，數天內獲得的一組測量的平均值等於本底濃度(7)。
22.權利要求12-21中任一項的裝置，其特徵在於其包括設備，所述設備用於當檢測到人時，使用存在或運動傳感器(2)開啟所測量房間中的通風。
全文摘要
該出版物公開了用於校準CO2濃度測量裝置的方法，在所述方法中測量房間中的氣體濃度。根據本發明連續測定房間中人的存在情況，並且基於存在信息對測量結果進行校正。
文檔編號F24F11/00GK102822662SQ201080064179
公開日2012年12月12日 申請日期2010年2月19日 優先權日2010年2月19日
發明者L.斯託姆博姆 申請人:威易拉有限公司