气体检测器中的抽水冷却系统的制作方法

在危险的工作环境中，工作人员可以在工作时携带气体检测器，以允许检测气体暴露。如果在用户佩戴气体检测器时达到暴露极限，则气体检测器可提示用户。气体检测器可以包括用于与用户通信的界面，诸如显示器、灯、蜂鸣器和输入按钮。气体检测器可被配置有警报设置、暴露极限、显示设置、灯和蜂鸣器设置等。另外，气体检测器可处于固定位置并且/或者可被配置为从可能暴露的位置远程测试样品气体。

技术实现要素：

在实施方案中，气体检测器可包括：壳体，该壳体被配置为包含气体检测器的元件；气流发生器，该气流发生器位于壳体内并且被配置为生成通过气体检测器的样品气体流；样品气体流管线，该样品气体流管线被配置为将气体检测器的壳体内的样品气体流从气体检测器的入口朝向气体检测器的出口引导；传感器，该传感器位于壳体内并且经由样品气体流管线与气流发生器流体连通、被配置为检测样品气体流内的一种或多种潜在危险气体；以及散热器，该散热器位于壳体内、与沿样品气体流管线定位在传感器之后的气流发生器流体连通、被配置为将热量从壳体的内部转移到样品气体流，其中样品气体流经由气体检测器的出口被引导出壳体。

在实施方案中，用于从气体检测器的内部耗散热量的方法可包括：经由气流发生器生成从气体检测器的入口朝向气体检测器的出口通过气体检测器的样品气体流；通过气体检测器内的传感器来测试样品气体流的一种或多种潜在危险气体；在通过传感器测试样品气体流之后，将样品气体流朝向位于气体检测器的壳体内的散热器的入口引导；经由散热器将热量从壳体的内部转移到样品气体流；以及经由气体检测器的出口将样品气体流引导出气体检测器。

在实施方案中，气体检测器可包括：入口，该入口被配置为接收样品气体流；出口，该出口被配置为从气体检测器排出样品气体流；气流发生器，该气流发生器被配置为生成从入口朝向出口通过气体检测器的样品气体流；传感器，该传感器与气流发生器流体连通、被配置为检测样品气体流内的一种或多种潜在危险气体；以及散热器，该散热器与气流发生器流体连通、沿样品气体流的方向定位在传感器和出口之间，并且被配置为将热量从气体检测器的内部转移到样品气体流。

附图说明

为了更完整地理解本公开，现在结合附图和详细描述来参考以下简要描述，其中相同的附图标记表示相同的部件。

图1示出了根据本公开的实施方案的气体检测器的透视图。

图2示出了根据本公开的实施方案的气体检测器的框图。

图3示出了根据本公开的实施方案的散热器的剖视图。

图4示出了根据本公开的实施方案的散热器的分解图。

具体实施方式

首先应当理解，尽管以下示出了一个或多个实施方案的示例性实施方式，但是可以使用任何数量的技术(无论是当前己知的还是尚不存在的技术)来实现所公开的系统和方法。本公开决不应当限于下文所示的示例性实施方式、附图和技术，而是可以在所附权利要求书的范围及其等同物的全部范围内进行修改。

以下简短术语定义应适用于整个申请文件：

术语“包括”意指包括但不限于，并且应以在专利上下文中通常使用的方式加以解释；

短语“在一个实施方案中”、“根据一个实施方案”等一般意指跟在该短语后的特定特征、结构或特性可包括在本发明的至少一个实施方案中，并且可包括在本发明的不止一个实施方案中(重要的是，这类短语不一定是指相同实施方案)；

如果说明书将某物描述为“示例性的”或“示例”，则应当理解为是指非排他性的示例；

术语“约”或“大约”等在与数字一起使用时，可意指具体数字，或另选地，如本领域技术人员所理解的接近该具体数字的范围；并且

如果说明书陈述了部件或特征“可以”、“能够”、“能”、“应当”、“将”、“优选地”、“有可能地”、“通常”、“任选地”、“例如”、“经常”或“可能”(或其他此类词语)被包括或具有特性，则特定部件或特征不是必须被包括或具有该特性。这种部件或特征可任选地包括在一些实施方案中，或可排除在外。

气体检测器通常包括电子元件(或部件)和至少一个气流发生器。在一些实施方案中，气流发生器可以是泵。在操作中，电子元件和气流发生器(例如，泵)可生成热量，使得气体检测器的内部温度升高。典型的气体检测器可经由来自气体检测器周围的环境空气的对流冷却来冷却。然而，这种类型的冷却可能并不总是足以耗散由电子元件和气体检测器的其他部件生成的热量。如果没有充分控制气体检测器的内部温度，则升高的温度可能会损坏气体检测器的电子元件和其他部件。另外，随着气体检测器的能力得到改善和提高，并且气体检测器完成更多的处理，由内部部件生成的热量也可增加。

气体检测器的主要功能可以是将样品气体流拉到气体检测器内的传感器，并且确定样品气体流中何时/是否存在潜在危险气体。感测到的信息也可被传送给用户。在通过传感器测试样品气体流之前，保持样品气体流的完整性可能是重要的。然而，在测试样品气体流之后，样品气体流的排出物或出口可被引导出气体检测器，并且可作为废物丢弃。因此，在样品气体流已经通过气体检测器的传感器之后对该样品气体流的任何操纵都不会影响传感器的准确度。

本公开的实施方案包括用于在样品气体已经通过气体检测器的传感器之后使用由气体检测器测试的样品气体来冷却气体检测器的内部元件的系统和方法。散热器可被结合到气体检测器的壳体中，其中样品气体流可穿过散热器，并且可吸收来自气体检测器的内部的热量，然后可被引导出气体检测器并且作为废物丢弃。散热器可被定位在气体检测器的壳体内以将热量从气体检测器内的电子元件有效地转移到穿过气体检测器的样品气体流。

现在参见图1，示出了示例性气体检测器100，其中气体检测器100可包括壳体102，以及任选的前面板110。前面板110可包括用户界面，诸如屏幕、按钮、灯或其他用户界面元件。如上所述，气体检测器100可由于气体检测器100内的电子元件的操作而生成热量101。随着气体检测器100的能力以及其完成的过程增加，电子元件的操作可导致壳体102内生成的热量增加。

参见图2，示出了示例性气体检测器100的框图。如图1中所述，气体检测器100可包括壳体102和前面板110。气体检测器100可包括多个电子元件140，该多个电子元件位于壳体102内。这些电子元件140可包括电路、一个或多个电源，或者可在使用中生成热量的其他电子元件140。

另外，气体检测器可包括与气流发生器(例如，泵124)流体连通的传感器122，该传感器被配置为将样品气体从气体检测器100的入口120抽吸到传感器122。入口120可包括连接器，该连接器被配置为附接到样品气体进料(其可以是来自可能含有一种或多种危险气体的区域的管道)。在图2所示的实施方案中，泵124可沿样品气体流管线125定位在传感器122之后，但是在其他实施方案中，传感器122和泵124的位置和/或取向可以是不同的。

在典型的气体检测器中，样品气体在穿过传感器122和泵124之后将被送至出口130。然而，在图2所示的实施方案中，样品气体(例如，在样品气体流管线125内)可被进料到位于气体检测器100的壳体102内的散热器126，然后送至气体检测器100的出口130，其中散热器126可与泵124和/或传感器122流体连通。散热器126可被配置为在样品气体流过散热器126时将热量从壳体102内的电子元件140转移到样品气体。然后，样品气体可经由样品气体流管线125朝向出口130引导，并且经由出口130引导出壳体102。在一些实施方案中，样品气体可从出口130安全地排出。

在一些实施方案中，散热器126可位于壳体102的顶部部分内。在一些实施方案中，散热器126可邻近一个或多个电子元件140定位，该一个或多个电子元件可在操作时生成热量。在一些实施方案中，散热器126可位于气体检测器100的壳体102内的任何地方。

在使用中，散热器126可允许热量被流过散热器126的样品气体吸收，从而从气体检测器100的壳体102的内部移除热量。在一些实施方案中，使用散热器126可防止气体检测器100内的高温干扰传感器122的功能。与使用周围的环境空气来为气体检测器100提供冷却(这可能不提供足够的热传递/冷却)相反，已经穿过气体检测器100的样品气体流可以用作散热器126中的流体介质。

在一些实施方案中，散热器126可以是绝缘的和/或气密的，以防止样品气体从散热器126逸出。在一些实施方案中，样品气体可含有一种或多种有毒或潜在危险气体(其可由传感器122检测到)。潜在危险气体可包括以下各项中的一种或多种：硫化氢、氨、一氧化碳、天然气、光气和/或有机化合物(例如，挥发性有机化合物等)。

作为示例，使用已知的热传递方程(例如，牛顿冷却定律、格尼林斯基(gnielinski)相关性、热阻和/或其他热特性)，可基于样品气体的流速、散热器126的尺寸以及散热器126和样品气体的其他特性来确定散热器126的热传递能力。在示例中，当样品气体流为约500立方厘米每分钟(cc/min)并且散热器126的对流面积为约0.01平方米(m²)时，估计的对流(从气体检测器100的壳体102的内部到样品气体流)将高达约25.7℃。在一些实施方案中，构成样品气体流的气体可能影响样品气体的热传递特性。

图3和图4示出用于气体检测器100中的示例性散热器126的详细视图。散热器126可以是无源热交换器，该无源热交换器将由电子器件或机械装置(例如，气体检测器内的电子元件)生成的热量转移到流体介质，通常为空气或液体冷却剂(例如，样品气体)，其中热量从该装置耗散，从而允许以最佳水平调节装置(例如，气体检测器)的温度。在示例中，散热器126是无源部件，其中无源散热器126可不需要外部能量源来耗散由周围电子元件引入到散热器的热能。无源散热器126可由具有高导热性的相对便宜的材料制成，诸如铜和/或铝，但是也可使用其他合适的材料。另外的优点是，由于散热器是无源的，因此不需要与结合和维护电源相关联的额外成本和难度。

如图3和图4所示，散热器126可包括入口320(被配置为附接到样品气体流管线125)，以及出口330(被配置为附接到样品气体流管线125)。散热器126可包括在多个管道312之间延伸的多个细长通道310，该细长通道被配置为沿图4中的箭头所指示的方向引导样品气体流通过散热器126。管道312可被配置为连接到通道310，从而允许样品气体流从入口320到出口330继续通过通道310中的每个通道。

在一些实施方案中，散热器126可包括螺孔302，该螺孔被配置为允许散热器126经由一个或多个螺钉附接在气体检测器内，其中通道310可围绕螺孔302定位。在一些实施方案中，可基于气体检测器的尺寸、将需要由散热器126耗散的预期热量，以及气体检测器的壳体内的可用空间来选择通道310的数量、通道310的尺寸以及散热器126的总体尺寸。

实施方案可包括用于从气体检测器耗散热量的方法。可将样品气体流提供给气体检测器。样品气体流可被引导通过气体检测器，并且经由气体检测器内的泵生成。可通过气体检测器内的传感器来测试样品气体流，其中传感器可检测样品气体流内的一种或多种潜在危险气体。在一些实施方案中，传感器可通过气体检测器的用户界面将感测到的数据传送给用户。在穿过传感器之后，样品气体流然后可被引导到位于气体检测器的壳体内的散热器的入口。散热器可被配置为在样品气体流朝向散热器的出口穿过散热器时将热量从气体检测器的内部转移到样品气体流。然后，可经由气体检测器的出口将样品气体流引导出气体检测器。方法还可包括基于经由散热器的期望热传递来调整样品气体流的流速。

本文已描述了各种设备和方法，示例性实施方案或方面可包括但不限于：

在第一实施方案中，气体检测器可包括：壳体，该壳体被配置为包含气体检测器的元件；气流发生器，该气流发生器位于壳体内并且被配置为生成通过气体检测器的样品气体流；样品气体流管线，该样品气体流管线被配置为将气体检测器的壳体内的样品气体流从气体检测器的入口朝向气体检测器的出口引导；传感器，该传感器位于壳体内并且经由样品气体流管线与气流发生器流体连通、被配置为检测样品气体流内的一种或多种潜在危险气体；以及散热器，该散热器位于壳体内、与沿样品气体流管线定位在传感器之后的气流发生器流体连通、被配置为将热量从壳体的内部转移到样品气体流，其中样品气体流经由气体检测器的出口被引导出壳体。

第二实施方案可包括第一实施方案所述的气体检测器，还包括一个或多个电子元件，该一个或多个电子元件位于壳体内，其中一个或多个电子元件在操作时生成热量。

第三实施方案可包括第二实施方案所述的气体检测器，其中散热器邻近电子元件中的一个或多个定位。

第四实施方案可包括第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的气体检测器，其中气流发生器包括泵。

第五实施方案可包括第一实施方案至第四实施方案中任一项所述的气体检测器，还包括散热器的绝缘体，从而防止样品气体流从散热器逸出进入壳体内部。

第六实施方案可包括第一实施方案至第五实施方案中任一项所述的气体检测器，还包括用户界面，该用户界面被配置为显示来自传感器的感测数据。

第七实施方案可包括第一实施方案至第六实施方案中任一项所述的气体检测器，其中散热器位于壳体的顶部部分内。

第八实施方案可包括第一实施方案至第七实施方案中任一项所述的气体检测器，其中散热器沿样品气体流管线定位在传感器和出口之间。

第九实施方案可包括第一实施方案至第八实施方案中任一项所述的气体检测器，其中散热器包括入口、出口、位于入口和出口之间的多个通道，以及连接多个通道的多个管道。

第十实施方案可包括第一实施方案至第九实施方案中任一项所述的气体检测器，其中散热器是无源散热器。

在第十一实施方案中，用于从气体检测器的内部耗散热量的方法可包括经由气流发生器生成从气体检测器的入口朝向气体检测器的出口通过气体检测器的样品气体流；通过气体检测器内的传感器来测试样品气体流的一种或多种潜在危险气体；在通过传感器测试样品气体流之后，将样品气体流朝向位于气体检测器的壳体内的散热器的入口引导；经由散热器将热量从壳体的内部转移到样品气体流；以及经由气体检测器的出口将样品气体流引导出气体检测器。

第十二实施方案可包括第十一实施方案所述的方法，还包括将感测数据从传感器传送给用户界面；以及通过用户界面将感测数据显示给用户。

第十三实施方案可包括第十一实施方案或第十二实施方案所述的方法，通过传感器检测样品气体流内的一种或多种潜在危险气体。

第十四实施方案可包括第十一实施方案至第十三实施方案中任一项所述的方法，还包括基于经由散热器的期望热传递来调整样品气体流的流速。

第十五实施方案可包括第十一实施方案至第十四实施方案中任一项所述的方法，还包括防止样品气体流从散热器逸出进入气体检测器的壳体的内部。

在第十六实施方案中，气体检测器可包括：入口，该入口被配置为接收样品气体流；出口，该出口被配置为从气体检测器排出样品气体流；气流发生器，该气流发生器被配置为生成从入口朝向出口通过气体检测器的样品气体流；传感器，该传感器与气流发生器流体连通、被配置为检测样品气体流内的一种或多种潜在危险气体；以及散热器，该散热器与气流发生器流体连通、沿样品气体流的方向定位在传感器和出口之间，并且被配置为将热量从气体检测器的内部转移到样品气体流。

第十七实施方案可包括第十六实施方案所述的气体检测器，还包括样品气体流管线，该样品气体流管线与入口、出口、气流发生器、传感器和散热器流体连通，并且被配置为引导气体检测器的壳体内的样品气体流。

第十八实施方案可包括第十六实施方案或第十七实施方案所述的气体检测器，还包括壳体，该壳体被配置为包含气体检测器的元件，其中入口将样品气体流接收到壳体中，并且其中出口将样品气体流引导出壳体。

第十九实施方案可包括第十六实施方案至第十八实施方案中任一项所述的气体检测器，其中散热器包括入口、出口、位于入口和出口之间的多个通道，以及连接多个通道的多个管道。

第二十实施方案可包括第十六实施方案至第十九实施方案中任一项所述的气体检测器，其中样品气体流包含一种或多种潜在危险气体。

尽管上文已经示出和描述了根据本文所公开的原理的各种实施方案，但在不脱离本公开的精神和教导的情况下，本领域的技术人员可以对其做出修改。本文所述的实施方案仅是代表性的而并非意在进行限制。许多变化、组合和修改都是可能的，且在本公开的范围之内。由于合并、整合和/或省略一个或多个实施方案的特征而得到的替代实施方案也在本公开的范围之内。因此，保护范围不受上面给出的描述的限制，而是由以下的权利要求限定，该范围包括权利要求书的主题的所有等价物。每一项权利要求作为进一步的公开内容并入说明书中，并且权利要求书为一个或多个本发明的一个或多个实施方案。此外，任何上述优点和特征可涉及特定实施方案，但不应将这些公布的权利要求书的应用限制为实现任何或所有以上优点或具有任何或所有以上特征的方法和结构。

另外，本文所使用的章节标题是为了与37c.f.r.1.77的建议一致或者提供组织线索。这些标题不应限制或表征可以从本公开公布的任何权利要求书中所阐述的一个或多个发明。具体地并且以举例的方式，尽管标题可能是指“技术领域”，但权利要求书不应被该标题下所选择的语言限制为描述所谓的领域。此外，“

背景技术：
”中的技术的描述不应被解读为承认某项技术是本公开中的任何一个或多个发明的现有技术。“发明内容”也不应被认为是在公布的权利要求中所阐述的一个或多个发明的限制性表征。此外，本公开中对单数的“发明”的任何提及不应被用于证明在本公开中仅有一个新颖点。根据从本公开公布的多个权利要求的限制，可以阐述多个发明，并且这些权利要求相应地限定了由其保护的一个或多个发明及其等同形式。在所有情况下，这些权利要求的范围应根据本公开按照权利要求自身的优点来考虑，而不应受到本文所陈述的标题的限制。

应当理解，使用广义的术语如“包含”、“包括”和“具有”提供对狭义的术语如“由…组成”、“基本上由…组成”和“基本上由…构成”的支持。针对实施方案的任何元件使用术语“任选地”、“可”、“可能”、“有可能地”等意指该元件是不需要的，或另选地，该元件是需要的，两种替代方案均在一个或多个实施方案的范围之内。另外，对示例的提及仅仅用于说明目的，并非意在是排他性的。

尽管本公开中提供了若干实施方案，但应当理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下可以通过许多其他具体形式来体现所公开的系统和方法。本发明示例应被认为是例示性的而非限制性的，并且本发明并非局限于本文中给出的细节。例如，可以将各种元件或部件结合或集成到另一个系统中，或者可以省略或不实现某些特征。

此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以将在各个实施方案中被描述和示出为分立或独立的技术、系统、子系统和方法与其他系统、模块、技术或方法结合或集成。被示出或讨论为彼此直接耦合或通信的其他项可以通过一些接口、设备或中间部件间接耦合或通信，而不论是通过电、机械还是其他方式进行这种耦合或通信。本领域技术人员可确定并且在不脱离本文所公开的实质和范围的情况下可以做出变化、替换和变更的其他示例。