[發明專利]集成的光聲氣體傳感器模塊

在審

• 申請號: 201611031906.5
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN107036967A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: K·埃利安;S·科爾布;T·米勒;R·M·沙勒;H·托伊斯
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;H01L25/16
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 周家新,蔡洪貴

技術領域

本公開涉及一種光聲氣體傳感器、一種光聲氣體傳感器模塊以及一種用于制造光聲氣體傳感器的方法。

背景技術

在過去，已經開發了許多類型的氣體檢測裝置，以便檢測大氣或環境是否包含潛在有害或危險的成分，并且如果可能的話，向人提供其警告。氣體檢測器正確起作用在許多應用中都非常重要，特別是當這些檢測器用于確保工作人員的安全時。除此之外，隨著許多設備和儀器的尺寸不斷變小，氣體檢測器的空間消耗也變得越來越重要。這種小型化的總體趨勢產生了這種需要：開發可容易地并入現有的設備或儀器中的更加緊湊的氣體傳感器。

發明內容

根據本公開的第一方面，一種光聲氣體傳感器包括：襯底；由所述襯底支撐的光發射器單元，所述光發射器單元包括光發射器，所述光發射器被配置用來發射具有預定的重復頻率和波長的光脈沖的光束，所述預定的重復頻率和波長相應于待被感測的氣體的吸收帶；以及由所述襯底支撐的檢測器單元，所述檢測器單元包括微音器，其中，所述光脈沖的光束穿過旨在容納所述氣體的區域，所述微音器能夠接收以所述重復頻率振蕩的信號。

根據本公開的第二方面，一種光聲氣體傳感器模塊包括：襯底；光發射器，所述光發射器被配置用來發射待被氣體吸收的光脈沖的光束；以及檢測器，所述檢測器被配置用來接收以所述光脈沖的重復頻率振蕩的信號；其中，所述光發射器和所述檢測器由所述襯底支撐。

根據本公開的第三方面，一種用于制造光聲氣體傳感器的方法包括：提供襯底；通過形成多個氣體傳感器單元來制造多傳感器面板，所述多個氣體傳感器單元中的每一個均由所述襯底支撐，并且均包括光發射器單元和檢測器單元；以及單個化所述多傳感器面板，以得到多個光聲氣體傳感器。

根據本公開的第四方面，一種光聲氣體傳感器包括：光發射器單元，所述光發射器單元包括光發射器腔和設置在所述光發射器腔中的光發射器元件，所述光發射器元件被配置用來發射具有預定的重復頻率和預定的波長的光脈沖的光束，所述預定的重復頻率和預定的波長相應于待被感測的氣體的吸收帶；以及檢測器單元，所述檢測器單元包括檢測器腔和設置在所述檢測器腔中的檢測器元件；其中，所述光脈沖的光束穿過旨在容納所述氣體的區域，所述檢測器元件被布置用來檢測以所述重復頻率振蕩的信號。

根據本公開的第五方面，一種用于制造光聲氣體傳感器的方法包括：提供光發射器單元，所述光發射器單元包括光發射器腔和設置在所述光發射器腔中的光發射器元件，所述光發射器元件被配置用來發射具有預定的重復頻率和預定的波長的光脈沖的光束，所述預定的重復頻率和預定的波長相應于待被感測的氣體的吸收帶；提供檢測器單元，所述檢測器單元包括檢測器腔和設置在所述檢測器腔中的檢測器元件，其中，所述光脈沖的光束穿過旨在容納所述氣體的區域，所述檢測器元件被布置用來檢測以所述重復頻率振蕩的信號。

附圖說明

附圖被包括以提供對示例的進一步理解，并且被并入并構成本說明書的一部分。所述附圖示出示例并同描述一起起到解釋示例的原理的作用。當通過參照下文的詳細描述更好地理解其他示例和示例的許多預期的優點時，它們將被容易地領會。附圖中的各元件不一定相對彼此按比例繪制。相似的附圖標記表示相應的類似部分。

圖1包括圖1A和圖1B，示出根據一個示例的光聲氣體傳感器，還表明了測量原理。

圖2示出光聲氣體傳感器的一個示例的示意性剖視側視圖示，所述光聲氣體傳感器包括襯底、集成在襯底中的光發射器和檢測器、參考體積區、蓋構件和底部構件。

圖3示出光聲氣體傳感器的一個示例的示意性剖視側視圖示，所述光聲氣體傳感器包括襯底、設置在襯底上的預制的光發射器和檢測器模塊、參考體積區和蓋構件，其中，所述襯底包括電通孔連接部。

圖4示出與圖3中相類似的光聲氣體傳感器的一個示例的示意性剖視側視圖示，其中，所述襯底包括位于其上表面上的平坦電連接部而非電通孔連接部。

圖5示出與圖3中相類似的光聲氣體傳感器的一個示例的示意性剖視側視圖示，其中，蓋構件被配置以便允許光脈沖的光束在其從光發射器至檢測器的路徑上多次反射。