[發(fā)明專利]使用高萊探測(cè)器的氣體檢測(cè)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680071989.2
• 申請(qǐng)日: 2016-10-06
• 公開（公告）號(hào): CN108369139B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W.楊;T.M.馬塔;M.威利特;R.R.沃茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國(guó)際公司
• 主分類號(hào): G01J5/42
• 分類號(hào): G01J5/42;G01N21/37;G01N21/17
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張健;蔣駿

本文描述了使用高萊探測(cè)器的氣體檢測(cè)器設(shè)備、系統(tǒng)和方法。一種設(shè)備包括：麥克風(fēng)，具有帶有用于接收聲音的聲音收集孔的前表面；基板；氣腔，形成在基板中，使得氣腔與聲音收集孔氣體連通，并且前表面形成氣腔的側(cè)表面；和窗口，鄰接基板以形成氣腔的側(cè)表面。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是于2016年10月6日提交并且標(biāo)題為“Gas Detector Using A GolayCell”的國(guó)際申請(qǐng)?zhí)朠CT/US2016/055748的國(guó)家階段，其要求于2015年10月9日提交并且標(biāo)題為“Gas Detector Using A Golay Cell”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/879,920的優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)申請(qǐng)通過引用以其整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于創(chuàng)建和利用使用高萊探測(cè)器（Golay cell）的氣體檢測(cè)器的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

基于非色散紅外（NDIR）技術(shù)（特別是在中波長(zhǎng)IR（MWIR）（3000-8000nm）中操作的那些）的氣體檢測(cè)通常缺乏高效的光源。而且，在其中期望高信噪比的應(yīng)用中，必須增加光功率。這可能導(dǎo)致高功耗，這在一些應(yīng)用中可能對(duì)便攜和/或無線形式因素操作造成嚴(yán)重限制。

替代地，可以在一些實(shí)現(xiàn)中使用更靈敏和更低噪聲的檢測(cè)器來獲得高性能而不增加功耗。然而，商業(yè)上可用的MWIR檢測(cè)器可能是昂貴的，并且在這樣的實(shí)現(xiàn)中，一些檢測(cè)器需要冷卻，除其他可能的問題之外，這還可能向系統(tǒng)添加組件。

附圖說明

圖1圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的氣體檢測(cè)器設(shè)備。

圖2圖示了根據(jù)本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的氣體檢測(cè)器系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

本文描述了使用高萊探測(cè)器的氣體檢測(cè)器設(shè)備、系統(tǒng)和方法。使用高萊探測(cè)器的一種這樣的氣體檢測(cè)器包括：麥克風(fēng)，具有帶有用于接收聲音的聲音收集孔的前表面；基板；氣腔，形成在基板中，使得氣腔與聲音收集孔氣體連通，并且前表面形成氣腔的側(cè)表面；和窗口，鄰接基板以形成氣腔的側(cè)表面。提供用于氣腔的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的基板可以是包含與麥克風(fēng)電氣互連的電子組件或氣體檢測(cè)器被提供到其中的設(shè)備的其他組件的印刷電路板（PCB）。

本公開描述了創(chuàng)建和利用使用高萊探測(cè)器的氣體檢測(cè)器，該氣體檢測(cè)器例如可以用作低成本光檢測(cè)器，其能夠例如檢測(cè)非常低水平的MWIR輻射及其在NDIR中的實(shí)現(xiàn)。本公開的檢測(cè)器實(shí)施例基于在紅外和太赫茲輻射檢測(cè)中使用的高萊探測(cè)器的原理。本公開的實(shí)施例的高萊探測(cè)器設(shè)計(jì)可以利用移動(dòng)電話行業(yè)所激增的低成本、高靈敏度微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）麥克風(fēng)的可用性。在一些實(shí)施例中，高萊探測(cè)器將麥克風(fēng)與可比容積的氣室集成，同時(shí)使用氣體或麥克風(fēng)作為光學(xué)吸收體。也就是說，吸收材料可以是氣體和/或麥克風(fēng)。

在本公開的實(shí)施例中，壓力感測(cè)元件（例如，常規(guī)的高萊探測(cè)器中的隔膜）是MEMS麥克風(fēng)的一部分，并且可以由于電磁輻射的吸收而提供氣腔中的壓力波動(dòng)的靈敏檢測(cè)。如上所述，該功能以其他方式將采用昂貴和/或復(fù)雜得多的儀器來實(shí)現(xiàn)。在本公開的一些實(shí)施例中，麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)本身可以用作熱傳感器。在以下詳細(xì)描述中，參考形成其一部分的附圖。附圖通過圖示的方式示出了可以如何實(shí)踐本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。

足夠詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本公開的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。應(yīng)理解的是，可以利用其他實(shí)施例，并且可以在不脫離本公開的范圍的情況下進(jìn)行過程改變。

如將領(lǐng)會(huì)到的，可以添加、交換、組合和/或消除本文的各種實(shí)施例中示出的元件，以便提供本公開的許多附加實(shí)施例。附圖中提供的元件的比例和相對(duì)尺度旨在圖示本公開的實(shí)施例，并且不應(yīng)在限制性意義上采用。

參考圖1中描繪的組件取向來使用諸如“水平”和“豎直”“之上”和“之下”之類的方向術(shù)語。這些術(shù)語僅用于示例目的，而不旨在限制所附權(quán)利要求的范圍。