[發(fā)明專利]用于氣體安全和排放物監(jiān)測的掃描IR傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880017410.3
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN110392824B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·M·韋克斯曼;J·M·比勒斯瑪;A·瓦伊采斯
• 申請（專利權(quán)）人: 多傳感器科學(xué)公司
• 主分類號: G01M3/38
• 分類號: G01M3/38;G01N21/31;G01N21/3504
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

1.一種用于檢測環(huán)境內(nèi)的烴化合物的成像裝置，其包括：

a.多個離散光檢測器，每一光檢測器響應(yīng)于1.0到2.6微米的波長范圍內(nèi)的光，每一光檢測器具有用于提供相應(yīng)輸出的相應(yīng)電子讀出電路；

b.多個光譜濾波器，每一光譜濾波器大體上覆蓋相應(yīng)光檢測器，且對于由所關(guān)注烴化合物的光譜特征橫跨的波長的光是透射的；

c.光學(xué)元件，其用于聚集至少在由所述多個光譜濾波器橫跨的波長范圍內(nèi)的入射照明，且將所述照明經(jīng)由所述多個光譜濾波器聚焦且到達所述相應(yīng)離散光檢測器上；

d.掃描致動器，其用于致使從二維掃描模式接收所述入射照明；

e.至少一個信號積分和轉(zhuǎn)換電路，其與所述讀出電路通信以選擇性地對讀出電路輸出進行積分、放大和數(shù)字化；

f.至少一個掃描控制電路，其與所述掃描致動器通信以控制所述掃描致動器及所述至少一個信號積分和轉(zhuǎn)換電路，以便通過所述至少一個信號積分和轉(zhuǎn)換電路針對與所述掃描模式協(xié)調(diào)的多個光譜波段中的每一個從經(jīng)積分、放大和數(shù)字化的讀出電路輸出產(chǎn)生二維數(shù)據(jù)要素序列；以及

g.處理器，其與所述至少一個信號積分和轉(zhuǎn)換電路通信，以用于

i.接收所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要素以及表示所述光檢測器和反射校準(zhǔn)目標(biāo)之間的距離的值，所述反射校準(zhǔn)目標(biāo)用于通過確定校準(zhǔn)參數(shù)而相對于與所關(guān)注烴化合物的光譜特征相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)要素校準(zhǔn)每一光譜波段的所述數(shù)據(jù)要素，所述校準(zhǔn)參數(shù)包括

1.每一光譜波段的暗電平偏移，

2.光譜波段之間的所關(guān)注數(shù)據(jù)要素的相對增益，和

3.表征跨越多個光譜波段的局部氣氛的每一光譜波段的相對吸收系數(shù)，以及

ii.使用所述所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要素和所述校準(zhǔn)參數(shù)使跨越光譜波段的所述相對增益適于所述環(huán)境內(nèi)的背景材料的光譜反射率，且確定光譜波段之間的差分光學(xué)深度以用于評估烴沿著所述掃描模式的吸收率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中所關(guān)注烴化合物的所述光譜特征為至少十納米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中每一光譜濾波器的透射波長不與其它濾波器的透射波長重疊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中所述掃描致動器選自由以下組成的群組：諧振鏡面、檢流計驅(qū)動鏡面、旋轉(zhuǎn)多刻面鏡面、電致動微鏡面陣列、電控旋轉(zhuǎn)臺和雙軸線平移傾斜單元，以至少在兩個垂直方向中進行掃描。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中所述至少一個掃描控制電路與所述掃描致動器通信以致使從選自由以下組成的群組的二維掃描模式接收所述入射照明：開放掃描路徑、閉合掃描路徑和光柵掃描路徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其進一步包括用于相對于所述多個離散光檢測器物理上維持所述多個光譜濾波器的框架，借此光在撞擊所述相應(yīng)離散光檢測器之前通過每一光譜濾波器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中所述光學(xué)元件包括透鏡、曲面鏡和衍射表面中的至少一個。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中所述處理器進一步用于定量經(jīng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)要素以導(dǎo)出所述環(huán)境內(nèi)的一定量的烴化合物的總體積、總質(zhì)量和質(zhì)量通量中的至少一個。