BR102018012775A2

BR102018012775A2 - módulo de acionamento e detecção.

Info

Publication number: BR102018012775A2
Application number: BR102018012775-6A
Authority: BR
Inventors: Hao-Jan Mou; Ta-Wei Hsueh; Ying-Lun Chang; Rong-Ho Yu; Cheng-Ming Chang; Hsien-Chung Tai; Wen-Hsiung Liao; Yung-Lung Han; Chi-Feng Huang
Original assignee: Microjet Technology Co., Ltd.
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2019-01-22
Also published as: TW201909133A; TWI640961B; JP7026590B2; EP3431956A1; JP2019015733A; JP2019015718A; US20190011390A1

Abstract

um módulo de acionamento e detecção inclui um circuito integrado, pelo menos um sensor e pelo menos um dispositivo acionador. o pelo menos um sensor é depositado sobre o circuito integrado. o pelo menos um dispositivo acionador é depositado sobre o circuito integrado. o pelo menos um dispositivo acionador é contido no circuito integrado e tem pelo menos um canal de guia disposto sobre um lado do pelo menos um sensor. quando o pelo menos um dispositivo acionador é acionado, um fluido é transferido para o pelo menos um sensor através do pelo menos um canal de guia, de tal maneira que o fluido é identificado por intermédio do pelo menos um sensor.

Description

[001] A presente invenção se refere a um módulo de acionamento e detecção, e mais particularmente a um módulo de acionamento e detecção para uso em um dispositivo eletrônico para monitorar o meio ambiente.

Antecedentes da Invenção [002] Atualmente, muita gente considera e dá muita atenção aos dispositivos e métodos para o monitoramento da qualidade do ar no nosso meio ambiente. Por exemplo, é importante monitorar os compostos de monóxido de carbono, dióxido de carbono, compostos orgânicos voláteis (VOC), PM2.5 e outros. A exposição às essas substâncias no meio ambiente causará problemas na saúde humana ou até mesmo risco de vida. Portanto, é importante que cada país desenvolva e implemente a tecnologia de monitoramento ambiental.

[003] Conforme é do conhecimento geral, dispositivos eletrônicos portáteis são amplamente usados e aplicados na nossa vida moderna. Adicionalmente, os dispositivos eletrônicos portáteis são dispositivos eletrônicos indispensáveis. Em conformidade com isto, é factível o uso de dispositivos eletrônicos portáteis para monitorar o ar ambiental. Se o dispositivo eletrônico portátil é capaz de imediatamente proporcionar a informação monitorada para o conhecimento de todos sobre o meio ambiente, todos no meio ambiente podem prevenir ou escapar imediatamente a partir de lesões a saúde no que diz respeito a exposição a gases danosos. Em outras palavras, o dispositivo eletrônico portátil é adequadamente usado para monitorar o ar ambiental no meio ambiente.

[004] Geralmente, o dispositivo eletrônico é adicionalmente equipado com um sensor para monitorar o meio ambiente e proporcionar informação acerca do ambiente do usuário do dispositivo eletrônico. Todavia, a sensibilidade de monitoramento e a precisão e exatidão do sensor não são usualmente satisfatórias. Por exemplo, uma vez que o fluxo de ar é transferido para o sensor através de convecção natural, a quantidade de fluxo de ar a ser monitorada por intermédio de um sensor não é estável e

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2/14 nem uniforme. Sob essas circunstâncias, o resultado do monitoramento do ambiente não é exato. Ainda, uma vez que o fluxo de ar é transferido para o sensor através de convecção natural, o tempo de resposta do sensor para monitorar o ambiente é muito mais longo. Em outras palavras, a eficiência de monitoramento em tempo real é baixa e fraca.

[005] Portanto, há uma necessidade para proporcionar uma tecnologia para intensificar a exatidão e precisão de monitoramento e reduzir o tempo de resposta do sensor.

Sumário da Invenção [006] Um objetivo da presente invenção é proporcionar um módulo de acionamento e detecção. O módulo de acionamento e detecção é uma estrutura modular de pelo menos um sensor e de pelo menos um dispositivo de acionamento integrado sobre um chip. O dispositivo de acionamento pode aumentar a velocidade de fluxo e proporcionar uma quantidade de fluido com estabilidade e uniformidade. Uma vez que o sensor é proporcionado com uma quantidade de fluido com estabilidade e com uniformidade, o tempo de um sensor em resposta ao fluido é amplamente reduzido, desta forma monitorando o fluido com precisão.

[007] De acordo com um aspecto da presente invenção, é aqui proporcionado um módulo de acionamento e detecção. O módulo de acionamento e detecção inclui um chip, pelo menos um sensor e pelo menos um dispositivo de acionamento. O pelo menos um dispositivo de acionamento é disposto sobre o chip. O pelo menos um dispositivo de acionamento é arranjado/embalado sobre o chip e tem pelo menos um canal de guia disposto sobre um lado do pelo menos um sensor. Quando pelo menos um dispositivo de acionamento é acionado, um fluido é transferido para o pelo menos um sensor através do pelo menos um canal de guia, de tal maneira que o fluido seja identificado por intermédio do pelo menos um sensor.

Breve Descrição dos Desenhos [008] O conteúdo aqui acima mencionado da presente invenção se tornará mais prontamente aparente para aqueles especialistas ordinariamente instruídos

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3/14 na técnica depois da revisão da seguinte descrição e especificação detalhada e dos desenhos acompanhantes, nos quais:

[009] A Figura 1A é uma vista esquemática em perspectiva ilustrando a estrutura do módulo de acionamento e detecção de acordo com uma realização da presente invenção;

[010] a Figura 1B é uma vista em secção transversal esquemática ilustrando as ações do dispositivo de acionamento de fluido do módulo de acionamento e detecção de acordo com a realização da presente invenção;

[011] a Figura 2A é um exemplo do módulo de acionamento e detecção de acordo com a realização da presente invenção, no qual o chip é um circuito integrado de aplicação específica (ASIC);

[012] a Figura 2B é um exemplo do módulo de acionamento e detecção de acordo com a realização da presente invenção, no qual o chip é um sistema sobre chip (SOC);

[013] a Figura 3A é uma vista esquemática explodida ilustrando um dispositivo de acionamento de fluido no módulo de acionamento e detecção da presente invenção;

[014] a Figura 3B é uma vista esquemática explodida ilustrando um dispositivo de acionamento de fluido da Figura 3A e tomada ao longo de outro ponto de vista;

[015] a Figura 4 é uma vista esquemática em secção transversal ilustrando o acionador piezelétrico do dispositivo de acionamento de fluido conforme é mostrado na Figura 3A e Figura 3B;

[016] a Figura 5 é uma vista esquemática em secção transversal ilustrando o dispositivo de acionamento de fluido conforme é mostrado na Figura 3A e Figura 3B, e

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4/14 [017] as Figuras de 6A a 6E esquematicamente ilustram as ações do dispositivo de acionamento de fluido do módulo de acionamento e detecção de acordo com a realização da presente invenção Descrição Detalhada da Realização Preferida [018] A presente invenção será agora descrita mais especificamente com referência as seguintes realizações. Deve ser aqui anotado e observado que as seguintes descrições das realizações preferidas desta invenção são aqui apresentadas apenas com o propósito de ilustração e descrição. Não é intencionado que sejam exaustivas ou que seja limitada a forma precisa e exata revelada.

[019] Com referência às Figuras 1A, 1B, Figura 2A e Figura 2B, a presente invenção proporciona um módulo de acionamento e detecção 1 incluindo pelo menos um chip 11, pelo menos um sensor 12, pelo menos um dispositivo de acionamento 13 e pelo menos um canal de guia 14. Quando o dispositivo de acionamento 13 é acionado, pelo menos um fluido é comprimido. O número do chip 11, do sensor 12, do dispositivo de acionamento 13, do canal de guia 14 e do fluido é exemplificado por um para cada uma das realizações aqui a seguir, mas, não é limitado aos mesmos. É aqui notado e observado que cada um dos: chip 11, sensor 12, dispositivo de acionamento 13, canal de guia 14 e fluido também podem ser proporcionados com números plurais.

[020] A Figura 1A é uma vista esquemática em perspectiva ilustrando a estrutura de um módulo de acionamento e detecção de acordo com uma realização da presente invenção. A Figura 1B é uma vista em secção transversal esquemática ilustrando as ações do dispositivo de acionamento de fluido do módulo de acionamento e detecção da realização da presente invenção. O módulo de acionamento e detecção 1 é aplicado a um dispositivo eletrônico para monitorar parâmetros associados no meio ambiente.

[021] Em uma realização, o módulo de acionamento e detecção 1 inclui um chip 11, pelo menos um sensor 12 e pelo menos um dispositivo de acionamento 13. O pelo menos um sensor 12 e o pelo menos um dispositivo de acionamento 13 são integrados como um módulo. O dispositivo de acionamento 13 é disposto sobre um lado

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514 do sensor 12. O dispositivo de acionamento 13 inclui pelo menos um canal de guia 15. Depois que o dispositivo de acionamento 13 é acionado, fluido é enviado para ser transferido através do pelo menos um canal de guia 15. Quando o fluido é transferido para o sensor 12, o fluido é identificado por intermédio do sensor 12.

[022] O dispositivo de acionamento 13 é um dispositivo operacional capaz de operar um sistema desejado em resposta a um sinal de controle. Um exemplo do dispositivo de acionamento 13 inclui, mas não é limitado a um dispositivo de acionamento elétrico, um dispositivo de acionamento magnético, um dispositivo de acionamento térmico, um dispositivo de acionamento piezelétrico, e um dispositivo de acionamento de fluido. Por exemplo, o dispositivo de acionamento elétrico é um dispositivo de acionamento elétrico de um motor DC, um motor AC ou um motor de etapas, o dispositivo de acionamento magnético é um dispositivo de acionamento magnético de um motor de bobina magnética, o dispositivo de acionamento térmico é um dispositivo de acionamento térmico de uma bomba de calor, o dispositivo de acionamento piezelétrico é um dispositivo de acionamento piezelétrico de uma bomba piezelétrica, e o dispositivo de acionamento de fluido é um dispositivo de acionamento de fluido de uma bomba de gás ou de uma bomba de líquido.

[023] Um exemplo de um sensor 12 inclui, mas não é limitado a um sensor de temperatura, um sensor de composto orgânico volátil (por exemplo, um sensor para medir gás de formaldeído ou gás de amônia), um sensor de material particulado (por exemplo, um sensor de material particulado PM2.5), um sensor de monóxido de carbono, um sensor de dióxido de carbono, um sensor de oxigênio, um sensor de ozônio, qualquer outro sensor de gás apropriado, um sensor de umidade, um sensor de conteúdo de água, um sensor de substância (por exemplo, um sensor para medir substâncias compostas ou substâncias biológicas em líquido ou ar), um sensor de qualidade de água, qualquer outro sensor de líquido apropriado, um sensor de luz, ou uma combinação dos mesmos.

[024] A Figura 2A é um exemplo do módulo de acionamento e detecção de acordo com a realização da presente invenção. Neste exemplo, o chip 11 é um circuito

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6/14 integrado de aplicação específica (ASIC). A Figura 2B é um exemplo variante do modulo de acionamento e detecção de acordo coma realização da presente invenção. Neste exemplo variante, o chip 11 é um sistema sobre chip (SOC). O chip é gravado para formar um canal de identificação 14. O sensor 12 é depositado no canal de identificação 14. O dispositivo de acionamento de fluido 13 é arranjado/embalado sobre o chip 11 e inclui pelo menos um canal de guia 15. O canal de guia 15 é disposto sobre um lado do sensor 12 e se encontra em comunicação com o canal de identificação 14.

[025] Com referência à Figura 1A e Figura 1B. Para ilustração, o dispositivo de acionamento 13 do módulo de acionamento e detecção 1 é um dispositivo de acionamento de fluido. As ações do dispositivo de acionamento de fluido 13 serão aqui descritas conforme a seguir. O dispositivo de acionamento de fluido 13 pode ser uma estrutura operacional de uma bomba piezelétrica ou uma estrutura operacional de uma bomba de sistema micro elétrico mecânico (MEMS).

[026] Aqui a seguir, as ações do dispositivo de acionamento de fluido 13 de uma bomba piezelétrica será descrito conforme abaixo.

[027] Com referência à Figura 3A e 3B. O dispositivo de acionamento de fluido 13 inclui uma placa de entrada de fluido 131, uma placa de ressonância 132, um acionador piezelétrico 133, uma primeira placa de isolamento 134a, uma placa condutora 135 e uma segunda placa de isolamento 134b. O acionador piezelétrico 133 é alinhado com a placa de ressonância 132. A placa de entrada de fluido 131, a placa de ressonância 132, o acionador piezelétrico 133, a primeira placa de isolamento 134a, a placa condutora 135 e a segunda placa de isolamento 134b são empilhadas, umas sobre as outras, sequencialmente. Depois que os componentes aqui acima mencionados são combinados conjuntamente, a vista em secção transversal da estrutura resultante do dispositivo de acionamento de fluido 13 é mostrada na Figura 5. A placa de entrada de fluido 131 inclui pelo menos uma entrada 131a. Preferivelmente, mas não exclusivamente, a placa de entrada de fluido 131 compreende quatro entradas 131a. As entradas 131a percorrem através da placa de entrada de fluido 131.

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7/14 [028] Em resposta a ação da pressão atmosférica, o fluido pode ser introduzido no dispositivo de transporte de fluido 13 através da pelo menos uma entrada 131a. Adicionalmente, pelo menos um canal de convergência 131b é formado sobre uma primeira superfície da placa de entrada de fluido 131, e se encontra em comunicação com a pelo menos uma entrada 131a sobre uma segunda superfície da placa de entrada de fluido 131. Adicionalmente, uma cavidade central 131c é localizada na interseção dos canais de convergência 131b. A cavidade central 131c se encontra em comunicação com o pelo menos um canal de convergência 131b, de tal maneira que o fluido que entrou por intermédio da pelo menos uma entrada 131a seria introduzido no pelo menos um canal de convergência 131b e é guiado para a cavidade central 131c.

[029] Consequentemente, o fluido pode ser transferido por intermédio do dispositivo de acionamento de fluido 13. Nesta realização, a pelo menos uma entrada 131a, o pelo menos um canal de convergência 131b e a cavidade central 131c da placa de entrada de fluido 131 são integralmente formados. A cavidade central 131c é uma câmara de convergência para temporariamente armazenar o fluido. Em algumas realizações, a placa de entrada de fluido 131 pode ser, por exemplo, feita de aço inoxidável.

[030] Em outra realização, a profundidade da câmara de convergência definida por intermédio da cavidade central 131c é igual à profundidade do pelo menos um canal de convergência 131b. A placa de ressonância 132 pode ser feita de, mas não é limitado a, um material flexível. A placa de ressonância 132 inclui uma abertura central 132 disposta correspondendo a cavidade central 131c da placa de entrada de fluido 131. Consequentemente, o fluido pode ser transferido através da abertura central 132c. Em outras realizações, a placa de ressonância 132 pode ser feita de, mas não é limitado a um material de cobre.

[031] O acionador piezelétrico 133 compreende uma placa de suspensão 1331, um estrutura externa 1332, pelo menos um suporte 1333 e uma placa piezelétrica 1334. A placa piezelétrica 1334 é fixada sobre uma primeira superfície 1331c da placa de suspensão 1331. Em resposta a uma voltagem aplicada, a placa piezelétrica

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1334 seria submetida a uma deformação. Quando a placa piezelétrica 1334 é submetida à deformação, a mesma facilita uma vibração de flexão da placa de suspensão 1331. O pelo menos um suporte 1333 é conectado entre a placa de suspensão 1331 e a estrutura externa 1332, enquanto as duas extremidades do suporte 1333 são conectadas com a estrutura externa 1332 e com a placa de suspensão 1331, respectivamente, de tal maneira que o suporte 1333 pode suportar elasticamente a placa de suspensão 1331. Pelo menos um espaço livre 1335 é formado entre o suporte 1333, a placa de suspensão 1331 e a estrutura externa 1332. O pelo menos um espaço livre 1335 se encontra em comunicação com o canal de guia de fluido para permitir que o fluido passe através dali. O tipo de placa de suspensão 1331 e de estrutura externa 1332 e o tipo e número do pelo menos um suporte 1333 pode ser variado de acordo com os requerimentos práticos. A estrutura externa 1332 é arranjada ao redor da placa de suspensão 1331. Adicionalmente, um pino condutor 1332c é projetado em um sentido para fora a partir da estrutura externa 1332 de tal maneira a ser eletricamente conectado com um circuito externo (não mostrado).

[032] Conforme é mostrado na Figura 4, a placa de suspensão 1331 tem uma projeção 1331a que torna a placa de suspensão 1331 uma estrutura escalonada. A projeção 1331a é formada sobre uma segunda superfície 1331b da placa de suspensão 1331. A projeção 1331a pode ser uma estrutura circular convexa. Uma superfície superior da projeção 1331a da placa de suspensão 1331 é coplanar com uma segunda superfície 1332a da estrutura externa 1332, ao passo que a segunda superfície 1331b da placa de suspensão 1331 é coplanar com uma segunda superfície 1333a do suporte 1333. Adicionalmente, há uma queda de uma quantidade especificada a partir da projeção 1331 a da placa de suspensão 1331 (ou da segunda superfície 1332a da estrutura externa 1332) para a segunda superfície 1331b da placa de suspensão 1331 (ou da segunda superfície 1333a do suporte 1333). Uma primeira superfície 1331c da placa de suspensão 1331, uma primeira superfície 1332b da estrutura externa 1332 e uma primeira superfície 1333b do suporte 1333 são coplanares, um em relação ao outro. A placa piezelétrica 1334 é fixada sobre a primeira superfície 1331c da placa de suspensão 1331. Em algumas realizações,

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914 a placa de suspensão 1331 pode ser uma estrutura de placa quadrada com duas superfícies planas, mas o tipo de placa de suspensão 1331 pode ser variado de acordo com os requerimentos práticos.

[033] Nesta realização, a placa de suspensão 1331, o pelo menos um suporte 1333 e a estrutura externa 1332 podem ser integralmente formados a partir de uma placa de metal (por exemplo, uma placa de aço inoxidável). Em uma realização, o comprimento de um lado da placa piezelétrica 1334 é menor do que o comprimento de um lado da placa de suspensão 1331. Em outra realização, o comprimento de um lado da placa piezelétrica 1334 é igual ao comprimento de um lado da placa de suspensão 1331. Similarmente, a placa piezelétrica 1334 é uma estrutura de placa quadrada correspondendo a da placa de suspensão 1331 em termos do desenho.

[034] Nesta realização, a primeira placa de isolamento 134a, a placa condutora 135 e a segunda placa de isolamento 134b do dispositivo de acionamento de fluido 13 são empilhadas, uma sobre as outras, sequencialmente e são localizadas sob o acionador piezelétrico 133. Os perfis da primeira placa de isolamento 134a, da placa condutora 135 e da segunda placa de isolamento 134b substancialmente combinam com o perfil da estrutura externa 1332 do acionador piezelétrico 133, conforme é aqui mostrado na Figura 3A. Em algumas realizações, a primeira placa de isolamento 134a e a segunda placa de isolamento 134b podem ser feitas de um material de isolamento (por exemplo, um material plástico) para proporcionar um isolamento eficiente. Em outras realizações, a placa condutora 135 pode ser feita de um material eletricamente condutivo (por exemplo, um material metálico) para proporcionar uma condução eletricamente eficiente. Nesta realização, a placa condutora 135 tem um pino condutor 135a ali disposto de tal maneira a ser eletricamente conectado com um circuito externo (não mostrado).

[035] Com referência à Figura 5, em uma realização, a placa de entrada de fluido 131, a placa de ressonância 132, o acionador piezelétrico 133, a primeira placa de isolamento 134a, a placa condutora 135 e a segunda placa de isolamento 134b do dispositivo de acionamento de fluido 13 são empilhadas, umas sobre as outras,

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1014 sequencialmente. Adicionalmente, há um espaço h entre a placa de ressonância 132 e a estrutura externa 1332 do acionador piezelétrico 133. Nesta realização, o espaço h entre a placa de ressonância 132 e a estrutura externa 1332 do acionador piezelétrico133 pode ser preenchido com um enchimento (por exemplo, um adesivo condutivo), de tal maneira que uma profundidade a partir da placa de ressonância 132 para a projeção 1331a da placa de suspensão 1331 do acionador piezelétrico 133 possa ser mantida. O espaço h assegura a distância apropriada entre a placa de ressonância 132 e a projeção 1331a da placa de suspensão 1331 do acionador piezelétrico 133, de tal maneira que o fluido possa ser rapidamente transferido, a interferência de contato seja reduzida e o ruído em geral seja amplamente reduzido. Em algumas realizações, a altura da estrutura externa 1332 do acionador piezelétrico 133 é aumentada, de tal maneira que um espaço seja formado entre a placa de ressonância 132 e o acionador piezelétrico 133.

[036] Com referência às Figura 3A, Figura 3B e Figura 5, depois que a placa de entrada de fluido 131, a placa de ressonância 132 e o acionador piezelétrico 133 são combinados conjuntamente, uma parte móvel 132a e uma parte fixa 132b da placa de ressonância 132 são definidas. Uma câmara de convergência para convergir o fluido é definida por intermédio da placa móvel 132a da placa de ressonância 132 e da placa de entrada de fluido 131, colaborativamente. Adicionalmente, uma primeira câmara 130 é formada entre a placa de ressonância 132 e o acionador piezelétrico 133 para temporariamente armazenar o fluido. Através da abertura central 132c da placa de ressonância 132, a primeira câmara 130 se encontra em comunicação com a cavidade central 131c da placa de entrada de fluido 131. As regiões periféricas da primeira câmara 130 se encontram em comunicação com o canal de guia 15 através do espaço livre 1335 entre os suportes 1333 do acionador piezelétrico 133.

[037] As Figuras de 6A a 6E esquematicamente ilustram as ações do dispositivo de acionamento de fluido do módulo de acionamento e detecção de acordo com a realização da presente invenção. Com referência às Figura 3A, Figura 3B, Figura 5

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11/14 e as Figuras de 6A a 6E, as ações do dispositivo de acionamento de fluido serão descritas conforme aqui a seguir.

[038] Quando o dispositivo de acionamento de fluido 13 é acionado, o acionador piezelétrico 133 é vibra ao longo de uma direção vertical de uma maneira recíproca por intermédio do uso do suporte 1333 como um fulcro. Com referência à Figura 6A. Uma vez que a placa de ressonância 132 é leve e fina, a placa de ressonância 132 vibra ao longo da direção vertical de uma maneira recíproca por causa da ressonância do acionador piezelétrico 133 em resposta a voltagem aplicada. Além disto, uma região da placa de ressonância 132 correspondente a cavidade central 131c da placa de entrada de fluido 131 também é submetida a uma deformação de flexão. A região da placa de ressonância 132 correspondendo à cavidade central 131c da placa de entrada de fluido

131 é a parte móvel 132a da placa de ressonância 132.

[039] Mais especificamente, quando o acionador piezelétrico 133 vibra em um sentido para baixo, a parte móvel 132a da placa de ressonância 132 é submetida à deformação de flexão por causa da parte móvel 132a da placa de ressonância 132 ser empurrada por intermédio do fluido e vibra em resposta ao acionador piezelétrico 133. Em resposta a vibração em um sentido para baixo do acionador piezelétrico 133, o fluido é alimentado em pelo menos uma entrada 131a da placa de entrada de fluido 131. Então, o fluido é transferido para a cavidade central 131c da placa de entrada de fluido 131 através do pelo menos um canal de convergência 131b. Então, o fluido é transferido através da abertura central 132c da placa de ressonância 132 espacialmente correspondendo à cavidade central 131c, e é introduzido em um sentido para baixo na primeira câmara 130. Conforme o acionador piezelétrico 133 é acionado, a ressonância da placa de ressonância

132 ocorre. Consequentemente, a placa de ressonância 132 vibra ao longo da direção vertical de uma maneira recíproca.

[040] Conforme é aqui mostrado na Figura 6B, durante a vibração da placa de ressonância 132 neste estágio, a parte móvel 132a da placa de ressonância 132 move para baixo para contatar e fixar na projeção 1331a da placa de suspensão 1331 do

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12/14 acionador piezelétrico 133, e uma distância a partir da parte fixa 132b da placa de ressonância 132 para uma região da placa de suspensão 1331 do lado de fora da projeção 1331 permanece a mesma. Devido à deformação da placa de ressonância 132 aqui acima descrita, um espaço médio de comunicação da primeira câmara 130 é fechado e o volume da primeira câmara 130 é comprimido. A pressão gradiente ocorre para empurrar o fluido na primeira câmara 130 movendo em um sentido as regiões periféricas da primeira câmara

130 e fluindo em um sentido para baixo através do espaço livre 1335 do acionador piezelétrico 133.

[041] Com referência a Figura 6C, a parte móvel 132a da placa de ressonância 132 retorna a sua posição original quando o acionador piezelétrico 133 vibra em um sentido para cima. Consequentemente, o volume da primeira câmara 130 é continuamente comprimido para gerar a gradiente de pressão o qual faz com que o fluido na primeira câmara 130 continuamente seja empurrado em um sentido às regiões periféricas. Enquanto isto, o fluido é continuamente alimentado na pelo menos uma entrada 131a da placa de entrada de fluido 131, e transferido para a cavidade central 131c. Então, conforme é aqui mostrado na Figura 6D, a placa de ressonância 132 move em um sentido para cima, algo que ocorre por intermédio da ressonância do movimento em um sentido para cima do acionador piezelétrico 133. Isto é, a parte móvel 132a da placa de ressonância 132 também é vibrada em um sentido para cima. Consequentemente, reduz a corrente do fluido a partir da pelo menos uma entrada 131a da placa de entrada de fluido

131 na cavidade central 131c.

[042] Finalmente, conforme é aqui mostrado na Figura 6E, a parte móvel 132a da placa de ressonância 132 foi retornada a sua posição original. Conforme as realizações aqui acima descritas, quando a placa de ressonância 132 vibra ao longo de uma direção vertical de uma maneira recíproca, o espaço h entre a placa de ressonância

132 e o acionador piezelétrico 133 é útil para aumentar o deslocamento máximo ao longo da direção vertical durante a vibração. Em outras palavras, a configuração do espaço h entre a placa de ressonância 132 e o acionador piezelétrico133 pode aumentar a amplitude

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13/14 de vibração da placa de ressonância 132. Consequentemente, uma pressão gradiente é gerada nos canais de guia do dispositivo de acionamento de fluido 13 para facilitar com que o fluido flua em uma alta velocidade. Adicionalmente, uma vez que há uma diferença de impedância entre a direção de alimentação e a direção de saída, o fluido pode ser transmitido a partir do lado de entrada para o lado de saída. Adicionalmente, mesmo que o lado de saída tenha pressão de gás, o dispositivo de acionamento de fluido 13 ainda tem a capacidade de empurrar o fluido para o canal de guia 14 enquanto conseguindo e alcançando um eficiente silêncio. As etapas das Figuras 6A a 6E são realizadas repetitivamente. Consequentemente, o fluido ambiental é transferido por intermédio do dispositivo de acionamento de fluido 13 a partir do lado de fora para o lado de dentro.

[043] Novamente com referência à Figura 1A e Figura 1B, depois que a placa de entrada de fluido 131, a placa de ressonância 132, o acionador piezelétrico 133, a primeira placa de isolamento 134a, a placa condutora 135 e a segunda placa de isolamento 134b são sequencialmente empilhadas, o dispositivo de acionamento de fluido 13 é montado. O dispositivo de acionamento de fluido 13 é arranjado/embalado sobre o chip 11. Quando o dispositivo de acionamento de fluido é acionado para comprimir o fluido, o fluido é bombeado para dentro e para fora através do canal de guia 15 para agilizar o processo de convecção e fluir no sentido do sensor 12 ao longo da direção indicada por intermédio da seta (refira-se a Figura 1B). Consequentemente, o fluido é identificado por intermédio do sensor 12. Uma vez que o fluido é guiado para o sensor 12 por intermédio do dispositivo de acionamento de fluido 13, o qual proporciona o sensor 12 com a quantidade de fluido estável e uniformemente, o tempo do sensor 12 em resposta ao fluido é amplamente reduzido, desta forma monitorando o fluido com precisão e exatidão. Em outras palavras, a tecnologia da presente invenção é de grande valor industrial.

[044] A partir das descrições aqui acima mencionadas, a presente invenção proporciona um módulo de acionamento e detecção. O módulo de acionamento e detecção é uma estrutura modular de pelo menos um sensor e de pelo menos dispositivo de acionamento. O dispositivo de acionamento pode aumentar a velocidade de fluxo e

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14/14 proporcionar o sensor com uma quantidade de fluido com estabilidade e com uniformidade continuamente. Uma vez que o sensor é proporcionado com a quantidade de fluido com estabilidade e uniformidade continuamente, o tempo do sensor no que diz respeito à resposta ao fluido é amplamente reduzido, desta forma monitorando o fluido com precisão e exatidão.

[045] Embora a presente invenção tenha sido descrita em termos daquelas que são presentemente consideradas como sendo as realizações mais práticas e preferidas, deve ser aqui subentendido que a invenção não precisa estar limitada às realizações reveladas. Muito pelo contrário, o objetivo é de cobrir várias modificações e disposições similares incluídos dentro do espírito e do escopo das reivindicações anexas, as quais devem estar de acordo com a interpretação mais ampla de tal maneira a englobar todas tais modificações e estruturas similares.

Claims

Reivindicações

1. Módulo de acionamento e detecção, caracterizado pelo fato que compreende:

um circuito integrado;

pelo menos um sensor depositado sobre o circuito integrado; e pelo menos um dispositivo de acionamento contido no circuito integrado e tendo um canal de guia disposto sobre um lado do sensor, em que quando o dispositivo de acionamento é acionado, um fluido é comprimido e transferido para o sensor através do canal de guia, de tal maneira que o fluido é identificado por intermédio do sensor.
2. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o circuito integrado é um dos: um circuito integrado de aplicação específica e um sistema sobre um circuito integrado, e o sensor e o dispositivo de acionamento são contidos no o circuito integrado.
3. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o o circuito integrado é gravado para formar um canal de identificação, o sensor é depositado no canal de identificação, e o canal de identificação está em comunicação com o canal de guia.
4. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o o sensor compreende pelo menos um selecionado a partir do grupo consistindo de um sensor de oxigênio, um sensor de monóxido de carbono, um sensor de dióxido de carbono, um sensor de temperatura, um sensor de líquido, e um sensor de umidade.
5. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o sensor compreende um selecionado a partir do grupo consistindo de um sensor de líquido, um sensor de ozônio, e um sensor de luz.
6. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o o sensor compreende um sensor de material particulado ou um sensor de compostos orgânicos voláteis.

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7. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o dispositivo de acionamento é um dispositivo de acionamento de fluido.
8. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que o dispositivo de acionamento de fluido é uma bomba de sistema micro elétrico mecânico (MEMS).
9. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que o dispositivo de acionamento de fluido compreende:

uma placa de entrada de fluido tendo pelo menos uma entrada, pelo menos um canal de convergência e uma cavidade central definindo uma câmara de convergência, em que a pelo menos uma entrada permite que o fluido flua para dentro, e pelo menos um canal de convergência é disposto correspondendo a pelo menos uma entrada, e guia o fluido a partir da pelo menos uma entrada em um sentido a câmara de convergência definida por intermédio da cavidade central;

uma placa de ressonância tendo uma abertura central e uma parte móvel, na qual a abertura central é alinhada com a câmara de convergência e a parte móvel circunda a abertura central; e um acionador piezelétrico alinhado com a placa de ressonância, no qual um espaçamento é formado entre a placa de ressonância e o acionador piezelétrico para definir uma primeira câmara, de tal maneira que o fluido a partir da pelo menos uma entrada da placa de entrada de fluido é convergido para a cavidade central ao longo do pelo menos um canal de convergência e flui na primeira câmara através da abertura central da placa de ressonância quando o acionador piezelétrico é acionado, desta forma o fluido é adicionalmente transferido através de uma ressonância entre o acionador piezelétrico e a parte móvel da placa de ressonância.
10. Módulo de acionamento e detecção de acordo com a reivindicação

9, caracterizado pelo fato que o acionador piezelétrico compreende:

uma placa de suspensão sendo uma placa de suspensão quadrada e

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3/3 tendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta, no qual é permitido que a placa de suspensão sofra uma vibração de flexão;

uma estrutura externa arranjada ao redor da placa de suspensão;

pelo menos um suporte conectado entre a placa de suspensão e a estrutura externa para elasticamente suportar a placa de suspensão; e uma placa piezelétrica, na qual um comprimento de um lado da placa piezelétrica é menor do que ou igual a um comprimento de um lado da placa de suspensão, e a placa piezelétrica é fixada sobre a primeira superfície da placa de suspensão, na qual quando uma voltagem é aplicada a placa piezelétrica, a placa de suspensão é acionada para sofrer a vibração de flexão.
11. Módulo de acionamento e detecção, caracterizado pelo fato que compreende:

pelo menos um circuito integrado;

pelo menos um sensor depositado sobre o circuito integrado; e pelo menos um dispositivo de acionamento contido no circuito integrado e tendo pelo menos um canal de guia disposto sobre um lado do sensor, em que quando o dispositivo de acionamento é acionado, um fluido é comprimido e transferido para o sensor através do canal de guia, de tal maneira que o fluido é identificado por intermédio do sensor.