CN115112592A - 集成传感器 - Google Patents

集成传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN115112592A
CN115112592A CN202210267198.4A CN202210267198A CN115112592A CN 115112592 A CN115112592 A CN 115112592A CN 202210267198 A CN202210267198 A CN 202210267198A CN 115112592 A CN115112592 A CN 115112592A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
gas
integrated
ndir
optical cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210267198.4A
Other languages
English (en)
Inventor
马丁·威利特
基思·普拉特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
Honeywell International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell International Inc filed Critical Honeywell International Inc
Publication of CN115112592A publication Critical patent/CN115112592A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/031—Multipass arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/122—Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0031—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array
    • G01N33/0032—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector comprising two or more sensors, e.g. a sensor array using two or more different physical functioning modes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/004—CO or CO2
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0047—Organic compounds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/005—H2
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity
    • G01N21/61—Non-dispersive gas analysers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10151—Sensor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明题为“集成传感器”。本发明提供了一种用于检测环境中存在的气体的集成传感器。该集成传感器包括第一气体传感器和第二气体传感器。第一气体传感器被配置为测量第一气体，并且第二气体传感器被配置为测量第二气体。第一气体不同于第二气体。第一气体传感器是光学传感器并且限定光学腔。第二气体传感器设置在第一气体传感器的光学腔内。

Description

集成传感器
技术领域
本公开的示例性实施方案整体涉及集成传感器，并且更具体地涉及与氢传感器集成的非色散红外(NDIR)传感器。
背景技术
非色散红外(NDIR)传感器通常包括设置在NDIR传感器的光学腔中的IR源、容纳气体样品的样品室以及检测器。该检测器可包括取决于待检测的目标气体的光学带通滤波器。由IR源发射的辐射在光学腔的区域内行进以由检测器接收。特定波长的辐射可以被目标气体的气体分子吸收。测量由IR源发射的辐射量与由检测器接收的IR辐射量之间的差异，并且指示IR辐射被样品室内部的空气中的气体分子吸收。
通常，由于NDIR传感器的功耗降低以及读数的可靠性和准确性，NDIR传感器相对于传统催化装置是优选的。另外，NDIR传感器是低成本的并且提供稳定的长期操作。
发明内容
本公开的例示性实施方案涉及一种用于检测环境中存在的气体的集成传感器。该集成传感器包括第一气体传感器和第二气体传感器。第一气体传感器被配置为测量第一气体，并且第二气体传感器被配置为测量第二气体。第一气体不同于第二气体。第一气体传感器是光学传感器并且限定光学腔。第二气体传感器设置在第一气体传感器的光学腔内。
在一个示例性实施方案中，第一气体传感器的光学腔包括当第一气体传感器被操作以测量第一气体时具有低光学强度的辐射的区域。
在一个示例性实施方案中，第一气体传感器包括印刷电路板组件(PCBA)，该PCBA放置在光学腔的具有低光学强度的区域内，并且第二气体传感器安装在PCBA上。
在一个示例性实施方案中，第二气体传感器是氢气传感器。
在一个示例性实施方案中，氢气传感器是小的固态电化学传感器或金属氧化物半导体(MOS)传感器中的至少一者。
在一个示例性实施方案中，第一气体传感器是非色散红外(NDIR)传感器。
在一个示例性实施方案中，该集成传感器包括光学腔中的圆柱形环和两个反射板，其中两个反射板被布置在圆柱形环的相反两侧上。
在一个示例性实施方案中，该集成传感器包括壳体和转台，其中该转台被设置在壳体的顶部部分上。
在一些实施方案中，转台包括设置在该转台的顶部部分上的防尘盖。
在一个示例性实施方案中，转台还包括定位在防尘盖下方的弹性体密封件。
在一些实施方案中，用于测量第一气体并限定光学腔的非色散红外(NDIR)传感器包括设置在NDIR传感器的光学腔内的印刷电路板组件(PCBA)。该PCBA包括安装在PCBA上的气体传感器，该气体传感器被配置为测量第二气体，其中第一气体不同于第二气体。
在一个示例性实施方案中，气体传感器是氢气传感器。
在一个示例性实施方案中，氢气传感器是小的固态电化学传感器或金属氧化物半导体(MOS)传感器中的至少一者。
在一些实施方案中，光学腔包括当NDIR传感器被操作以测量第一气体时具有低光学强度的辐射的区域。
在一个示例性实施方案中，PCBA设置在光学腔的具有低光学强度的区域内。
在一个示例性实施方案中，光学腔涂覆有金。
在一个示例性实施方案中，该NDIR传感器包括光学腔中的圆柱形环和两个反射板，其中两个反射板被布置在圆柱形环的相反两侧上。
在一个示例性实施方案中，该NDIR传感器包括壳体和转台，其中该转台被设置在壳体的顶部部分上。
在一些实施方案中，转台包括设置在该转台的顶部部分上的防尘盖。
在各种实施方案中，转台还包括定位在防尘盖下方的弹性体密封件。
提供上述发明内容仅是为了概述一些示例性实施方案的目的，以提供对本公开一些方面的基本了解。因此，应当理解，上述实施方案仅为示例并且不应理解为以任何方式缩小本公开的范围或实质。应当理解，除了这里总结的那些，本公开的范围还涵盖了很多可能的实施方案，这些实施方案中的一些实施方案将在下面进一步描述。
附图说明
可结合附图阅读例示性实施方案的描述。应当理解，为了说明的简单和清晰，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，元件中的一些元件的尺寸相对于其他元件被夸大。结合本公开的教导的实施方案相对于文中给出的附图示出和描述，在附图中：
图1A至图1B示出了根据本公开的示例性实施方案的用于检测气体的集成传感器的透视图；
图2A至图2C示出了根据本公开的示例性实施方案的用于检测多个气体的集成传感器的各种视图；
图3为根据本公开的示例性实施方案的集成传感器的分解图；
图4A至图4B示出了根据本公开的示例性实施方案的集成传感器的球状环反射器；
图5示出了根据本公开的示例性实施方案的集成传感器的球状环反射器；
图6示出了根据本公开的示例性实施方案的集成传感器的球状环反射器内的辐射；
图7示出了根据本公开的示例性实施方案的集成传感器的圆柱形环；并且
图8示出了根据本公开的示例性实施方案的非色散红外(NDIR)传感器的环反射器和印刷电路板组件(PCBA)。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的一些实施方案，附图中示出了一些实施方案，但未示出全部实施方案。实际上，本公开可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施方案；相反，提供这些实施方案是为了使本公开满足适用的法律要求。除非另外指明，否则术语“或”和“任选地”在另选和结合意义上均用于本文。术语“例示性”和“示例性”是用于没有质量水平指示的示例。在全篇内容中，类似的标号指代类似的元件。
附图中示出的部件表示在本文描述的本公开的各种示例性实施方案中可以存在或可以不存在的部件，使得实施方案可以包括比图中所示的部件更少或更多的部件，而不脱离本公开的范围。
现在转到附图，下文结合附图示出的具体实施方式旨在描述各种示例性构型并且不旨在表示其中可实践本文所述概念的唯一构型。详细描述包括具体细节，以便提供对各种概念的透彻理解，在几个视图中相同的数字表示相同的部件。然而，对于本公开领域的技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些概念。
相比于传统催化装置，非色散红外(NDIR)传感器越来越多地用于提供主要功耗降低。NDIR传感器无法检测没有红外标记的氢气(H2)。现有传感器需要专用外部氢传感器包括在主传感器的外壳中。结合氢传感器需要多气体传感器内的大量空间。此类传感器消耗电力并且不会免疫由NDIR传感器提供的中毒。现有氢电化学传感器不容易与微型IR气体传感器集成，并且需要仔细设计以防止电解质泄漏。组合这些传感器的过程是复杂的。
本公开中描述的各种示例性实施方案涉及一种集成传感器，诸如与氢传感器集成的用于检测环境中气体的存在的NDIR传感器。该集成传感器包括第一气体传感器和第二气体传感器。第一气体传感器例如NDIR传感器被配置为测量第一气体，并且第二气体传感器诸如氢传感器被配置为测量第二气体。第一气体是例如甲烷(CH4)。在另一个示例中，第一气体是二氧化碳(CO2)或类似气体，并且不同于作为氢气的第二气体。第一气体传感器限定光学腔，IR源或发射器和检测器设置在该光学腔内。第二气体传感器设置在第一气体传感器的光学腔内。
参考后续附图和描述详细地描述关于集成传感器的部件及其工作方式的细节。
图1A至图1B示出了根据本公开的示例性实施方案的具有转台102的集成传感器100。该集成传感器100包括在顶侧104的转台102、外部壳体106和在底侧110上的印刷电路板组件(PCBA)108。如图所示，转台102是外部壳体106的一部分。转台102是空区，并且在一个示例中，用于容纳气体过滤器。转台102包括光学腔。在一个示例中，光学腔涂覆有金以增加反射率。PCBA 108包括电压触点112和114以及用于电极或发射器或接收器的其他触点116。PCBA 108也包括用于NDIR传感器的传感器电路118和设置在PCB板上的第二气体传感器120。利用后续附图详细解释PCBA 108和第二气体传感器(诸如氢传感器)的细节。
图2A至图2C示出了根据本公开的示例性实施方案的集成传感器100的各种视图。图2A示出了顶视图200，图2B示出了侧视图202，并且图2C示出了集成传感器100的底视图204。图2A示出了转台102和外部壳体106。转台102包括防尘盖206。在一个示例中，防尘盖206具有圆形形状。防尘盖206的形状基于外部壳体106以及外部壳体106内的开口的形状而变化，其中放置防尘盖206以进行覆盖。在一个示例中，外部壳体106具有10毫米(mm)的长度，并且防尘盖206的直径为12.30mm。
在一个示例中，转台102包括如图2B所示的弹性体密封件208。该弹性体密封件208放置在防尘盖206与外部壳体106的顶部表面之间。在一个示例性实施方案中，转台102的长度在17.56mm-17.76mm的范围内，并且防尘盖206的长度为17mm。在一个示例性实施方案中，外部壳体106的高度在6.85mm到7.15mm的范围内。在另一个示例中，包括防尘盖206的集成传感器100的高度为10.25mm。
在一个实施方案中，PCBA 108设置在光学腔内并且包括第一气体传感器的传感器电路118，诸如光学传感器。该传感器电路118用于确定并测量环境中的目标气体的气体浓度。在一个示例中，光学传感器是用于测量第一气体的非色散红外(NDIR)传感器，该第一气体例如是甲烷(CH4)。在另一个示例中，第一气体是二氧化碳(CO2)。PCBA 108也包括第二气体传感器120，诸如用于检测第二气体(氢气)的氢传感器。在一个示例中，氢传感器可以是小的固态电化学传感器或金属氧化物半导体(MOS)传感器中的一者。氢传感器可以是可与NDIR传感器一起使用的任何其他类型的传感器。在一个示例中，第二气体传感器120可以是任何其他气体传感器，例如一氧化碳(CO)传感器或挥发性有机化合物(VOC)传感器。
图3示出了根据本公开的示例性实施方案的集成传感器100的分解图。集成传感器100包括防尘盖206、O形环302、外壳304，该外壳具有放置在壳体304的相对两侧上的标签306-a和306-b。此外，集成传感器100包括填充部308、环光学部310、基座光学部312、胶314和316以及PCBA 108。该PCBA 108包括基座PCB和竖直部件或竖直PCB 318。
如图3所示，在组装状态下，竖直部件或竖直PCB 318穿过基座光学部312、环光学部310和填充部308的开口。胶314和316将PCBA 108固定到基座光学部312。在组装状态下，PCBA 108和竖直PCB 318设置在集成传感器100的光学腔内。在一个示例性实施方案中，氢传感器定位在PCBA 108上。在此类实施方案中，在基座光学部312和环光学部310中提供一个或多个开口以提供与氢传感器的电连接。在另一个示例性实施方案中，氢传感器设置在竖直PCB 318上，参考图8详细解释。
现在参考图4A至图4B，示出了示例性球状环反射器400。该球状环反射器400包括发射器402(或辐射源)，该发射器被配置为发射辐射，该辐射可例如包括红外(IR)辐射和/或发光二极管(LED)。在一些实施方案中，发射器402可被调制。球状环反射器400也可包括检测器404，该检测器被配置为接收发射的辐射。在一些实施方案中，球状环反射器400可包括弯曲壁410，其中来自发射器402的光束路径420可以从弯曲壁410反射并且朝向检测器404引导。弯曲壁410可“包含”球状环反射器400内的光束路径420，从而允许光束路径420朝向检测器404聚焦，并且防止光束路径420的连续扩展。在图4A和图4B所示的实施方案中，发射器402和检测器404可以“背对背”定向。然而，也可使用发射器402和检测器404的其他定向。
在一些实施方案中，发射器402和检测器404可以并排安装、背对背、相对侧或以其他定向安装。可使用球状环反射器400本身以及可选地其他反射器元件将辐射从发射器402朝向检测器404引导。
在使用中，当将辐射从发射器402朝向检测器404引导时，气体可以穿过球状环反射器400。在一些实施方案中，检测器404可包括一个或多个用于目标波长和/或参考波长的滤波器。在一些实施方案中，发射器402可包括一个或多个滤波器，并且/或者可在球状环反射器400内使用多个滤波器。目标波长的检测可与穿过球状环反射器400的气体内目标气体的存在和/或量相关。例如，穿过球状环反射器400的气体可包括可燃气体、碳氢化合物、CO和/或CO2等。
在一些实施方案中，可以使用不同的方法将光束路径420从发射器402展开到弯曲壁410。例如，在图4A中，可使用y轴展开。又如，在图4B中，可使用x轴展开。展开方法可为球状环反射器400内的光束路径420的控制提供各种益处。
图5示出了球状环反射器500，该球状环反射器包括位于球状环反射器500的中心区内的中心区域502。球状环反射器500内的中心区可被称为“死区”，因为光束路径520未穿过该区域。死区是光学腔内的区域，其中光学强度为低的或零。因此，当气体穿过球状环反射器500时，穿过死区的气体可能不与光束路径520中的任一者相互作用并且可能被浪费。在一个示例性实施方案中，集成传感器100的PCBA 108或竖直PCB 318被延伸以定位在中心区域502或死区内以结合氢传感器。
如图6所示，在一些实施方案中，弯曲壁410可存在某些区域602，在这些区域中，辐射更多地聚焦在弯曲壁410的表面上。例如，在光束路径420的四个角处，辐射强度可高于弯曲壁410其他区域中的强度。在一些实施方案中，弯曲壁410的没有高强度辐射的区域可用于其他目的，诸如定位其他元件、电子部件、冷凝移除元件等。
图7示出了根据本公开的示例性实施方案的集成传感器100的圆柱形环700。在一个示例中，圆柱形环700设置在集成传感器100的壳体304中。球状环700具有圆柱形内表面。圆柱形环700包括环702和两个反射板704和706。该两个反射板704和706布置在环702的顶侧和底侧上，以反射从环702出来的光。例如，反射板704定位在环702的底部部分上，并且反射板704定位在环702的顶部部分上。在一个示例中，圆柱形环700的高度为1.5mm，以抑制光。
在一个示例中，圆柱形环700可以通过树脂模塑制成。树脂模塑包括用塑料模塑并涂覆有高反射材料，诸如金、铝。具有特殊过滤器的源和检测器设置在圆柱形环700中以用于光谱吸收分析，并且可以改变过滤器以用于各种目标气体，诸如二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、六氟化硫(SF6)、二氧化硫(SO2)和醇。制造圆柱形环700的方法是高性价比的并且增加了信噪比，从而提高传感器的分辨率。此外，使用此类圆柱形环700分别增加平均路径长度和总效率18.6％和35.7％。这些提高为NDIR传感器提供了增强的灵敏度和分辨率。
图8示出了根据本公开的示例性实施方案的利用电子部件组装的环反射器800。该环反射器800包括发射器802、检测器804和印刷电路板组件(PCBA)806(也称为PCBA 108)，其中来自发射器802的光束路径820从环反射器800的弯曲壁810朝向检测器804反射。图8示出了光束路径820可如何由于光束路径820的传播在检测器804处生成多于一个聚焦点。发射器802和检测器804可附接到一个或多个连接器808和812，这些连接器被配置为允许发射器802、检测器804和PCBA 806之间的通信。如上所述，连接器808和812中的一者或多者可位于环反射器800的中心死区内。在一个示例中，PCBA 806包括PCBA 806的竖直部分或竖直PCB 318上的设置在中心死区中的延伸部分814。该延伸部分814是附加的或第二气体传感器，诸如用于检测环境中氢气的存在的氢传感器。该氢传感器在中心死区中的定位为集中在光学腔的外围区域上的辐射提供最小或零干扰。延伸部分814以使得氢传感器设置在光学腔的具有低或零光学强度的区域中的方式设置，使得延伸部分814不冲击光路的关键部分。在NDIR传感器操作的情况下，氢传感器的此类定位提供氢传感器的不间断操作，从而增强氢传感器的可靠性。
在一个封装件中具有第一气体传感器(诸如NDIR传感器)和第二气体传感器(诸如氢传感器)的集成传感器100允许集成传感器100的较小外壳和占有面积。与元件和半导体相比，集成传感器100也具有低功耗，并使得能够延长电池寿命。集成传感器100降低了设计复杂性并有助于加速产品开发。
必须注意，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非内容另有明确说明。
在本说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”、“多个实施方案”或“一个或多个实施方案”的引用意在指示结合该实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施方案中。此类短语在说明书中的各个地方的出现不一定都指代相同的实施方案，也不是与其他实施方案互斥的单独或另选实施方案。此外，描述了可以由一些实施方案而不是由其他实施方案呈现的各种特征。类似地，描述了各种要求，这些要求可能是一些实施方案的要求而不是其他实施方案的要求。
应当指出的是，当在本公开中采用时，术语“包含”、“包括”和来自根术语“包含”的其他衍生词旨在是开放式术语，其指定存在任何所述特征、元素、整数、步骤或部件，并且不旨在排除一个或多个其他特征、元素、整数、步骤、部件或其组的存在或添加。
根据需要，本文公开了本公开的详细实施方案；然而，应当理解，所公开的实施方案仅仅是示例性的，其可以各种形式体现。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应解释为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础，并且是教导本领域技术人员以实质上任何适当的详细结构不同地采用本公开的代表性基础。
虽然显而易见的是，本文所公开的例示性实施方案实现了上述目标，但应当理解，本领域的普通技术人员可设计出许多修改和其他实施方案。因此，应当理解，所附权利要求旨在涵盖属于本公开的实质和范围内的所有此类修改和实施方案。

Claims (10)

1.一种集成传感器，包括：
第一气体传感器，所述第一气体传感器被配置为测量第一气体，其中所述第一气体传感器是光学传感器，并且所述光学传感器限定光学腔；和
第二气体传感器，所述第二气体传感器被配置为测量第二气体，所述第二气体不同于所述第一气体，其中所述第二气体传感器被设置在所述第一气体传感器的所述光学腔内。
2.根据权利要求1所述的集成传感器，其中所述第一气体传感器的所述光学腔包括当所述第一气体传感器被操作以测量所述第一气体时具有低光学强度的辐射的区域。
3.根据权利要求2所述的集成传感器，其中所述第一气体传感器包括印刷电路板组件(PCBA)，所述PCBA放置在所述光学腔的具有低光学强度的所述区域内，并且所述第二气体传感器安装在所述PCBA上。
4.根据权利要求1所述的集成传感器，其中所述第二气体传感器是氢气传感器。
5.根据权利要求4所述的集成传感器，其中所述氢气传感器是小的固态电化学传感器或金属氧化物半导体(MOS)传感器中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的集成传感器，其中所述第一气体传感器是非色散红外(NDIR)传感器。
7.根据权利要求1所述的集成传感器，还包括所述光学腔中的圆柱形环和两个反射板，其中所述两个反射板被布置在所述圆柱形环的相反两侧上。
8.根据权利要求1所述的集成传感器，包括壳体和转台，其中所述转台被设置在所述壳体的顶部部分上，并且所述转台包括设置在所述转台的顶部部分上的防尘盖，其中所述转台还包括定位在所述防尘盖下方的弹性体密封件。
9.一种用于测量第一气体的非色散红外(NDIR)传感器，其中所述NDIR传感器限定光学腔，所述NDIR传感器包括：
印刷电路板组件(PCBA)，所述PCBA设置在所述NDIR传感器的所述光学腔内，其中所述PCBA包括：
安装在所述PCBA上的气体传感器，所述气体传感器被配置为测量第二气体，其中所述第二气体不同于所述第一气体。
10.根据权利要求11所述的NDIR传感器，其中所述光学腔包括当所述NDIR传感器被操作以测量所述第一气体时具有低光学强度的辐射的区域，并且其中所述PCBA被设置在所述光学腔的具有低光学强度的所述区域内。
CN202210267198.4A 2021-03-23 2022-03-18 集成传感器 Pending CN115112592A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/209,841 US11774424B2 (en) 2021-03-23 2021-03-23 Integrated sensor
US17/209,841 2021-03-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115112592A true CN115112592A (zh) 2022-09-27

Family

ID=80683820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210267198.4A Pending CN115112592A (zh) 2021-03-23 2022-03-18 集成传感器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11774424B2 (zh)
EP (1) EP4063832A1 (zh)
CN (1) CN115112592A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11774424B2 (en) * 2021-03-23 2023-10-03 Honeywell International Inc. Integrated sensor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4507558A (en) * 1983-02-22 1985-03-26 Honeywell Inc. Selective leak-detector for natural gas
US7449694B2 (en) * 2003-12-12 2008-11-11 Elt Inc. Gas sensor
DE102004007946A1 (de) * 2004-02-18 2005-09-15 Tyco Electronics Raychem Gmbh Gassensoranordnung in integrierter Bauweise
DE102006054165B3 (de) 2006-11-16 2008-04-17 Tyco Electronics Raychem Gmbh Langzeitstabile optische Sensoranordnung, insbesondere Wasserstoffsensor, und kombinierte Gassensoranordnung
KR20170032735A (ko) * 2015-09-15 2017-03-23 광운대학교 산학협력단 휴대단말기 탈착형 복합 유해가스 측정 장치 및 방법
CN108931504B (zh) * 2018-05-30 2020-12-25 山东省科学院激光研究所 一种环形多点反射式光电气体传感器探头
CN212159555U (zh) * 2020-05-11 2020-12-15 秦皇岛本征晶体科技有限公司 一种基于ndir原理的气体传感器
US11774424B2 (en) * 2021-03-23 2023-10-03 Honeywell International Inc. Integrated sensor
CN216350333U (zh) * 2021-04-13 2022-04-19 苏州谱融传感科技有限公司 一种小型ndir气体传感器

Also Published As

Publication number Publication date
US11774424B2 (en) 2023-10-03
EP4063832A1 (en) 2022-09-28
US20220308029A1 (en) 2022-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7268882B2 (en) Gas sensor arrangement in an integrated construction
US9134224B2 (en) Gas component detection device
GB2583023A (en) A gas sensor probe and a detection apparatus based on spiral light path with multiple-point reflection
CN108931504B (zh) 一种环形多点反射式光电气体传感器探头
US7541587B2 (en) Gas sensor
US8193502B2 (en) Optical absorption gas sensor
US20090039267A1 (en) Reflector module for a photometric gas sensor
CN115112592A (zh) 集成传感器
CN109358019B (zh) 基于红外光谱分析的气体传感器
CN110632008B (zh) 一种多点反射式光电气体传感器探头及光电气体检测装置
CN115236021A (zh) 一种并列式双通道红外气体传感器
CN209979482U (zh) 红外光谱分析气体传感器
CN216350333U (zh) 一种小型ndir气体传感器
CN218098856U (zh) 一种微型低损耗红外气体传感器
WO2012140482A1 (ja) 気体成分検出装置
CN116793981A (zh) 气体检测装置
CN216926569U (zh) 气体检测装置
CN216747389U (zh) 一种红外气体传感器
CN219777465U (zh) 一种基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的甲烷检测仪
CN116539554A (zh) 一种多气体传感器及其检测方法和制备方法
CN219417211U (zh) 一种快速响应的红外气体传感器
CN210665491U (zh) 一种微型低功耗红外气体传感器
CN221038704U (zh) 一种激光甲烷传感器
JP4270181B2 (ja) 水平センサ
CN217931345U (zh) 一种激光甲烷气体传感器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination