JP2008525815A - ガス検知構成 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はガス検知構成に関する。より詳細には、本発明は、A.関連するキャビティを有し、ガスセル及びキャビティに1つ以上の、好適には多少の、直線測定経路、反射式測定経路又はその両方を備えるガスセルと、B.ガスセルに関連した光源と、C.ガスセルに関連した1つ以上の光検出器と、D.制御・計算電子ユニットと、を備えるガス検知構成に関する。
本発明の実際の用途は、「プリント回路基板型」又は基板部品が表面実装されているプリント回路基板型の基板である。以降、この型の基板を表面実装基板と呼ぶ。
「表面実装回路基板」とは、1つ以上のレイヤにおいて、多少複雑な導体構造及びプリント回路と協働するプリント回路導体を備えるカード又は「プリント回路基板」を意味する。ここで、1つ以上の個別の部品は、表面に関連した接続パッド又は対応する電気コネクタに接続ワイヤを介してハンダ接合されるなど、表面実装され得る。
国際特許出願PCT/SE2003/002041として2003年12月19日に出願された特許文献1は、関連刊行物の一部をなす。特許文献1には流体センサが開示されている。
この流体センサは、電磁波(4)を流体セル(1)へ伝達するように構成された電磁エネルギー源(3)と、電磁波が流体セル(1)を通過することを検出するための1つ以上の検出器(5)と、解析される液体の入口/出口のための1つ以上の開口部(2)と、1つ以上の検出器(5)に到達する電磁波の強度を評価するため、電磁エネルギー源(3)用の回路を提供するため、又はその両方のための回路基板(8,10〜16)と、を備え
る。
さらに、流体セルが回路基板を完全に通じて伸びていること、回路基板を完全に横切って伸びていること若しくはその両方であること、又は流体セルが回路基板の基材に完全に埋め込まれていることが提案されている。
また、医療機器内での、1人以上のヒトの呼吸頻度における吸気中の二酸化炭素濃度を決定するための流体センサの使用が示唆されているが、これは湿気の凝縮がガスセルの内壁に集積するという危険を意味し、それによってガスセルを通過する信号の品質を低下させるので、分析結果に不利な影響を与え得る。
(発明の背景)
上述の性質に関する、また上述の用途を意図した幾つかの異なる方法及び構成が、当該技術分野において知られている。
この従来刊行物は、プリント回路基板又はいわゆる表面実装基板上に表面実装されるよう意図される構成を教示する。ここで、必須の回路構成は表面実装回路及び部品によって調整され得る。
この特許文献3は、マイクロ構造反射表面を用いる、ガス用赤外線分光センサを開示している。
当業者が自身の遭遇する1つ以上の技術的課題への解決策を提供するために行うことの必要な技術的検討を考慮に入れるとき、一方では、この目的のために取られることの必要な1つ以上の手段を最初に理解し、他方では、それらの1つ以上の問題を解決する際にいずれの手段が必要とされるかを理解することが必要であることが分かる。これに基づき、次に挙げられる技術的課題が本発明の開発に非常に関連していることは明らかである。
のことによって与えられる利点と、のうちの1つ以上を理解する能力に存在する。
本発明はガス検知構成に関し、その開始点は導入部に記載の既知の技術による。この構成は、キャビティを備えるガスセル、ガスセルに関連した光源、ガスセルに関連した光検出器、及び制御・計算電子ユニットからなるように設計されている。
小さなスロット、チャネル又はアパーチャは、第1のより広い光源開口部に直接的に接続されてもよい。
第1のより広い開口部は狭い間隙を有する発光ユニットを緊密に包囲するのに適合してよい。ここで、接続線は基板に関連した表面又は対向する基板表面に関連して配向され、接続線に関連して配向され、回路構成に属する接続線に関して配向されている接続パッドに固定されてもよい。
より詳細には、基板はプリント回路基板、又は部品が表面実装されたプリント回路基板からなる。
また、1つ以上の覆い要素も高い光反射特性を有する。
提案の一実施形態では、光源は小さなスロット、チャネル又はその両方に対し直角に配向されてよい。
小さなスロット、チャネル又はその両方は、コイル状の白熱ワイヤの幅に相当する、又はほぼ相当する幅を有する。
また、小さなスロット又はチャネルは、光検出器に位置する小さなチップ領域上に光線を集中させるための手段によって形成又は提供されることが提案される。
本発明によって主として与えられると考えられる得る利点及び特別に重要な特徴は、プリント回路基板又は部品が表面実装されているプリント回路基板など、カード又は基板において、測定経路及びガスセル構成のキャビティが非常に小さなスロット、チャネル又はアパーチャの形態を有することを可能とすることによって、完全なガス検知構成を非常に小型化することを可能とする作成条件に存在する。同時に、必須の光源及び光検出器がプリント回路基板又は部品実装基板などの基板によって調整され、それらの基板に割り当てられることを可能とする。
本発明の主要な特性は、添付の特許請求の範囲の請求項1の特徴部分において述べられている。
この図は、ガス検知構成1の一般的な実施形態を図示及び説明する。
この構成1は、ガスセル2を備えると言える。ガスセル2は、評価されるガス「G」の流れが通過するキャビティ2’を備える。
線7aを介しユニット6と共同して作用するのは、光検出器7である。光検出器7は、
コンピュータ機器若しくはユニット6を介して、発光体又は光源5によって時間的に開始される信号構造によって、線7aを通じて時間的に光検出器7上に生じる電気信号構造を評価することが可能である。
短い測定経路「a」の場合、構成1は、二酸化炭素(CO2)の存在及び炭酸ガスの存在割合の評価に適合している。
ユニット6の回路は、キャビティ2’に封入されたガスの存在及び濃度の波長吸収の作用による評価に関して知られているため、本明細書においては詳細に記載しない。
本発明は、ガスセルのキャビティ2’に、非常に小さく、かつ、光源5に含まれる白熱フィラメント又は白熱線5’の外部寸法に非常に密接に一致するように特に適合されている断面を与える原理に基づく。
第2に、小さなキャビティ2’を覆う要素又は蓋12は、この有効な光反射特性を提供するように処理され得る。
なキャビティ2’を通過する光線は、光検出器7において形成される熱吸収チップ領域7’に集中される。
一代替案として、図8,9には、基板9’又は表面実装基板9において底部10aを有する、小さなチャネルの形態による開口部10’の使用を示す。
また、小さなスロット10又はチャネル10’は、光検出器7に関連した第2のより広い開口部15に直接的に接続されている。
て配向された接続パッド18a,18bの補助によって、この線に接続されている。
1つ以上のさらなるチャネル又は開口部3,4は、このガスセルの第1のガス部分を第2のガス部分と置換するためのガス「G」を伝達するためのスロット10又はこのチャネル10’に接続されている。
図4,5には、スロット10が図2,9に示す実施形態におけるスロットより狭くかつ深く、また白熱線5’の直径に対応する幅「b」を有する、本発明の別の実施形態を示す。この場合、光線は光検出器7上の熱感知チップ領域7’に集中され、この実施形態が特に推奨される。
CO2ガスの存在の検出は、20%以内の濃度において、通常、約2〜4mmの小さく狭い測定経路「a」を必要とし、5%以内の濃度では、通常、約8〜16mmの測定経路が必要である。
詳細には、記載の各ユニット、回路又はその両方は、意図される技術的機能を達成する構成内において、示した他の各ユニット、回路又はその両方と組み合わされ得ることが留意される。
Claims (17)
- キャビティを備えるガスセルと、ガスセルに関連した光源と、ガスセルに関連した光検出器と、光源の活性化を開始することに適合し、かつ、光検出器から光検出器信号を受信することに応答して、セルキャビティに封入されたガス、混合ガス若しくはその両方の、存在、濃度又はその両方を評価するのに適合した制御・計算ユニットと、からなるガス検知構成であって、
ガスセルは小さなアパーチャとして、また小さなスロット、小さなチャネル又はその両方の形態により、回路基板において構築されていることと、
カードに提供され、またスロット、チャネル又はその両方に関連した開口部は、蓋の機能をする要素によって覆われていることと、を含むガス検知構成。 - チャネルは前記基板を完全に通過するように構築されていることと、
蓋の機能をする要素は基板の片側又は両側に配置可能であることと、を含む請求項1に記載のガス検知構成。 - 蓋の機能をする要素は粘着テープからなる請求項1に記載のガス検知構成。
- 前記スロット、チャネル又はその両方は、光源に関連する第1のより広い開口部に直接的に接続されている請求項1に記載のガス検知構成。
- スロット、チャネル又はその両方は、光検出器に関連する第2のより広い開口部に直接的に接続されている請求項1に記載のガス検知構成。
- 第1のより広い開口部は発光ユニット又は光源を包囲するのに適合していることと、
発光ユニット又は光源の接続線は1つの基板表面に関連して又は対向する複数の基板表面に関連して配向され、接続線に関連して配向された接続パッドに固定されていることと、を含む請求項4に記載のガス検知構成。 - 第2のより広い開口部は光検出ユニットを包囲するのに適合していることと、
光検出ユニットの接続線は1つの基板表面に関連して、対向する複数の基板表面に関連して、又はその両方に関連して配向され、接続線に関連して配向された接続パッドに接続されていることと、を含む請求項6に記載のガス検知構成。 - スロット又はチャネルは、ガスセルの第1のガス部分を第2のガス部分と置換するためのガス又はガスフローの輸送を行うことに適合した1つ以上のさらなるチャネル又はアパーチャに接続されていることを含む請求項1に記載のガス検知構成。
- 前記ユニットに属する電子回路は前記基板に属する回路及びパターンによって少なくとも部分的に調整される請求項1に記載のガス検知構成。
- 前記基板はプリント回路基板又は部品の実装された回路基板である請求項1に記載のガス検知構成。
- 前記基板に提供されるスロット又はチャネルは高い光反射特性を有する請求項1に記載のガス検知構成。
- 蓋の機能をする要素は高い光反射特性を有する請求項1に記載のガス検知構成。
- 光源はスロット、チャネル又はその両方に対し直角に伸びている請求項1に記載のガス
検知構成。 - スロット又はチャネルに対し光線を反射するのに適合した反射器を含む請求項13に記載のガス検知構成。
- チャネル、スロット又はその両方は、コイル状の白熱要素の幅に相当する、又はほぼ相当する幅を有する請求項1に記載のガス検知構成。
- スロット、チャネル又はその両方は、コイル状の白熱要素の長さに相当する、又は少なくともほぼ相当する幅を有する請求項1に記載のガス検知構成。
- スロット、チャネル又はその両方は、光検出器において光線をチップ領域上に集中させるための手段によって形成又は提供される請求項1に記載のガス検知構成。
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