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原文传递气体传感器及气体检测方法

专利名称：	气体传感器及气体检测方法
摘要：	本发明涉及一种气体传感器及气体检测方法。气体传感器包括：至少一个谐振器；振动器，所述振动器设置在所述至少一个谐振器上；至少一个转换器，所述至少一个转换器将从所述至少一个谐振器输出的声波转换为电信号；以及检测单元，所述检测单元基于通过所述至少一个转换器进行转换获得的电信号来检测特定气体，其中，振动器包括以下构件中的至少任一者：多个振动体，所述多个振动体在振动期间分别具有不同频率特性，所述多个振动体使所述至少一个谐振器内的气体振动，并且通过所述至少一个谐振器的谐振输出声波；以及加热器，所述加热器加热所述至少一个谐振器内的气体，并通过所述至少一个谐振器的谐振输出声波。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	日本;JP
申请人：	天马日本株式会社
发明人：	今井阿由子;住吉研
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910242611.X
公开号：	CN110361446A
代理机构：	北京同达信恒知识产权代理有限公司
代理人：	黄志华;何月华
分类号：	G01N29/036(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	日本神奈川县
主权项：	1.一种气体传感器，包括：至少一个谐振器；振动器，所述振动器设置在所述至少一个谐振器上；至少一个转换器，所述至少一个转换器将从所述至少一个谐振器输出的声波转换为电信号；以及检测单元，所述检测单元基于通过所述至少一个转换器进行转换获得的所述电信号检测特定气体，其中，所述振动器包括下述构件中的至少一者：多个振动体，所述多个振动体在振动期间分别具有不同的频率特性，所述多个振动体使所述至少一个谐振器内的气体振动，并且通过所述至少一个谐振器的谐振输出声波；以及加热器，所述加热器加热所述至少一个谐振器内的气体，并且通过所述至少一个谐振器的谐振输出声波。 2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，所述振动器包括所述多个振动体，其中，所述多个振动体包括第一振动体和第二振动体，其中，在所述第一振动体的频率特性中，在所述特定气体的浓度为第一值的情况下，所述至少一个谐振器的谐振频率处的振幅等于或大于规定值，并且其中，在所述第二振动体的频率特性中，在所述特定气体的浓度为大于所述第一值的第二值的情况下，所述至少一个谐振器的谐振频率处的振幅等于或大于规定值。 3.根据权利要求2所述的气体传感器，其中，所述第一振动体是第一声源，所述第二振动体是第二声源，所述第二声源具有以下的频率特性：振幅峰值所处的频率高于在所述第一声源中的振幅峰值所处的频率。 4.根据权利要求2所述的气体传感器，其中，所述第一振动体是第一压电元件，所述第二振动体是第二压电元件，所述第二压电元件具有以下的频率特性：振幅峰值所处的频率高于在所述第一压电元件中的振幅峰值所处的频率。 5.根据权利要求1所述的气体传感器，还包括：控制单元，所述控制单元控制所述至少一个谐振器内的气体的振动，其中，所述振动器包括所述多个振动体，其中，所述检测单元包括锁相放大器，其中，所述控制单元对所述振动器施加具有扫描频率的交流电压，并且所述控制单元将所述交流电压发送到所述锁相放大器作为参考信号，以及其中，所述锁相放大器基于所述参考信号和通过所述至少一个转换器进行转换获得的所述电信号来检测所述特定气体。 6.根据权利要求1所述的气体传感器，还包括：控制单元，所述控制单元控制所述至少一个谐振器内的气体的振动，其中，所述振动器包括所述多个振动体，其中，所述检测单元放大通过所述至少一个转换器进行转换获得的所述电信号，并且所述检测单元将放大的所述电信号发送到所述控制单元，以及其中，所述控制单元使用从所述检测单元接收的放大的所述电信号来控制所述振动器的振动。 7.根据权利要求1所述的气体传感器，还包括：控制单元，所述控制单元控制所述至少一个谐振器内的气体的振动，其中，所述振动器包括所述多个振动体，其中，所述控制单元对所述振动器施加具有扫描频率的交流电压，以及其中，在第二频率处施加的第二电压小于在第一频率处施加的第一电压，所述第一频率是所述振动器的频率特性中的振幅为第一值的频率，所述第二频率是所述振动器的频率特性中的振幅为大于所述第一值的第二值的频率。 8.根据权利要求1所述的气体传感器：其中，所述至少一个谐振器包括第一谐振器和第二谐振器，其中，所述振动器包括所述多个振动体，其中，所述多个振动体包括第一振动体和第二振动体，其中，所述第一谐振器包括所述第一振动体，其中，所述第二谐振器包括所述第二振动体，其中，在相同条件下，所述第一谐振器的谐振频率低于所述第二谐振器的谐振频率，其中，在所述第一振动体的频率特性中，在所述特定气体的浓度为第一值的情况下，所述第一谐振器的谐振频率处的振幅大于或等于规定值，并且其中，在所述第二振动体的频率特性中，在所述特定气体的浓度为大于所述第一值的第二值的情况下，所述第二谐振器的谐振频率处的振幅大于或等于规定值。 9.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，所述至少一个谐振器包括第一谐振器和第二谐振器，其中，所述至少一个转换器包括第一转换器和第二转换器，其中，所述第一谐振器和所述第一转换器设置在要检测所述特定气体的空间中，其中，所述第二谐振器和所述第二转换器设置在与要检测所述特定气体的所述空间相同温度的规定条件下的空间中，以及其中，所述检测单元基于第一电信号以及第二电信号来检测所述特定气体，所述第一电信号通过由所述第一转换器转换所述第一谐振器输出的声波而获得，所述第二电信号通过由所述第二转换器转换所述第二谐振器输出的声波而获得。 10.根据权利要求1所述的气体传感器，还包括：控制单元，所述控制单元控制所述至少一个谐振器内的气体的振动，其中，所述振动器包括所述加热器，其中，所述加热器包含吸收激光束的材料，并且其中，所述控制单元向所述加热器发射激光束。 11.根据权利要求1所述的气体传感器，还包括：控制单元，所述控制单元控制所述至少一个谐振器内的气体的振动，其中，所述振动器包括所述加热器，其中，所述加热器包含导电材料，并且其中，所述控制单元向所述加热器施加电压。 12.一种气体检测方法，包括：将从具有振动器的至少一个谐振器输出的声波转换为电信号；以及基于进行转换获得的所述电信号检测特定气体，其中，所述振动器包括以下构件中的至少一者：多个振动体，所述多个振动体在振动期间分别具有不同的频率特性，所述多个振动体使所述至少一个谐振器内的气体振动，并且通过所述至少一个谐振器的谐振输出声波；以及加热器，所述加热器加热所述至少一个谐振器内的气体，并且通过所述至少一个谐振器的谐振输出声波。
所属类别：	发明专利