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原文传递环境模块化系统装置

专利名称：	环境模块化系统装置
摘要：	一种环境模块化系统装置，用于检测和测量夹带在空气流中的颗粒。该装置包括高度集成的硅电路板。该电路板具有多个嵌入式传感器、信号调节和处理。该多个传感器用来检测污染和物理环境的其他方面。该装置还包括围绕电路板的顶侧的机械结构。该结构形成具有入口和出口的空气通道以及具有发射器端和光束线终止端的激光束通道。空气通道与激光束通道相交。高度微型光学粒子散射检测器位于相交处的近侧。激光器位于激光束通道的发射器端。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	加拿大;CA
申请人：	科来徳创新有限公司
发明人：	V·I·拉夫洛夫斯基;凯文·R·哈特
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201780086237.8
公开号：	CN110383036A
代理机构：	北京英赛嘉华知识产权代理有限责任公司
代理人：	王达佐;王艳春
分类号：	G01N15/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	加拿大不列颠哥伦比亚省
主权项：	1.一种环境模块化系统装置，用于检测和测量夹带在空气流中的颗粒，所述装置包括：具有电路基板的高度集成的电路，所述电路基板具有多个部件以检测空气的组成和/或物理特性以及物理环境的其他方面，所述部件包括嵌入式传感器以及信号调节部件和信号处理部件；围绕所述电路板的顶侧的机械结构，所述结构形成具有入口和出口的空气通道，以允许空气流从中通过，所述结构形成具有发射器端和光束线终止端的光通道，所述空气通道与所述光通道相交；位于相交处的高度微型光学粒子散射检测器；和位于所述光通道的所述发射器端的至少一个光源，所述至少一个光源将光沿着所述光通道引向所述光束线终止端，所述光穿过所述相交处并且与所述空气流相交，在其中所述光被散射，其中所述检测器收集散射光，并且其中所述多个部件处理所收集的散射光。 2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个部件还包括位于所述空气通道中的至少一个流量传感器。 3.根据权利要求1所述的装置，其中暴露于所述空气流的所述部件中的每个部件相对于其各自的厚度位于所述电路基板的内部层上。 4.根据权利要求2所述的装置，其中所述至少一个流量传感器和所述电路基板是共面的，以减少空气流动的边界层效应并最小化颗粒或其他污染物的沉降和/或其他沉积，并且稳定流量传感器的测量结果。 5.根据权利要求1所述的装置，其中所述空气通道垂直于激光束通道。 6.根据权利要求1所述的装置，其中所述光通道平行于所述电路基板的平面。 7.根据权利要求1所述的装置，其中所述光源是具有单个孔的激光器。 8.根据权利要求1所述的装置，其中所述光源是具有多个孔的多个激光器。 9.根据权利要求8所述的装置，其中来自所述多个激光器的光会聚在一个焦点处以增加所述检测器处的光学功率和/或光束质量。 10.根据权利要求8所述的装置，其中来自所述多个孔的光遍及所述空气通道分布，以增加所述光与空气界面的横截面积。 11.根据权利要求1所述的装置，其中所述光源为多个激光器，所述多个激光器中的每个激光器具有不同的波长。 12.根据权利要求1所述的装置，其中所述光学粒子散射检测器设置在使得距所述发射器的焦距最大的位置处。 13.根据权利要求1所述的装置，其中所述机械结构包括至少一个反射表面，所述至少一个反射表面以球形形状布置并且位于所述光学粒子散射检测器的上方。 14.根据权利要求1所述的装置，其中所述机械结构使用模制互连器件工艺来形成。 15.根据权利要求1所述的装置，还包括输出连接器，以使所述装置能够作为嵌入式部件进入其他产品。 16.根据权利要求1所述的装置，还包括无线电部件，以实现去往所述装置和来自所述装置的无线传输。 17.根据权利要求1所述的装置，其中所述空气通道被配置为允许双向空气流动。 18.根据权利要求1所述的装置，还包括选择性安装的传感器，以检测气相污染。 19.根据权利要求1所述的装置，还包括微控制器或ASIC。 20.根据权利要求1所述的装置，其中所述空气通道的几何形状具有逐渐变小的形状。 21.根据权利要求1所述的装置，还包括在光学粒子检测器上方的一个或多个波长范围的一个或多个光学带通滤波器。 22.根据权利要求1所述的装置，其中所述电路基板是透明的。 23.根据权利要求22所述的装置，其中所述电路基板由玻璃构成。 24.根据权利要求22所述的装置，还包括位于透明基板上的反射材料，其中所述光通道被配置为用作波导。 25.根据权利要求22所述的装置，还包括在所述基板中的孔，使得所述空气流通道垂直于所述电路基板的轴线。 26.根据权利要求1所述的装置，其中所述机械结构还包括至少一个光学表面，所述至少一个光学表面直接形成在所述机械结构的材料上，并且与所述机械结构一体地形成。
所属类别：	发明专利