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原文传递光声气体传感器以及操作光声气体传感器的方法

专利名称：	光声气体传感器以及操作光声气体传感器的方法
摘要：	本申请提供了一种光声气体传感器。光声气体传感器包括被参考气体充满的密封壳体。此外，光声气体传感器包括设置在壳体内的麦克风系统。麦克风系统被配置为生成第一麦克风信号和第二麦克风信号，其中第一麦克风信号包括与参考气体的光声激励有关的第一信号分量，第二麦克风信号包括与光声激励有关的第二信号分量。光声气体传感器还包括电路，其被配置为：基于第一麦克风信号和第二麦克风信号，通过破坏性地叠加第一麦克风信号的、与光声气体传感器的机械振动有关的第三信号分量和第二麦克风信号的、与机械振动有关的第四信号分量，生成输出信号。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	德国;DE
申请人：	英飞凌科技股份有限公司
发明人：	M·埃贝尔;F·约斯特;I·波伊纳鲁
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910360538.6
公开号：	CN110441240A
代理机构：	北京市金杜律师事务所
代理人：	郑立柱
分类号：	G01N21/17(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	德国诺伊比贝尔格
主权项：	1.一种光声气体传感器(100)，包括：密封的壳体(110)，被参考气体(101)充满；麦克风系统(120)，设置在所述壳体(110)内，其中，所述麦克风系统(120)被配置为生成第一麦克风信号(121)和第二麦克风信号(122)，所述第一麦克风信号包括与所述参考气体(101)的光声激励有关的第一信号分量，所述第二麦克风信号包括与所述光声激励有关的第二信号分量；以及电路(130)，被配置为：基于所述第一麦克风信号(121)和所述第二麦克风信号(122)，通过破坏性地叠加所述第一麦克风信号(121)的、与所述光声气体传感器的机械振动有关的第三信号分量和所述第二麦克风信号(122)的、与所述机械振动有关的第四信号分量，来生成输出信号(131)。 2.根据权利要求1所述的光声气体传感器，其中，所述麦克风系统(120)被设置为：使得所述光声气体传感器的所述机械振动导致所述第三信号分量和所述第四信号分量的信号极性相反。 3.根据权利要求1或2所述的光声气体传感器，其中，所述电路(130)被配置为：通过建设性地叠加所述第一信号分量和所述第二信号分量来生成所述输出信号(131)。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的光声气体传感器，其中，所述麦克风系统(120)被配置为：基于第一膜(124)相对于第一背板(124)的相对移动来生成所述第一麦克风信号(121)；以及基于第二膜(125)相对于第二背板(126)的相对移动来生成所述第二麦克风信号(122)。 5.根据权利要求4所述的光声气体传感器，其中，所述第一膜(123)和所述第二膜(125)彼此相对，或者所述第一背板(124)和所述第二背板(126)彼此相对。 6.根据权利要求4或5所述的光声气体传感器，其中，所述麦克风系统(120)包括第一麦克风(127)和第二麦克风(128)，所述第一麦克风包括所述第一膜(123)，所述第二麦克风包括所述第二膜(125)。 7.根据权利要求4或5所述的光声气体传感器，其中，所述麦克风系统(120)是在一个半导体片中实施的麦克风，并且所述麦克风系统包括所述第一膜(123)和所述第二膜(125)。 8.根据权利要求4至7中任一项所述的光声气体传感器，其中，所述第一膜(123)和所述第二膜(125)之间的距离小于所述第一膜(123)和所述第二膜(125)之一的直径的两倍。 9.根据权利要求4至8中任一项所述的光声气体传感器，其中，所述麦克风系统(120)进一步被配置为：基于第三膜相对于第三背板的相对移动生成第三麦克风信号；以及基于第四膜相对于第四背板的相对移动生成第四麦克风信号，其中，所述第一膜至所述第四膜被定向，使得连接所述第一膜(123)和所述第二膜(125)的中心的虚拟的第一直线显示出的空间定向与连接所述第三膜和所述第四膜的中心的第二直线不同。 10.根据权利要求9所述的光声气体传感器，其中，所述第一直线垂直于所述第二直线。 11.根据权利要求9或10所述的光声气体传感器，其中，所述电路(130)被配置为：通过破坏性地叠加所述第三麦克风信号的、与所述机械振动有关的第五信号分量和所述第四麦克风信号的、与所述机械振动有关的第六信号分量，来生成所述输出信号(131)。 12.根据权利要求1至11中任一项所述的光声气体传感器，其中，所述电路(130)进一步被配置为：基于所述第一麦克风信号(121)和所述第二麦克风信号(122)，确定所述第一麦克风信号(121)和所述第二麦克风信号(122)是否一致；以及如果确定所述第一麦克风信号(121)和所述第二麦克风信号(122)中的另一个信号与所述第一麦克风信号(121)和所述第二麦克风信号(122)中的一个信号不一致，则仅基于所述第一麦克风信号(121)和所述第二麦克风信号(122)中的所述一个信号生成所述输出信号(131)。 13.根据权利要求1至12中任一项所述的光声气体传感器，其中，所述光声气体传感器还包括光源(140)，所述光源被配置为可控地发射适于光声激励所述参考气体(101)的光，并且其中，当所述光源(140)被控制为不发光时，所述电路(130)进一步被配置为：基于所述第一麦克风信号(121)和所述第二麦克风信号(122)，确定指示所述光声气体传感器的所述机械振动的信息。 14.根据权利要求13所述的光声气体传感器，其中，指示所述光声气体传感器的所述机械振动的所述信息包括关于所述机械振动的至少一个频率的信息。 15.根据权利要求14所述的光声气体传感器，其中，所述电路(130)进一步被配置为：如果所述机械振动的所述至少一个频率在预定频率范围内，则控制所述光源(140)以改变所述光的调制频率。 16.一种操作光声气体传感器的方法(500)，所述光声气体传感器包括设置在密封的壳体内的麦克风系统，其中所述壳体被参考气体充满，所述方法包括：使用所述麦克风系统生成(502)第一麦克风信号，其中，所述第一麦克风信号包括与所述参考气体的光声激励有关的第一信号分量；使用所述麦克风系统生成(504)第二麦克风信号，其中，所述第二麦克风信号包括与所述光声激励有关的第二信号分量；以及基于所述第一麦克风信号和所述第二麦克风信号，通过破坏性地叠加所述第一麦克风信号的、与所述光声气体传感器的机械振动有关的第三信号分量和所述第二麦克风信号的、与所述机械振动有关的第四信号分量，生成(506)输出信号。 17.一种光声气体传感器，包括：密封的壳体(110)，被参考气体(101)充满；第一膜(123)，设置在所述壳体(110)内；以及第二膜(125)，设置在所述壳体(110)内，其中，所述第一膜(123)包括被配置为接收来自所述参考气体(101)的声波的第一主面(123a)以及与所述第一主面(123a)相对的第二主面(123b)，其中，所述第二膜(125)包括被配置为接收来自所述参考气体(101)的声波的第三主面(125a)以及与所述第三主面(125a)相对的第四主面(125b)，其中，所述第一膜(123)和所述第二膜(125)被定向，使得从所述第一主面(123a)指向所述第二主面(123b)的第一方向(129a)与从所述第三主面(125a)指向所述第四主面(125b)的第二方向(129b)相反。 18.根据权利要求17所述的光声气体传感器，其中，所述第一膜(123)和所述第二膜(125)之间的距离小于所述第一膜(123)和所述第二膜(125)之一的直径的两倍。 19.根据权利要求17或18所述的光声气体传感器，还包括：第三膜，设置在所述壳体(110)内；以及第四膜，设置在所述壳体(110)内，其中，所述第一膜至所述第四膜被定向，使得连接所述第一膜(123)和所述第二膜(125)的中心的虚拟的第一直线显示出的空间定向与连接所述第三膜和所述第四膜的中心的第二直线不同。 20.根据权利要求19所述的光声气体传感器，其中，所述第三膜包括被配置为接收来自所述参考气体(101)的声波的第五主面以及与所述第五主面相对的第六主面，其中，所述第四膜包括被配置为接收来自所述参考气体(101)的声波的第七主面以及与所述第七主面相对的第八主面，其中，所述第三膜和所述第四膜被定向，使得从所述第五主面指向所述第六主面的第三方向与从所述第七主面指向所述第八主面的第四方向相反。
所属类别：	发明专利