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原文传递光声气体传感器和方法

专利名称：	光声气体传感器和方法
摘要：	本公开涉及光声气体传感器和方法。用于测量气体浓度的方法包括利用光脉冲加热第一气体，光脉冲具有由第一气体所吸收的波长，其中第一气体在柔性膜上施加压力。方法包括接收第一信号和接收第二信号，第一信号指示膜的第一偏斜，其中第一偏斜是由于第一气体的压力的改变所引起的，第二信号指示在第一信号之后发生的膜的第二偏斜，其中第二偏斜是由于第一气体的压力的改变所引起的。方法包括：确定第一信号和第二信号之间的差，以及基于第一信号和第二信号之间的差来确定第一气体的第一浓度。
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：	D·图姆波德;C·格拉策
专利状态：	有效
申请日期：	2018-10-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201811239785.2
公开号：	CN109696405A
代理机构：	北京市金杜律师事务所
代理人：	郑立柱;李春辉
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：	1.一种方法，包括：从压力传感器接收第一输出信号，所述第一输出信号与气体的第一浓度相关联；从所述压力传感器接收第二输出信号，所述第二输出信号与所述气体的第二浓度相关联；根据在第一时间指示处的所述第一输出信号的第一值以及在第二时间指示处的所述第一输出信号的第二值，来确定所述第一输出信号的第一斜率；根据在所述第一时间指示处的所述第二输出信号的第一值以及在所述第二时间指示处的所述第二输出信号的第二值，来确定所述第二输出信号的第二斜率；以及基于所述第一斜率、所述第二斜率、所述第一浓度和所述第二浓度，来确定在输出信号的斜率和所述气体的浓度之间的相关性。 2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一时间指示和所述第二时间指示之间的第三时间指示处，所述第一输出信号和所述第二输出信号具有相同的值。 3.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体是CO2。 4.根据权利要求1所述的方法，其中所述压力传感器是光声传感器系统的一部分。 5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用周期性调制的光源照射所述气体。 6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一时间指示和所述第二时间指示指示当所述周期性调制的光源未照射所述气体时的时间。 7.根据权利要求1所述的方法，其中所述压力传感器包括柔性膜，并且所述第一输出信号对应于所述膜的偏斜量。 8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述相关性包括：基于所述第一斜率、所述第二斜率、所述第一浓度和所述第二浓度，来确定在输出信号的斜率和所述气体的浓度之间的线性关系的参数。 9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从所述压力传感器接收第三输出信号；根据在所述第一时间指示处的所述第三输出信号的第一值以及在所述第二时间指示处的所述第三输出信号的第二值，来确定所述第三输出信号的第三斜率；以及基于所述第三斜率和所述相关性，来确定与所述第三输出信号相关联的所述气体的第三浓度。 10.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述第三输出信号的第三斜率包括：将所述第三输出信号与至少一个附加的输出信号求和。 11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：将所述第三输出信号的所述第一值和第四输出信号的第一值之间的差与阈值进行比较。 12.一种方法，包括：利用光脉冲加热第一气体，所述光脉冲具有由所述第一气体所吸收的波长，其中所述第一气体在柔性膜上施加压力；接收第一信号，所述第一信号指示所述膜的第一偏斜，其中所述第一偏斜是由于所述第一气体的压力的改变所引起的；接收第二信号，所述第二信号指示在所述第一信号之后发生的所述膜的第二偏斜，其中所述第二偏斜是由于所述第一气体的压力的所述改变所引起的；确定所述第一信号和所述第二信号之间的差；以及基于所述第一信号和所述第二信号之间的所述差，来确定所述第一气体的第一浓度。 13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一信号是电压信号，并且所述第二信号是电压信号。 14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一信号和所述第二信号之间的所述差是由模拟电路确定的。 15.根据权利要求12所述的方法，其中确定所述第一气体的第一浓度包括：将所述第一信号和所述第二信号之间的所述差与存储在查找表中的值进行比较。 16.根据权利要求12所述的方法，其中所述膜的所述第一偏斜发生在所述光脉冲发生之后。 17.一种光声气体传感器，包括：腔室，包含第一气体；压力传感器，设置在所述腔室中，所述压力传感器包括柔性膜，并且被配置为输出输出信号，所述输出信号指示所述膜的偏斜；发射器，被配置为利用光来照射所述第一气体；以及控制电路，被耦合到所述压力传感器和所述发射器，其中所述控制电路包括：采样电路，被配置为在第一持续时间之后对所述压力传感器的输出信号的第一值进行采样，并且被配置为在第二持续时间之后对所述压力传感器的所述输出信号的第二值进行采样；分析电路，被配置为接收所述第一值和所述第二值，并且根据所述第一值和所述第二值之间的差来确定相关值；以及相关电路，被配置为接收所述相关值，并且基于所述相关值和在相关值与所述第一气体的浓度之间的预定相关性来确定所述第一气体的浓度。 18.根据权利要求17所述的光声气体传感器，其中所述分析电路是模拟电路。 19.根据权利要求17所述的光声气体传感器，其中所述第一气体是CO2。 20.根据权利要求17所述的光声气体传感器，其中所述预定相关性是与相关值和所述第一气体的浓度有关的线性函数。
所属类别：	发明专利