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原文传递利用光声效应的装置和方法

专利名称：	利用光声效应的装置和方法
摘要：	本发明提出了一种装置，包括光发射器，其被配置为发射光辐射。此外，该装置包括气体密封的第一测量单元，其填充有第一气体。第一气体被配置为至少部分地吸收一个或多个预定波长的光辐射。此外，该装置包括第一传声器，其布置在测量单元中并且被配置为根据光辐射对第一气体的光声激励来生成第一传声器信号。该装置还包括评估电路，被配置为基于第一传声器信号生成第一测量信号，第一测量信号表示光发射器的一个或多个预定波长的发射强度。
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：	M·埃贝尔;F·约斯特
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201811565692.9
公开号：	CN109946234A
代理机构：	北京市金杜律师事务所
代理人：	郑立柱;张鹏
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：	1.一种装置(100)，包括：光学宽带发射器(110)，其被配置为发射多个波长的光辐射(111)；气体密封的第一测量单元(120)，其填充有第一气体(121)，其中所述第一气体(121)被配置为至少部分地吸收一个或多个预定波长的光辐射(111)；第一传声器(130)，其布置在所述第一测量单元(120)中，并且被配置为根据所述光辐射(111)对所述第一气体的光声激励来生成第一传声器信号(131)；评估电路(140)，被配置为基于所述第一传声器信号(131)生成第一测量信号(141)，所述第一测量信号(141)表示所述光学宽带发射器(110)的所述一个或多个预定波长的发射强度；气体密封的第二测量单元(220)，其填充有第二气体(221)，其中所述第二气体(221)被配置为吸收所述一个或多个预定波长的光辐射(111)，并且其中所述第一气体(121)和所述第二气体(221)具有相同的化学成分；填充有待检测气体(250)的第一区域(260)，其布置在所述光学宽带发射器(110)和所述第二测量单元(220)之间，其中所述第一测量单元(120)布置在所述光学宽带发射器(110)和填充有待检测气体(250)的区域(260)之间；和第二传声器(230)，其布置在所述第二测量单元(220)中，并且被配置为根据所述光辐射(111)对所述第二气体(221)的光声激励来生成第二传声器信号(231)，其中所述评估电路(140)还被配置为基于所述第二传声器信号(231)和所述第一传声器信号(131)生成第二测量信号(142)，所述第二测量信号(142)表示所述第一区域(260)中的所述待检测气体(250)的浓度。 2.根据权利要求1所述的装置，其中所述光辐射(111)包括红外辐射，并且其中所述第一气体(121)被配置为至少部分地吸收所述红外辐射。 3.根据权利要求1或2所述的装置，在所述光学宽带发射器(110)和所述第一测量单元(120)之间的空间中存在真空或气体环境，所述真空或气体环境不吸收所述一个或多个预定波长的光辐射(111)。 4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述光学宽带发射器(110)布置在所述第一测量单元(120)中。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述第一测量单元(120)中的所述第一气体(121)的浓度低于所述第二测量单元(220)中的所述第二气体(221)的浓度。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，还包括：气体密封的第三测量单元(420)，其填充有第三气体(421)，其中所述第三气体(421)被配置为吸收所述一个或多个预定波长的光辐射(111)；填充有所述待检测气体(250)的第二区域(460)，其布置在所述第二测量单元(220)和所述第三测量单元(420)之间；和第三传声器(430)，其布置在所述第三测量单元(420)中，并且被配置为根据所述光辐射(111)对所述第三气体(421)的光声激励来生成第三传声器信号(431)，其中所述评估电路(140)还被配置为基于所述第三传声器信号(431)和所述第二测量信号(142)生成第三测量信号(143)，所述第三测量信号(143)表示所述第二测量单元(220)和所述第三测量单元(320)之间的距离。 7.根据权利要求6所述的装置，其中所述评估电路(140)还被配置为基于所述第二传声器信号(231)和所述第三测量信号(143)生成第四测量信号(144)，所述第四测量信号(144)表示所述第二区域(460)中的所述待检测气体(250)的浓度。 8.根据权利要求6或7所述的装置，其中所述第一气体(121)和所述第三气体(421)具有相同的化学成分。 9.一种装置(500，600)，包括：第一光发射器(510，610)，被配置为在第一时间发射第一光辐射(511，611)；第二光发射器(550，650)，被配置为在第二时间发射第二光辐射(551，651)；气体密封的至少两个测量单元(520，530，540，620，630)，其串联布置在所述第一光发射器和所述第二光发射器之间，并且分别填充有气体(521，531，541，621，631)，所述气体被配置为分别吸收一个或多个预定波长的第一光辐射(511，611)和第二光辐射(551，651)，其中在所述至少两个测量单元(520，530，540，620，630)的每一个中分别布置有传声器(522，532，542，622，632)，并且被配置为根据所述第一光辐射(511，611)或所述第二光辐射(551，651)对相应的测量单元中的气体的光声激励来生成相应的传声器信号(523，533，543，623，633)；填充有待检测气体(560，660)的至少一个区域(570，580，670)，其布置在所述至少两个测量单元(520，530，540，620，630)之间；和评估电路(590，690)，其被配置为基于所述第一时间后的所述传声器信号(523，533，543，623，633)中的第一传声器信号的变化确定所述第一光发射器(510，610)的所述一个或多个预定波长的发射强度，以及基于所述第二时间后的所述传声器信号(523，533，543，623，633)中的第二传声器信号的变化确定所述第二光发射器(550，650)的所述一个或多个预定波长的发射强度。 10.根据权利要求9所述的装置，其中所述评估电路还被配置为基于所述第一时间后的所述传声器信号(523，533，543，623，633)的变化和所述第二时间后的所述传声器信号(523，533，543，623，633)的变化来确定所述区域(570，580，670)中的所述待检测气体(560，660)的浓度。 11.根据权利要求9或10所述的装置，其中气体密封的三个测量单元(520，530，540)串联布置在所述第一光发射器和所述第二光发射器之间，其中填充有所述待检测气体(560)的两个区域(570，580)被布置在所述三个测量单元(520，530，540)的不同对之间，并且其中所述评估电路(590)还被配置为基于所述第一时间后的所述传声器信号(523，533，543)的变化和所述第二时间后的所述传声器信号(523，533，543)的变化来确定所述三个测量单元(520，530，540)中连续的测量单元之间的至少一个距离。 12.一种方法(700)，包括：借助光学宽带发射器发射(702)多个波长的光辐射；借助位于气体密封的第一测量单元中的第一气体来吸收(704)一个或多个预定波长的光辐射；根据所述光辐射对所述第一气体的光声激励，借助布置在所述第一测量单元中的第一传声器来生成(706)第一传声器信号；基于所述第一传声器信号生成(708)第一测量信号，所述第一测量信号表示所述发射器的所述一个或多个预定波长的发射强度；借助气体密封的第二测量单元中的第二气体来吸收所述一个或多个预定波长的光辐射，其中所述第一气体和所述第二气体具有相同的化学成分，其中填充有待检测气体的第一区域布置在所述光发射器和所述第二测量单元之间，并且其中所述第一测量单元布置在所述光学宽带光发射器和填充有所述待检测气体的区域之间；根据所述光辐射对所述第二气体的光声激励，借助布置在所述第二测量单元中的第二传声器来生成第二传声器信号；基于所述第二传声器信号和所述第一传声器信号生成第二测量信号，所述第二测量信号表示所述第一区域中的所述待检测气体的浓度。 13.根据权利要求12所述的方法，还包括：借助气体密封的第三测量单元中的第三气体来吸收所述一个或多个预定波长的光辐射，其中填充有所述待检测气体的第二区域布置在所述第二测量单元和所述第三测量单元之间；根据所述光辐射对所述第三气体的光声激励，借助布置在所述第三测量单元中的第三传声器来生成第三传声器信号；和基于所述第三传声器信号和所述第二测量信号生成第三测量信号，所述第三测量信号表示所述第二测量单元和所述第三测量单元之间的距离。 14.根据权利要求13所述的方法，还包括：基于所述第二传声器信号和所述第三测量信号生成第四测量信号，所述第四测量信号表示所述第二区域中的所述待检测气体的浓度。 15.一种方法(800)，包括：借助第一光发射器在第一时间发射(802)第一光辐射；借助第二光发射器在第二时间发射(804)第二光辐射；借助位于气体密封的至少两个测量单元中的气体来吸收(806)一个或多个预定波长的第一光辐射和第二光辐射，其中所述至少两个测量单元串联布置在所述第一光发射器和所述第二光发射器之间，并且其中填充有待检测气体的至少一个区域被布置在所述至少两个测量单元之间；根据所述第一光辐射或者所述第二光辐射对所述至少两个测量单元的每一个中的气体的光声激励，借助布置在所述测量单元中相应的传声器来生成(808)相应的传声器信号；基于所述第一时间之后的所述传声器信号中的第一传声器信号的变化来确定(810)所述第一光发射器的所述一个或多个预定波长的发射强度；和基于所述第二时间之后的所述传声器信号中的第二传声器信号的变化来确定(812)所述第二光发射器的所述一个或多个预定波长的发射强度。
所属类别：	发明专利