用于便携式电子装置的流体传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于便携式电子装置的流体传感装置，包括：流体传感手段，配置为分析取样容积；以及流体移动手段，包括采用热流逸的不动流体抽吸手段，用于移动取样容积。本发明专利技术还涉及包括这样流体传感装置的便携式电子装置。采用不动流体抽吸手段，取样容积可以以低能耗和低噪声移动。

Fluid sensing device for portable electronic device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于便携式电子装置的流体传感装置
本专利技术涉及配备有流体传感器的用于便携式电子装置的流体传感装置。
技术介绍
小型流体传感器，例如小型金属氧化物(MOX)传感器或碳纳米管(CNT)传感器是已知的且可用于例如监测室内空气质量，用可穿戴有毒气体探测器估算使用者呼出或用于军事用途的血液酒精含量。这样的流体传感器可直接集成在便携式电子装置中。在此情况下，流体传感器可通过壳体中的开口接近，如同麦克风的开口，如现有技术文件EP3187865A1中所描述；或者通过其它开口，例如，便携式电子装置的扬声器。作为内置流体传感器的替代，插入式流体传感器模块可连接到便携式电子装置。然而，根据传感装置的位置，给智能手机和可穿戴设备增加流体分析能力可能需要灵活供给流体到传感装置、通过传感器装置和/或从传感装置流出流体。流体移动手段是本领域中已知的，并且包括机械移动部件，例如机械泵或风扇，不适合于移动装置，例如手机、智能电话、智能手表、便携式计算机或平板电脑，因为它们的高能耗、它们的笨重和发出的噪声水平。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供用于便携式电子装置的流体传感装置以克服上述问题。特别是，本专利技术的目标是提供能耗低和/或体积要求低于机械气体移动装置和/或运行更安静的流体传感装置。再一个目标是提供包括这样流体传感装置的便携式电子装置以及同样克服上述问题的用于移动流体的方法。本专利技术的目标通过根据权利要求1的用于便携式电子装置的流体传感装置实现。流体传感装置包括：流体传感手段，配置为分析取样容积；以及流体移动手段，包括采用热流逸移动取样容积的不动流体抽吸手段。因此，本专利技术的目标用由热流逸操作的不动气泵实现，不动气泵也称为克努森泵(Knudsenpump)。克努森泵包括在温度梯度下的狭窄通道和/或多孔介质。通过允许流体从冷端流动到热端，即热流逸，克努森泵产生没有运动部件的流体流动。因为克努森泵不包括任何运动部件，所以本专利技术的装置更加安静地运行。此外，减小了流体移动手段的尺寸，因为克努森泵可能比机械泵更加紧凑，并且因此适合于便携式电子装置。另外，与机械气泵不同，克努森泵仅要求热作为能源。结果，本专利技术的流体传感装置包括由低能耗的热流逸操作的不动气泵，与现有技术的流体移动手段相比占地少且更安静运行。克努森泵可用于朝着传感手段移动流体和/或在分析后将其移开传感手段。本专利技术的用于便携式电子装置的流体传感装置还可根据各种优选实施例进行改善。根据本专利技术的一个实施例，流体传感装置可用气体作为流体来操作。因此，流体传感装置可用于例如探测使用者的呼吸，用于监测血液酒精含量或某些健康指标的目的。在另一个示例中，流体传感装置也可用于监测环境，即环境空气，或者用于检查毒气。根据本专利技术的一个实施例，不动流体抽吸手段可由热源提供动力。此外，根据本专利技术的另一个实施例，不动流体抽吸手段的热源可基于焦耳效应和/或太阳能。结果，与依赖于交流驱动电压的机械气泵不同；借助于直流电压提供热源可有效地采用热流逸驱动不动流体抽吸手段，从而使用简单的电子控制电路运作且低能耗。根据本专利技术的一个实施例，用于便携式电子装置的流体传感装置可进一步包括电池和/或用作不动流体抽吸手段的热源的电子部件。特别是，正是电池和/或可用于便携式电子装置的其它功能性的电子部件可用作克努森泵的热源。这种热源已经用于便携式电子装置，从而不需要增加额外的能源。因此，克努森泵利用了未使用的浪费能源。因此，部件的数量可保持很低，并且因此流体传感装置的重量保持很低。根据本专利技术的一个实施例，流体移动手段可调整取样容积的流速和/或温度。实际上，取样容积的流体可由流体移动手段处理且被预加热，以制备取样容积，使其能由流体传感手段分析。调整气体取样容积的流速和/或温度也可运用流体传感手段上的催化效应，特别是在基于金属氧化物流体传感手段上。根据本专利技术的一个实施例，流体传感手段可对至少一种类型的分子敏感。例如，流体传感手段可对环境气体中或使用者呼出气体中的二氧化碳(CO2)敏感。根据本专利技术的一个实施例，流体传感手段包括金属氧化物(MOX)传感器和/或碳纳米管(CNT)传感器。MOX传感器和CNT传感器可提供可靠的流体分析。而且，CNT传感器特别具有低能耗。根据本专利技术的一个实施例，流体传感装置还可包括基于逆热流逸的流体抽吸手段，配置为喷射取样容积。因此，一旦气体已经被流体传感手段分析完，流体传感装置可从流体传感装置排出气体。根据本专利技术的一个实施例，不动流体抽吸手段还可包括采用热流逸的可逆不动流体抽吸手段，用于以双向流动移动取样容积。因此，可减少元件数量，因为相同流体抽吸手段用于朝着装置移动流体以及将其喷出。本专利技术的目标也用便携式电子装置实现，特别是便携式通信装置或可穿戴装置，包括根据权利要求1至9之一的至少一个流体传感装置，如上面的实施例中所描述。根据一个实施例，相较于至少一个其他功能单元，流体传感手段可放置在便携式装置的壳体的相同开口内。因此，可提供流体分析能力而不必在装置的壳体中提供一个附加孔。根据一个实施例，相较于至少一个其他功能单元，流体传感手段还可放置在壳体的更内部。通过采用不动流体移动手段，改善了设置流体传感装置的设计自由度。本专利技术的目标还由根据权利要求14所述的便携式电子装置中移动流体的方法来实现。便携式电子装置可为如上所述的一个。本专利技术的用于在便携式电子装置中移动流体的方法包括如下步骤：朝着流体传感手段供给取样容积，通过流体传感手段分析取样容积，以及从流体传感手段喷射取样容积；其中第一和/或第二步骤包括采用热流逸的不动流体抽吸手段。本专利技术的目标用一种方法来实现，该方法包括通过热流逸操作的无动气泵，也称为克努森泵。因此，通过采用克努森泵，减小了流体移动手段的尺寸，因为克努森泵可能比机械泵更加紧凑，并且因此适合于便携式电子装置。因为克努森泵不包括任何移动部件，所以本专利技术的装置运行更安静。另外，与机械气泵不同，克努森泵仅需要热，例如焦耳热作为能源。因此，在包括由热流逸操作的不动气泵的便携式电子装置中移动流体的方法包括提供比机械移动手段能耗少、占地少且更安静运行的方法。根据本专利技术的一个实施例，在便携式装置中移动流体的方法包括采用热流逸的不动流体抽吸手段，从而能够调整取样容积的流速和/或温度。结果，取样容积的气体可由不动流体抽吸手段处理且预热，因此同时制备取样容积，以在流体传感手段中分析。调整取样容积的流速和/或温度也可在流体传感手段上发挥催化效应。最后，本专利技术的目标也通过利用便携式装置中的流体传感装置实现，其不动流体抽吸手段通过热流逸操作，以朝着流体传感手段移动流体和/或从流体传感手段移动流体。附图说明本专利技术的其它特征和优点将参考附图进行描述。在描述中，参考用于说明本专利技术优选实施例的附图。应理解，这样的实施例不表示本专利技术的全部范围。图1示出了根据本专利技术第一实施例的包括流体传感装置的便携式电子装置的示意性透视图；图2示出了具有根据本专利技术第一实施例的流体传感装置的部件的框图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于便携式电子装置的流体传感装置，包括：/n流体传感手段(300)，配置为分析取样容积(41、45、53)；以及/n流体移动手段，包括为移动所述取样容积(41、45、47、49、51、53)采用热流逸的不动流体抽吸手段(200)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171013 EP 17196426.51.一种用于便携式电子装置的流体传感装置，包括：
流体传感手段(300)，配置为分析取样容积(41、45、53)；以及
流体移动手段，包括为移动所述取样容积(41、45、47、49、51、53)采用热流逸的不动流体抽吸手段(200)。


2.根据权利要求1所述的用于便携式电子装置的流体传感装置，其中所述流体为气体。


3.根据权利要求1-3中任一项所述的用于便携式电子装置的流体传感装置，其中所述不动流体抽吸手段(200)由热源(400)提供动力。


4.根据权利要求3所述的用于便携式电子装置的流体传感装置，其中所述不动流体抽吸手段(200)的所述热源(400)基于焦耳效应和/或太阳能。


5.根据权利要求3或4所述的用于便携式电子装置的流体传感装置，还包括用作所述不动流体抽吸手段(200)的所述热源(400)的电池和/或电子部件。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于便携式电子装置的流体传感装置，其中所述流体移动手段(200)可调整所述取样容积(41、45、47、49、51、53)的流速和/或温度。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于便携式电子装置的流体传感装置，其中所述流体传感手段(300)对至少一种类型的分子是敏感的。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于便携式电子装置的流体传感装置，其中所述流体传感手段(300)包括金属氧化物(MOX)传感器和/或碳纳米管(CNT)传感器。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于便携式电子装置的流体传感装置，还包括基于逆热流逸的流体抽吸手段(205)，配置为用于喷射所述取样容积(47、49)。


10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁诺·特威利尔，
申请(专利权)人：身体感官公司，
类型：发明
国别省市：美国;US