具有增强检测能力的传感器制造技术

根据本实施例的传感器包括：光提供单元，其包括用于提供光学激励的发光器件，以及用于向发光器件提供驱动电力的第一可控电源；光检测单元，其包括用于检测对光学激励的光学响应并且然后输出相应电信号的光接收器件，以及用于向光接收器件提供驱动电力的第二可控电源；以及控制单元，用于控制由第一可控电源和第二可控电源提供的驱动电力。

Sensor with enhanced detection capability

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强检测能力的传感器
本专利技术涉及传感器。
技术介绍
传感器检测目标是否存在以及目标的浓度。常规传感器检测处于检测限制(limitsofdetection，LOD)内的目标，但通常无法检测位于LOD之外的目标。技术问题已经为扩大可以检测目标的检测范围付出了各种努力。特别地，已经开发出了使用正反馈来扩大检测限制(LOD)的系统。根据这样的技术，显著扩大了可以检测目标的范围。然而，由于具有正反馈结构的运算放大器(OP-AMP)直接驱动发光二极管(LED)，因此应该使用具有增强的电压驱动能力的昂贵的OP-AMP，并且增加了OP-AMP消耗的功率。本实施例用于解决这样的问题。即，本实施例旨在提供一种传感器，该传感器使用相对便宜的元件，降低了功耗，但是具有扩大的检测限制(LOD)。技术方案本专利技术的一个方面提供了一种传感器，该传感器包括：激励源单元，其具有被配置为提供激励的激励器(actuator)和被配置为向所述激励器提供驱动电力的第一可控电源；检测单元，其具有被配置为检测对激励的响应并输出与所述响应相对应的电信号的检测器件，以及被配置为向所述检测器件提供驱动电力的第二可控电源；以及控制单元，其被配置为根据数字码控制由所述第一可控电源和所述第二可控电源提供的驱动电力。有益效果根据本实施例的传感器具有的优点在于，与传统技术相比，扩大了检测限制(LOD)。附图说明图1是示出根据本实施例的传感器的示意性框图。图2是示出提供光学激励并检测光学响应的传感器的示意性框图。图3A和图3B是示出检测单元的示意性框图。图4A和图4B是示出控制单元的示意性框图。图5是示出根据另一实施例的传感器的示意性框图。图6A和图6B是各自示出传感器的光接收元件的电流-电压曲线的示意图。图7A是示出根据另一实施例的传感器的操作中光接收元件的电流-电压曲线的示意图，以及图7B是示出根据本实施例的由传感器检测包括在介质中的目标材料的浓度的示例的图示。图8是示出使用根据本实施例的传感器来测量光学响应的结果的示例的图示。图9是示出1nM的牛血清白蛋白(BSA)的光学响应与去离子水的光学响应的比率的图示。图10是示出使用传感器不产生负电阻范围的实施例来检测目标的结果的图示。具体实施方式由于提供了与本专利技术有关的描述作为示出其结构和功能的示例性实施例，因此不应解释为本专利技术的范围限于说明书中描述的实施例。即，由于实施例易于进行各种修改和替代形式，因此应当理解，本专利技术的范围涵盖了落入本专利技术的精神内的等同物。同时，本文描述的术语应按如下理解。除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”和/或“包含”规定了所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组合的存在或添加。为了便于描述和易于理解，有意地夸大了在本专利技术所描述的实施例中参考的附图中图示的组件的尺寸、高度、厚度等，并且没有按比例放大或缩小。另外，可以有意地以放大的方式示出附图中示出的某些组件，并且可以有意地以缩小的方式示出其他组件。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)将被解释为本专利技术所属领域中的惯用术语。应当进一步理解的是，除非本文明确地定义，通用用法的术语也应被解释为相关领域中的惯用术语，而不是理想化或过度形式化的含义。在下文中，将参考附图来描述根据本实施例的传感器1。图1是示出根据本实施例的传感器的示意性框图。参照图1，根据本实施例的传感器1包括：激励源单元100，其包括被配置为向介质提供激励的激励器(actuator)act；以及第一可控电源110，其被配置为向激励器act提供驱动电力；检测单元200，其包括被配置为检测对激励的响应的检测器件det；以及第二可控电源210，其被配置为向检测器件det提供驱动电力；以及控制单元300，其被配置为控制从第一可控电源110和第二可控电源210中的任何一个提供的电力。激励器act可以从第一可控电源110接收驱动电力，并向包括目标的介质M提供激励。作为一个实施例，激励器act可以是光学激励器，并且光学激励器接收驱动电力并且向包括检测目标的介质M施加光学激励。在下文中，将提供紫外光、可见光、红外光和激光中的任何一种的激励器定义为光学激励器。作为示例，光学激励器可以形成为发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等，其被配置为接收偏置以提供光。LED可以发射可见、紫外或红外波段中的光，而LD可以发射在270nm至3330nm波段范围内的特定波段中的激光。可以提供光学激励器，以根据要由感测系统检测的材料的属性来发射合适波段中的光。作为另一实施例，激励器act可以施加非光学激励，例如声波、超声波、射频(RF)波、辐射、磁场、电场等，并且当向非光学激励器施加偏置时，非光学激励器对包括检测材料的介质M施加非光学激励。在下文中，被配置为提供声波、超声波、RF波、辐射、磁场和电场中的任何一个的激励器被定义为非光学激励器。非光学激励器可以形成为可以施加诸如声波、超声波、RF波、辐射、磁场或电场的非光学激励的设备。光学激励器施加光学激励，非光学激励器施加非光学激励，并且每个激励器执行相同的功能，即当向其施加偏置时，提供具有与该偏置相对应的程度的激励。检测单元200包括第二可控电源210和检测器件det，检测器件det被配置为从第二可控电源210接收驱动电力并检测介质M对激励的响应。作为一个实施例，检测器件det可以是被配置为检测介质M的光学响应以输出与其对应的电信号的光学检测器件。作为示例，检测器件可以是光电二极管、光电晶体管或光电倍增管(PMT)，检测器件从第二可控电源210接收驱动电力、检测介质的光学响应，并输出相应的电信号。作为另一实施例，检测器件det可以是被配置为检测介质的非光学响应并输出电信号的非光学检测器件。作为示例，非光学检测器件可以是被配置为检测将声波或超声波提供给介质M时介质和目标的物理变化的传感器，或者被配置为检测将电场或磁场提供给介质M时介质和目标的电、磁或物理变化中的任何一个变化的传感器。另外，作为示例，非光学检测器件可以是被配置为检测向介质M提供辐射时介质和目标的物理变化或辐射透过率(transmittance)的传感器。在下文中，为了便于描述，将主要描述如图2所示的实施例，在该实施例中，光学激励器向介质M施加光学激励，并且检测单元200检测对光学激励的光学响应。然而，该实施例不排除将作为非光学激励的辐射提供给介质并且检测非光学响应的实施例，或者将作为非光学激励的电场提供给介质并且检测作为非光学响应的电场衰减率的实施例。该实施例仅是为了容易地描述本专利技术，而不是限制本专利技术的范围。参照图2，从第一可控电源110向发光元件LED提供偏置电流，以向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器，包括：/n激励源单元，其包括被配置为提供激励的激励器和被配置为向所述激励器提供驱动电力的第一可控电源；/n检测单元，其包括被配置为检测对所述激励的响应并输出与所述响应相对应的电信号的检测器件，以及被配置为向所述检测器件提供驱动电力的第二可控电源；以及/n控制单元，其被配置为根据数字码控制由所述第一可控电源和所述第二可控电源提供的驱动电力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 KR 10-2017-01172111.一种传感器，包括：
激励源单元，其包括被配置为提供激励的激励器和被配置为向所述激励器提供驱动电力的第一可控电源；
检测单元，其包括被配置为检测对所述激励的响应并输出与所述响应相对应的电信号的检测器件，以及被配置为向所述检测器件提供驱动电力的第二可控电源；以及
控制单元，其被配置为根据数字码控制由所述第一可控电源和所述第二可控电源提供的驱动电力。


2.如权利要求1所述的传感器，其中，所述激励器包括被配置为提供光学激励的光学激励器。


3.如权利要求2所述的传感器，其中，所述光学激励包括从由红外光、可见光、紫外光和激光组成的组中选择的一个或多个。


4.如权利要求1所述的传感器，其中，所述激励器包括被配置为提供非光学激励的非光学激励器。


5.如权利要求4所述的传感器，其中，所述非光学激励包括从由声波、超声波、射频RF波、辐射、磁场和电场组成的组中选择的一个或多个。


6.如权利要求1所述的传感器，其中：
对所述激励的所述响应是光学响应；并且
所述检测器件包括被配置为检测所述光学响应的光学检测器件。


7.如权利要求6所述的传感器，其中，所述光学检测器件包括从由光电二极管、光电晶体管和光电倍增管PMT组成的组中选择的任意一个。


8.如权利要求6所述的传感器，其中，所述光学响应包括光透射、光吸收、光散射和荧光中的任意一个。


9.如权利要求1所述的传感器，其中：
对所述激励的所述响应是非光学响应；并且
所述检测器件包括被配置为检测所述非光学响应的非光学检测器件。


10.如权利要求1所述的传感器，其中：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相敦，
申请(专利权)人：株吉普朗，
类型：发明
国别省市：韩国;KR