泵送结构、粒子检测器和泵送方法技术

一种泵送结构(20)，其包括至少两个膜(21)、至少两个致动室(22)、一个包括通向泵送结构(20)的外部的开口(24)的评估室(23)，以及至少三个电极(25)。每个膜(21)在垂直方向(z)上被设置在两个电极(25)之间，该垂直方向垂直于泵送结构(20)的主延伸平面，每个致动室(22)在垂直方向(z)上被设置在膜(21)之一与电极(25)之一之间，并且每个致动室(22)通过通道(26)连接到评估室(23)。此外，提供了一种粒子检测器(27)和一种泵送方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泵送结构、粒子检测器和泵送方法本申请涉及一种泵送结构、一种粒子检测器和一种泵送方法。例如，泵送结构能够被用于粒子检测器中。为了在粒子检测器的环境中检测粒子，粒子能够在粒子检测器内被检测。因此，需要将粒子泵送到例如粒子检测器的评估室中。这种泵送结构可能需要阀门和高功耗。然而，对于便携式应用，小体积和小功耗的泵送结构和粒子检测器是有利的。一个目的是提供一种能够有效地工作的泵送结构。另外的目的是提供一种能够有效地工作的粒子检测器。另外的目的是提供一种有效的泵送方法。根据泵送结构的至少一个实施例，泵送结构包括至少两个膜。膜能够是微机械膜。这意味着，膜能够是微机电系统(MEMS)。此外，膜能够分别包括导电材料。例如，膜能够包括多晶硅。膜能够包括正方形形状。泵送结构还包括至少两个致动室。每个致动室能够包括第一体积的气体。每个致动室能够通过将一个膜悬挂在致动室周围的壁上形成。这能够意味着，每个致动室包括底侧和背离底侧的顶侧。在每个致动室的顶侧能够设置有一个膜。致动室内的第一体积的气体能够被限定了致动室的壁所包围。膜中的每个能够被悬挂在一个致动室上。这意味着，每个膜能够被附接到包围了各个致动室的壁。壁能够包括导电材料。例如，壁能够包括多晶硅。致动室能够在平行于泵送结构的主延伸平面的横向方向上被彼此相邻地设置。致动室能够被彼此相邻地设置，使得它们不直接接触。泵送结构还包括一个评估室，该评估室包括通向泵送结构的外部的开口。评估室能够包括第二体积的气体。第二体积的气体能够通过开口与泵送结构周围的气体或空气直接接触。评估室能够在垂直方向上被设置在致动室下方，其中该垂直方向垂直于泵送结构的主延伸平面。泵送结构还包括至少三个电极。每个电极能够包括导电材料，例如多晶硅。此外，电极中的每个能够平行于泵送结构的主延伸平面延伸。在每个致动室内，一个电极能够被设置在致动室的底侧。设置在致动室内的电极被称为下部电极。电极之一能够被设置在致动室的外部。设置在致动室的外部的一个或更多个电极被称为上部电极。每个电极能够被绝缘层覆盖。这能够意味着，包括电绝缘材料的绝缘层能够被设置在电极中的每个与一个膜之间。电极能够与绝缘层直接接触。如果膜不偏转，则膜优选不与绝缘层直接接触。绝缘层能够在垂直方向上具有至少0.1μm且至多10μm的厚度。例如，绝缘层能够包括介电材料，例如氮化硅或二氧化硅。绝缘层能够是薄膜。每个膜在垂直于泵送结构的主延伸平面的垂直方向上被设置在两个电极之间。这意味着，对于每个膜，一个下部电极被设置在相应致动室的底侧。此外，对于每个膜，一个上部电极被设置在相应膜的背离致动室的一侧。可能的是，泵送结构包括被设置在两个膜的背离致动室的一侧的一个上部电极。这意味着，膜能够共享一个上部电极。每个致动室在垂直方向上被设置在膜之一与电极之一之间。这意味着，在每个致动室的顶侧设置有一个膜，并且在每个致动室的底侧设置有一个电极。每个致动室通过通道连接到评估室。这意味着，每个致动室内的第一体积的气体能够通过通道与每个评估室内的第二体积的气体直接接触。通道能够例如被设置在每个致动室的底侧。对于气体和流体，通道能够是可渗透的。通道能够被设置在评估室的顶侧，其中评估室的顶侧背离设置有开口的一侧。泵送结构能够被设置为泵送粒子，这意味着气体和/或流体。从致动室通过评估室能够产生粒子流。膜为了产生粒子流而偏转。为了使膜偏转，电压能够被施加到一个或更多个上部电极。这意味着，在每个致动室的上部电极与膜之间存在电势差。施加的电压能够被设置为使得膜在上部电极的方向上偏转。这意味着，膜能够在上部电极的方向上移动。以此方式，增加了致动室的体积。在下一个步骤中，电压能够被施加到每个致动室的被设置在致动室的底侧的下部电极。以此方式，膜能够偏转或朝向下部电极。当致动室的体积通过膜向下部电极的运动而减少时，来自致动室内的气体或流体通过通道被从致动室泵出。电压能够被施加到电极，使得至少两个膜同时运动。因此，从致动室通过评估室能够产生粒子流。从致动室泵出的气体、流体或粒子能够通过开口被从评估室泵出。施加到电极的电压能够由泵送结构的集成电路控制。因此，不需要外部电路。有利地，在本文中描述的泵送结构能够被制造为微机电系统，该微机电系统尺寸足够小，使得其能够被结合在便携式设备，例如智能电话中。此外，泵送结构的功耗能够足够小，使得其能够在便携式设备中工作。此外，泵送结构能够有效地工作。由于致动室和评估室的几何布置，能够在评估室内实现层流或单向流。以此方式，评估室能够有效地排空。例如，评估室能够在小于一秒内排空。这能够意味着，评估室内的气体或流体体积能够在小于一秒内被来自致动室的气体或流体替代。此外，由于膜在垂直方向上被设置在两个电极之间，避免了膜粘附到电极之一上。根据泵送结构的至少一个实施例，通道平行于评估室的主延伸方向延伸。评估室的主延伸方向能够平行于垂直方向。还可能的是，评估室的主延伸方向不平行于垂直方向。评估室的主延伸方向能够平行或近似平行于从通道朝向开口的粒子流动方向。这意味着，通道和开口被设置为使得气体、流体或粒子能够从通道单向流动到开口。通道平行于评估室的主延伸方向延伸，以便在泵送期间建立单向流动。以此方式，泵送结构能够有效地工作。根据泵送结构的至少一个实施例，评估室具有平行于评估室的主延伸方向的对称轴，并且致动室关于评估室的对称轴被轴对称地设置。评估室能够关于其对称轴轴对称。还可能的是，评估室在横截面内关于其对称轴轴对称。这意味着，存在至少一个横截面，其中评估室具有对称轴。致动室关于评估室的对称轴轴对称能够意味着，致动室在至少一个横截面内轴对称。存在评估室的至少一个对称轴，对于该对称轴，致动室被轴对称地设置。由于致动室的对称布置，在泵送期间能够在评估室内实现粒子的单向流动。以此方式，泵送结构能够有效地工作。根据泵送结构的至少一个实施例，每个致动室包括泵送体积，该泵送体积由在膜不偏转的情况下的相应致动室的体积与在膜完全偏转的情况下的相应致动室的体积之间的差值给出。每个膜能够通过在膜和电极之一之间施加电压来偏转。以此方式，能够引入将膜朝向电极之一移动的静电力。例如，每个膜能够向上部电极偏转。在这种情况下，增加了相应的致动室的体积。还可能的是，每个膜向相应的下部电极偏转。在这种情况下，减少了相应的致动室的体积。如果没有电压被施加到电极，则膜不偏转。在这种情况下，膜能够平行于泵送结构的主延伸平面延伸。膜能够在膜与电极之一直接接触的情况下完全偏转。还可能的是，在膜与一个绝缘层直接接触的情况下，膜完全偏转，该绝缘层被设置在该膜与电极之一之间。还可能的是，当膜完全偏转时，其不与电极之一或绝缘层直接接触。通过减少致动室的体积，气体或流体能够被从致动室朝向评估室泵出。泵送体积是指能够通过膜的偏转从相应的致动室泵出的气体或流体的体积。因此，泵送体积是指在具有未偏转的膜的致动室的体积与具有完全偏转的膜的致动室的体积之间的差值。由于每个致动室包括泵送体积，评估室内的气体、流体或粒子能够被从评估室泵出。根据泵送结构的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.泵送结构(20)，包括：/n-至少两个膜(21)，/n-至少两个致动室(22)，/n-一个评估室(23)，其包括通向泵送结构(20)的外部的开口(24)，以及/n-至少三个电极(25)，其中/n-每个膜(21)在垂直方向(z)上被设置在两个电极(25)之间，所述垂直方向垂直于泵送结构(20)的主延伸平面，/n-每个致动室(22)在垂直方向(z)上被设置在膜(21)之一与电极(25)之一之间，并且/n-每个致动室(22)通过通道(26)连接到评估室(23)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180216 EP 18157175.31.泵送结构(20)，包括：
-至少两个膜(21)，
-至少两个致动室(22)，
-一个评估室(23)，其包括通向泵送结构(20)的外部的开口(24)，以及
-至少三个电极(25)，其中
-每个膜(21)在垂直方向(z)上被设置在两个电极(25)之间，所述垂直方向垂直于泵送结构(20)的主延伸平面，
-每个致动室(22)在垂直方向(z)上被设置在膜(21)之一与电极(25)之一之间，并且
-每个致动室(22)通过通道(26)连接到评估室(23)。


2.根据权利要求1所述的泵送结构(20)，其中，所述通道(26)平行于评估室(23)的主延伸方向延伸。


3.根据前述权利要求之一所述的泵送结构(20)，其中，所述评估室(23)具有平行于评估室(23)的主延伸方向的对称轴，并且致动室(22)关于评估室(23)的对称轴被轴对称地设置。


4.根据前述权利要求之一所述的泵送结构(20)，其中，每个致动室(22)包括泵送体积，所述泵送体积由在膜(21)不偏转的情况下的相应致动室(22)的体积与在膜(21)完全偏转的情况下的相应致动室(22)的体积之间的差值给出。


5.根据前一权利要求所述的泵送结构(20)，其中，所述评估室(23)的体积等于致动室(22)的总泵送体积。


6.根据前述权利要求之一所述的泵送结构(20)，其中，所述泵送结构(20)被配置为泵送气体。


7.根据前述权利要求之一所述的泵送结构(20)，其中，所述膜(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉斐尔·科佩塔，雅各布·布里维奥，安德森·辛格拉尼，维丽娜·韦斯科利，
申请(专利权)人：AMS有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT