[发明专利]传感器装置、和用所述传感器装置来感测介质中的目标流体的量或浓度的方法

说明书

传感器装置包括具有位于微型泵出口处的常闭安全阀的第一微型泵、具有位于微型泵出口处的常闭安全阀的第二微型泵、以及具有传感器腔室的传感器，传感器腔室具有位于传感器腔室中的传感器元件(例如，有源敏感区或层)，其中传感器被配置成基于传感器腔室中的流体(例如，气体或液体)的状态来提供传感器输出信号。传感器腔室被流体地耦接在第一和第二微型泵之间，并且第一和第二微型泵被配置成基于第一和第二微型泵的对应的启动或操作状态来提供传感器装置的限定的操作模式，以提供：(1)在传感器腔室中的限定的负流体压力，(2)在传感器腔室中的限定的正流体压力，或(3)通过传感器腔室的限定的流体流量，例如限定的流体通过量。

技术领域

本发明的实施例涉及一种传感器装置和一种用所述传感器装置来感测介质中的目标流体的量或浓度的方法。更具体地，实施例涉及具有气体传感器的微型泵，特别地，涉及使用具有用于气体传感器的安全阀的微型泵的流体构思。

气体传感器可以通过分子与所述气体传感器的敏感传感器层之间的相互作用来检测分子。不同气体分子与所述传感器层的吸附和解吸的过程影响所述气体传感器的灵敏度、特异性和漂移。这些吸附和解吸机制可能例如受到加热所述传感器层的影响，其中加热所述传感器层通常会增加分子的解吸。泵或微型泵可以通过以限定的方式将所述气体分子传输至所述传感器层或远离所述传感器层来支持这些过程。

降低所述泵或微型泵的所述传感器腔室中的气体压力可以支持所述传感器层再生，例如，将所述气体分子从所述传感器层中移除(＝解吸)。

背景技术

在可以在移动装置内使用的适当的传感器的实现方式中，环境大气中的环境参数(诸如，环境气体成分)的感测越来越重要。

例如，WO2015104221 A1涉及一种具有用于检测气体的传感器单元的气体测量装置，所述传感器单元包括压力密闭的测量通道、用于将所述气体引入到所述测量通道中的气体入口、用于使所述气体从所述测量通道排出的气体出口、以及用于排空所述测量通道的泵单元。所述测量通道具有用于检测所述气体的气体传感器和用于加热所述气体传感器的电热元件。所述传感器单元可以以测量模式和再生模式来操作，其中在所述再生模式中所述测量通道被排空并且所述气体传感器被加热。

因而，泵与主动阀一起在所述传感器层处产生所述腔室(测量通道)中的负压以在再生模式期间支持所述气体传感器。为此，还实施了加热器来加热所述气体传感器以用于再生。所述负压(相对于大气压)与所述加热一起，旨在改善所述传感器再生。

然而，已知的现有技术具有许多缺点和限制。

通常，所述气体泵在所述传感器腔室处的大的死容积具有以下缺点：大的且强的泵需要产在某一时间内生期望的压力(例如，负压)，或产生较高的流率以吹扫所述死容积。然后，主动阀在其使所述气体移动时移动一开关体积。

因此，气体传感器的已知的实现方式包括大的且笨重的布置。这样的布置难以在移动装置中实现。此外，这样的气体传感器在将气体传输至所述传感器腔室以及使所述气体传输远离所述传感器腔室时具有大的死容积。此外，在泵和主动阀的情况下，仅可以实现负压(泵位于所述传感器腔室之前且阀位于所述传感器腔室之后)或超压(泵位于所述传感器腔室之后且阀位于所述传感器腔室之前)。

通常，在气体传感器领域需要为气体传感器提供一种可以被容易地集成到移动装置中的改善的构思。

这样的需求可以通过根据权利要求1所述的传感器装置和根据权利要求27所述的用于感测介质中的目标流体的量或浓度的方法来解决。

另外，在从属权利要求中限定了所述传感器装置和所述方法的具体实现方式。

发明内容