本文中所描述的实施例大体上涉及气体传感器，且更确切地说，涉及用于光学气体传感器的微谐振器的外壳的系统、方法和装置。
背景技术：
示踪气体浓度的检测和测量对理解和监控例如环境监控、工业过程控制分析、燃烧处理、对有毒且可燃的气体以及爆炸物的检测等广泛多种的应用是重要的。举例来说，具有高敏感度和选择率的示踪气体传感器可用于大气科学，用于检测和监控包含温室气体和臭氧的不同示踪气体物种，且在呼吸诊断中，用于检测和监控氧化氮、乙烷、氨和众多其它生物标志物。作为另一实例，在气体到供应网的应用中，测试由生物气过程产生的甲烷的杂质(例如，硫化氢或h2s)，以确定甲烷是否具有足够纯度以直接与天然气混合。
技术实现要素：
一般来说，在一个方面中，本公开涉及用于气体传感器的模块。气体传感器可包含第一部分，所述第一部分具有第一主体和安置于第一主体中且横穿所述第一主体的至少一个第一微谐振器耦合特征。所述第一主体可配置成安置于所述气体传感器的外壳的空腔内。所述至少一个第一微谐振器耦合特征可配置成当所述第一主体安置于所述气体传感器的所述外壳的所述空腔内时与所述气体传感器的至少一个光学装置对准。所述至少一个第一微谐振器耦合特征可配置成具有安置于其中的至少一个第一微谐振器。
在另一方面中，本公开可大体上涉及用于气体传感器模块的外壳。外壳可包含第一外壳部分和安置于第一空腔内且耦合到第一外壳部分的模块。外壳的第一外壳部分可包含形成第一空腔的至少一个第一壁。外壳的第一外壳部分还可包含安置在至少一个第一壁中的第一部位处的第一光学装置耦合特征，其中第一部位邻近于第一空腔。外壳的第一外壳部分可进一步包含安置在至少一个第一壁中的第二部位处的模块耦合特征，其中第二部位邻近于第一空腔。外壳的模块可包含第一部分和第二部分。所述模块的所述第一部分可包含第一主体和安置于所述第一主体中且横穿所述第一主体的至少一个第一微谐振器耦合特征。模块的第二部分还可包含第二主体和安置于第二主体中的外壳耦合特征，其中外壳耦合特征耦合到第一外壳部分的模块耦合特征。至少一个第一微谐振器耦合特征可与第一外壳部分的第一光学装置耦合特征对准。第一光学装置耦合特征可配置成具有安置于其中的第一光学装置。所述至少一个第一微谐振器耦合特征可配置成具有安置于其中的至少一个第一微谐振器。
在又一方面中，本公开可大体上涉及气体传感器。气体传感器可包含外壳。气体传感器的外壳可包含形成空腔的至少一个壁，和安置在至少一个壁中的第一部位处的至少一个光学装置耦合特征，其中第一部位邻近于空腔。气体传感器的外壳还可包含安置在至少一个壁中的第二部位处的第一音叉耦合特征，其中第二部位邻近于空腔。气体传感器还可包含模块。气体传感器的模块可包含主体，和安置于在主体的第二部位处的主体中且横穿所述主体的至少一个微谐振器耦合特征。气体传感器的模块还可包含安置于在主体的第三部位处的主体中且横穿所述主体的第二音叉耦合特征，其中第二音叉耦合特征基本上垂直于至少一个微谐振器耦合特征。气体传感器可进一步包含耦合到外壳的至少一个光学装置耦合特征的至少一个光学装置，和耦合到模块的至少一个微谐振器耦合特征的至少一个微谐振器。气体传感器还可包含耦合到外壳的第一音叉耦合特征和模块的第二音叉耦合特征的音叉。至少一个微谐振器和至少一个光学装置可彼此基本上对准。
这些和其它方面、对象、特征和实施例将从以下描述和所附权利要求书显而易见。
附图说明
图式仅说明用于光学气体传感器的外壳的实例实施例，且因此并非视为限制其范围，这是因为用于光学气体传感器的外壳可承认其它同等有效的实施例。在图式中示出的元件和特征不一定按比例缩放，而是将重点放在清楚地说明实例实施例的原理上。另外，可放大特定尺寸或位置以有助于直观地表达此类原理。在图式中，参考标号指定相似或对应但不一定相同的元件。
图1示出根据某些实例实施例的气体传感器的子组合件的顶侧横截面透视图。
图2示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的模块的顶侧透视图。
图3示出根据某些实例实施例的包含图2的模块的气体传感器的子组合件的横截面侧视图。
图4a和图4b示出根据某些实例实施例的包含图3的子组合件的气体传感器的另一子组合件。
图5a和图5b示出根据某些实例实施例的图4a和图4b的子组合件的详细视图。
图6a和图6b示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的模块的部分。
图7a和图7b示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的模块的另一部分。
图8a到图8c示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的模块的又一部分。
图9示出根据某些实例实施例的包含图6a到图8c的部分的用于气体传感器的模块的侧视图。
图10a和图10b示出根据某些实例实施例的包含图6a到图9的模块的气体传感器的另一子组合件。
图11a和图11b示出根据某些实例实施例的图10a和图10b的子组合件的详细视图。
图12a和图12b示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的模块的部分。
图13a到图13c示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的模块的另一部分。
图14示出根据某些实例实施例的包含图12a到图13c的部分的用于气体传感器的模块的侧视图。
图15a和图15b示出根据某些实例实施例的包含图12a到图14的模块的气体传感器的另一子组合件。
图16a和图16b示出根据某些实例实施例的图15a和图15b的子组合件的详细视图。
具体实施方式
本文中所论述的实例实施例是针对涉及包含微谐振器的光学气体传感器的外壳的系统、设备和方法。光学气体传感器可具有数个配置且使用数种技术。举例来说，石英增强光声光谱(qepas)传感器可具有呈气体特定波长的导引通过以其谐振频率振动的石英音叉(qtf)的叉尖之间的间隙的光照射。光学能量由气体吸收和释放，从而使得qtf的谐振频率发生改变。qtf的谐振频率的改变量与气体分子的浓度成正比。
尽管本文中将实例实施例描述为针对光学气体传感器，但实例实施例也可与其它类型的传感器一起使用。另外，可与实例实施例一起使用的光学气体传感器可具有未示出的或本文中所描述的数个配置中的任一个。如本文中所描述，用户可以是与实例光学气体传感器交互的任何人。用户的实例可包含但不限于消费者、操作专员、气体工程师、监视员、顾问、承包人、操作员和制造商代表。
在一个或多个实例实施例中，用于光学气体传感器的实例外壳必须满足某些标准和/或要求。举例来说，国际电工委员会(iec)设定了适用于光学气体传感器的标准，例如iec60079-28，其中实例外壳必须符合所述标准，以用于现场应用中。设定适用标准和规定的其它实体的实例包含但不限于美国电气制造者协会(nema)、国家电气规范(nec)、电气电子工程师学会(ieee)和保险商实验室(ul)。
在一些状况下，本文中所论述的实例实施例可用于任何类型的危险环境中，包含但不限于机库、钻采设备(对于石油、气体或水)、修井作业机(对于石油或气体)、精炼厂、化工厂、发电厂、采矿作业、废水处理设施和钢厂。本文中所描述的用于光学气体传感器的外壳(或其组件)可物理上放置于腐蚀性成分中和/或与腐蚀性成分(例如，气体)一起使用。此外，或在替代方案中，用于光学气体传感器的实例外壳(或其组件)可经受极热、极冷、水分、潮湿、灰尘和可能使用于光学气体传感器的外壳或其部分上产生磨损的其它条件。
在某些实例实施例中，包含任何组件和/或其部分的用于光学气体传感器的外壳由一种或多种材料制成，所述材料设计成维持长期使用寿命且在需要时执行功能，而无机械和/或其它类型的故障。此类材料的例子可包含但不限于铝、不锈钢、玻璃纤维、玻璃、塑料、陶瓷、镍基合金和橡胶。此类材料可耐腐蚀，抵抗腐蚀性材料(例如，h2s气体)的影响和可能由测试气体、经测试气体和/或气体传感器外壳所暴露的环境所引起的其它有害影响。
本文中所描述的用于光学气体传感器的实例外壳的任何组件(例如，入口管耦合特征、接纳通道)或其部分可由单个件制成(如利用模制、注射模制、模铸或挤压工艺)。此外，或在替代方案中，组件(或其部分)可由彼此机械地耦合的多个件制成。在此状况下，多个件可使用数个耦合方法中的一个或多个来彼此机械地耦合，所述方法包含但不限于环氧树脂、焊接、紧固装置、压缩配件、配合螺纹和开槽配件。彼此机械地耦合的一个或多个件可以数种方式中的一种或多种彼此耦合，所述方式包含但不限于固定地、铰接地、可移除地、可滑动地和可螺纹旋拧地。
本文中所描述的组件和/或特征可包含描述为耦合、紧固、固持、邻接或其它类似术语的元件。此类术语仅意在区分组件或装置内的各种元件和/或特征且并非意图限制所述特定元件和/或特征的能力或功能。举例来说，描述为“耦合特征”的特征可耦合、固持、紧固、邻接和/或执行包括仅耦合或除仅耦合外的其它功能。
如本文中所描述的耦合特征(包含互补耦合特征)可允许一个或多个组件(例如，外壳)和/或光学气体传感器的部分直接地或间接地机械和/或电耦合到光学气体传感器的另一部分。耦合特征包含但不限于夹具、铰链的部分、孔口、凹进区域、突起部、狭槽、弹簧夹具、突片、棘爪、螺纹耦合件和配合螺纹。通过一个或多个耦合特征的直接使用可将实例光学气体传感器的一个部分耦合到光学气体传感器的另一部分。此外，或在替代方案中，使用与安置在光学气体传感器的组件上的一个或多个耦合特征交互的一个或多个独立装置可将实例光学气体传感器的部分耦合到光学气体传感器的另一部分。此类装置的实例可包含但不限于销、铰链、紧固装置(例如，螺栓、螺钉、铆钉)和弹簧。
本文中所描述的一个耦合特征可与本文中所描述的一个或多个其它耦合特征相同或不同。如本文中所描述的互补耦合特征可以是直接地或间接地与另一耦合特征机械耦合的耦合特征。对于本文中示出和描述的任何图式，可省略、添加、重复和/或替换组件中的一个或多个。因此，特定图式中所示出的实施例不应视为限于此图式中所示出的组件的特定布置。
另外，如果描述但不明确地在所述图式中示出或标记图式的组件，那么用于另一图式中的对应组件的标记可推断为所述组件。相反地，如果标记但未描述图式中的组件，那么此组件的描述可与另一图式中的对应组件的描述基本上相同。本文图式中各个组件的编号方案使得每个组件由三位或四位数字表示，而表示其它图式中对应组件的三位或四位数字具有相同的最后两位数字。
将参看附图在下文中更完全地描述光学气体传感器的外壳的实例实施例，在附图中示出光学气体传感器的实例外壳。然而，用于光学气体传感器的外壳可以许多不同形式体现，且不应解释为限于本文所阐述的实例实施例。实际上，提供这些实例实施例，使得本公开透彻和完整，且向本领域的技术人员充分传达用于光学气体传感器的外壳的范围。各个图式中的相似但不一定相同的元件(有时也被称作组件)出于一致性目的而由相似参考标号指示。
例如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“内”、“外”、“端部”、“远侧”、“近侧”、“第一”、和“第二”等术语仅用以区分一个组件与另一组件(或组件的部分或组件的状态)。此类术语并非意图指示偏好或特定定向，且并非意图限制用于光学气体传感器的外壳的实施例。在实例实施例的以下详细描述中，阐述许多特定细节以便提供对本发明的更透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将显而易见，可以在没有这些特定细节的情况下实践本发明。在其它情况下，不再详细描述众所周知的特征，以免不必要地使描述变复杂。
此外，给予本文中所描述的各个组件的名称描述实例实施例且并非以意图以任何方式进行限制。本领域的技术人员应了解在本文一个实施例中(例如，在图式中)示出和/或描述的特征和/或组件可用于本文另一实施例中(例如，任何其它图式中)，即使在此类其它实施例中并未明确地示出和/或描述。
图1示出根据某些实例实施例的气体传感器的子组合件100的部分的顶侧横截面透视图。在此状况下，子组合件100包含气体传感器外壳101、安置于光学装置耦合特征110中的光学装置315、安置于光学装置耦合特征120中的光学装置325、安置于音叉耦合特征140中的音叉345、安置于入口管耦合特征150中的入口管192，和安置于出口管耦合特征155中的出口管191。
参看图1，气体传感器外壳101可具有单个部分或多个(例如，两个、三个、四个)部分。举例来说，如图1中所示出，气体传感器外壳101可包含顶部部分199和底部部分102。在此状况下，气体传感器外壳101的每个部分可具有至少一个空腔。在此实例中，顶部部分199具有空腔(由空腔部分158和空腔部分159界定)，且底部部分102具有空腔130。外壳101的顶部部分199和底部部分102可具有彼此相同或不同的数个形状和大小中的任一个。举例来说，图1中所示出的外壳101的顶部部分199和底部部分102是长方体形状，顶部部分199宽于底部部分102。
气体传感器外壳101可配置成执行对经测试气体(本文中也被称为测试气体)的测量。为此，实例外壳101的各个部分(例如，顶部部分199、底部部分102)可彼此耦合，其方式为使得一个部分(例如，顶部部分199)将测试气体递送到另一部分(例如，底部部分102)，且还从外壳101的其它部分接纳经测试气体(已经过测试的测试气体)。实例外壳101(或其部分)可包含形成空腔的至少一个壁。举例来说，在此状况下，外壳101的顶部部分199具有形成顶部部分199的空腔的顶壁190(有时也被称作顶板190)、侧壁182和底壁185。作为另一实例，在此状况下，外壳101的底部部分102具有形成空腔130的侧壁107和底壁108。
顶部部分199的空腔和底部部分102的空腔130可完全围封、基本上围封或部分围封。举例来说，如果移除顶板190，那么将部分地围封顶部部分199的空腔。作为另一实例，如果外壳101的底部部分102和顶部部分199是可拆卸的，那么由于底部部分102的顶壁105覆盖空腔130，因此将部分地围封图1和图3中所示出的底部部分102，且因此当顶部部分199和底部部分102彼此耦合时空腔130改为由顶部部分199的底壁185围封。
在某些实例实施例中，顶部部分199的空腔具有多个(例如，两个、三个、四个)部分。举例来说，在此状况下，将顶部部分199的空腔分成第一空腔部分158和第二空腔部分159。当顶部部分199(或外壳101的任何其它部分)的空腔具有多个空腔部分时，每个空腔部分可实际上或物理上与顶部部分199的空腔的其它空腔部分分离。举例来说，在此状况下，分隔件188将第一空腔部分158和第二空腔部分159在物理上彼此分离。在此状况下，分隔件188可具有或包含数个特性中的一个或多个。此类特性的实例可包含但不限于固体配置、多孔材料、无孔材料、网状物和腔道(例如腔道189)。
当分隔件188将图1的外壳101的顶部部分199的空腔部分在物理上彼此分离时，分隔件188可使一个空腔部分(例如，空腔部分158)与外壳101的顶部部分199的其它空腔部分(例如，空腔部分159)基本上隔离。分隔件188关于其在顶部部分199的空腔中的位置可以是临时的或永久的。可存在多个分区188。此外，或在替代方案中，分隔件188可不具有一个或多个腔道189。腔道189可横穿分隔件188的一些或全部厚度。
分隔件188还可帮助降低和/或控制测试气体的流动速率和/或扰流，继而控制传送到外壳101的另一部分(例如，底部部分102)的测试气体的流动。分隔件188还可帮助调节顶部部分199的空腔内的数个参数中的一个或多个(例如，压力)。如果顶部部分199的空腔具有多个空腔部分，那么空腔的一个部分的形状和大小可与空腔的其它部分的形状和大小相同或不同。举例来说，在此状况下，空腔部分158可具有与空腔部分159基本上相同的形状和大小。
在某些实例实施例中，顶部部分199耦合到外壳101的一个或多个其它部分。举例来说，在此状况下，顶部部分199耦合到外壳101的底部部分102。使用数个耦合特征184(有时被称作底部部分耦合特征184)中的一个或多个，顶部部分199可耦合到底部部分102。举例来说，在图1中，耦合特征184是横穿顶部部分199的底壁185的厚度且距将空腔部分158与空腔部分159分隔的分隔件189基本上等距离安置的两个孔口。
在此状况下，一个耦合特征184安置为邻近于空腔部分158，且其它耦合特征184安置为邻近于空腔部分159。当耦合特征184是孔口时，例如在此状况下，每个耦合特征184可接纳用以将顶部部分199耦合到底部部分102的紧固装置193(例如，螺栓、螺钉、铆钉)。耦合特征184还可完全或部分地安置于顶部部分199的另一壁(例如，侧壁182)内。
耦合特征184的特性(例如，形状、大小、配置)可配置成对应于底部部分102的耦合特征(例如，耦合特征106)的相关联特性，描述如下。在此状况下，顶部部分199可以一个或多个特定定向耦合到底部部分102。顶部部分199可包含一个或多个特征以容纳耦合特征184。举例来说，配合螺纹可沿着形成耦合特征184的底壁185的内表面安置。
在某些实例实施例中，外壳101的顶部部分199包含与外壳101和/或光学气体传感器的一个或多个其它组件交互的一个或多个特征。举例来说，如图1中所示出，顶部部分199可包含入口管耦合特征150、出口管耦合特征155、分布通道187和接纳通道186。在此状况下，入口管耦合特征150可耦合到入口管192(描述如下)。入口管耦合特征150可包含数个耦合特征中的一个或多个。举例来说，在此实例中，入口管耦合特征150可以是横穿顶部部分199的侧壁182的孔口。入口管192配置成将测试气体递送到外壳101的顶部部分199的空腔部分159中。
为了将测试气体从顶部部分199的空腔部分159递送到外壳101的底部部分102的空腔130，顶部部分199可包含一个或多个分布通道187。在此状况下，分布通道187可包含足以允许测试气体从其通过的一个或多个特征(例如，侧壁)。分布通道187可至少部分地安置于顶部部分199的壁(例如，底壁185)中。另外，分布通道187可定位成邻近于顶部部分199的空腔的部分(例如，空腔部分159)。在某些实例实施例中，分布通道187邻近于与入口管耦合特征150相同的空腔部分。举例来说，在此状况下，分布通道187和入口管耦合特征150各自在沿着顶部部分199的壁的不同位置(或，在此状况下，不同壁)处定位成邻近于空腔部分159。
在一些状况下，分布通道187将测试气体从顶部部分199输送到外壳101的底部部分102。举例来说，在此状况下，分布通道187安置于外壳101的顶部部分199的底壁185中。在某些实例实施例中，分布通道187(或其部分)可包含分隔件，如同上文关于顶部部分199的空腔所描述的分隔件188一样，以当测试气体流动到底部部分102的空腔130时帮助控制测试气体的流动。
为了继续涉及测试气体的循环过程，在于底部部分102的空腔130内部测试测试气体之后，将所得气体(被称作经测试气体)从底部部分102的空腔130移除。为使顶部部分199从底部部分102接纳经测试气体，顶部部分199可包含一个或多个接纳通道186，所述一个或多个接纳通道186可包含足以允许经测试气体从其通过的一个或多个特征(例如，侧壁)。接纳通道186可至少部分地安置于顶部部分199的壁(例如，底壁185)中。另外，接纳通道186可定位成邻近于顶部部分199的空腔的部分(例如，空腔部分158)。在某些实例实施例中，接纳通道186邻近于与出口管耦合特征155相同的空腔部分，描述如下。举例来说，在此状况下，接纳通道186和出口管耦合特征155各自在沿着顶部部分199的壁的不同位置(或，在此状况下，不同壁)处定位成邻近于空腔部分158。
在一些状况下，接纳通道186将经测试气体从外壳101的底部部分102输送到顶部部分199。举例来说，在此状况下，接纳通道186安置于外壳101的顶部部分199的底壁185中。在某些实例实施例中，接纳通道186(或其部分)可包含分隔件，如同上文关于顶部部分199的空腔所描述的分隔件188一样，以当经测试气体从底部部分102的空腔130流动到顶部部分199的空腔部分158时帮助控制经测试气体的流动。
为了完成涉及经测试气体的循环过程，顶部部分199的出口管耦合特征155可耦合到出口管191(描述如下)。出口管耦合特征155可包含数个耦合特征中的一个或多个。举例来说，在此实例中，出口管耦合特征155可以是横穿顶部部分199的侧壁182的孔口。出口管191配置成将经测试气体从外壳101的顶部部分199的空腔部分158移出。
如上文所论述，在某些实例实施例中，外壳101的顶部部分199可具有安置于主体180中的一个或多个通道(例如，分布通道186、接纳通道187)。此类通道例如可用以将测试气体注入到外壳101的底部部分102的空腔130中和/或从外壳101的底部部分102的空腔130移出经测试气体。通道187可安置于外壳101的顶部部分199的主体180中的不同部位(相对于通道186的部位)中。每个通道可具有数个特征、形状、大小和/或定向中的任一个。举例来说，在此状况下，通道186可包含安置于顶部部分199的主体180中且呈基本上线状的通道壁172。在此状况下，通道186还具有安置在底壁185的外表面处的第一端部171和安置在底壁185的内表面处的第二端部170(邻近于空腔部分159)。
类似地，通道187可包含安置于顶部部分199的主体180中且呈基本上线状的通道壁177。在此状况下，通道187还具有安置在底壁185的外表面处的第一端部176和安置在底壁185的内表面处的第二端部175(邻近于空腔部分158)。在此状况下，通道186与通道187基本上平行。通道的通道壁可涂布有数种材料中的一种或多种。此外，或在替代方案中，通道的通道壁可具有套管(例如，分布管、接纳管)或安置于其中的气体传感器模块的一些类似组件。
通道的第一端部(例如，第一端部171、第一端部176)还安置在主体180的侧壁182的内表面处或在顶部部分199上的一些其它部位处，这可取决于数个因素中的一个或多个，包含但不限于顶部部分199的特性(例如，形状、大小、定向)和气体传感器模块的一个或多个组件(例如，气体注入器、气体收集器)的部位。通道(例如，分布通道186、接纳通道187)可以是线状的、弯曲的、倾斜的，和/或具有任何其它形状中的一个或多个。类似地，通道的通道壁(例如，通道壁172、通道壁177)可具有适合于气体传感器模块的数个特性(例如，大小、横截面形状、长度、宽度)中的任一个。
在某些实例实施例中，外壳101的顶部部分199可包含彼此机械地耦合的多个组件。举例来说，如图1中所示出，顶部部分199的顶板190可与顶部部分199的主体180分离的单独组件。在此状况下，顶板190可以数种方式(例如，固定地、可移除地、铰接地)中的一种或多种耦合到主体180。在此实例中，顶板190可移除地耦合到主体180。具体来说，图1的顶板190包含数个耦合特征198(在此状况下，孔口)，所述数个耦合特征198与安置于主体180的侧延伸部分181中的互补耦合特征183(在此状况下，也为孔口)对准且直接地或间接地耦合到所述互补耦合特征183。
在此实例中，耦合特征198横穿顶板190的厚度(在顶表面196与底表面194之间)的至少部分。顶板190的厚度与顶板190的侧壁197的高度基本上相同。类似地，在此状况下，耦合特征183横穿主体180的侧延伸部分181的厚度的至少部分。在此状况下，耦合特征183和耦合特征198通过耦合特征169间接地彼此耦合，所述耦合特征169在此状况下为紧固装置(例如，螺钉、螺栓)。
作为另一实例，外壳101的顶部部分199的顶板190和/或主体180可由多个件制成。类似地，底部部分102可由多个件制成。举例来说，图1中所示出的顶板190、主体180和底部部分102的视图可以是那些组件的实际件，所述实际件耦合到那些组件的镜像以形成空腔部分158、空腔部分159和空腔130的基本壳体。当顶部部分199或底部部分102由多个件制成时，多个件可彼此基本上对称。替代地，多个件可具有相对于彼此不对称的形状。
在任何情况下，当顶部部分199的各个件和/或底部部分102的各个件彼此邻接(彼此耦合)时，各个空腔(或其部分)变为基本上完整和持续。另外，当各个件彼此耦合时，相关联的耦合特征(例如，入口管耦合特征150、出口管耦合特征155、音叉耦合特征140(描述如下)、分布通道187、接纳通道186)可形成整体。在此状况下，这些件中的一个或多个可包含额外耦合特征，以促进那些件的彼此耦合。
底部部分102可具有形成空腔130的至少一个壁。举例来说，在此状况下，外壳101的底部部分102包含底壁108和侧壁107。形成底部部分102的壁的空腔130可具有足以基于用以测试测试气体的其它组件(例如，音叉、光学装置)测试分布到空腔130中的测试气体的形状和大小。举例来说，如图1中所示出，空腔130可呈基本上长方体形状。
在某些实例实施例中，外壳101的底部部分102包含与外壳101和/或光学气体传感器的一个或多个其它组件交互的一个或多个特征。举例来说，如图1中所示出，底部部分102可包含音叉耦合特征140、光学装置耦合特征110和光学装置耦合特征120。
音叉耦合特征140(或其部分)可直接地或间接地耦合到音叉145，描述如下。音叉耦合特征140可具有容纳数个音叉中的一个或多个的形状和大小。音叉耦合特征140可安置在沿着形成空腔130的壁(例如，底壁108)的内表面的任何部位处。举例来说，如图1中所示出，音叉耦合特征140可安置于邻近于空腔130的底壁108的内表面的近似中心中。音叉耦合特征140可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使音叉与音叉耦合特征140耦合。此外，音叉耦合特征140可安置成沿着邻近于空腔130的另一壁(例如，侧壁107)的内表面。
在某些实例实施例中，光学装置耦合特征120(或其部分)可直接地或间接地耦合到光学装置125，描述如下。光学装置耦合特征120可具有容纳数个光学装置中的一个或多个的形状和大小。光学装置耦合特征120可安置在沿着形成空腔130的壁(例如，侧壁107)的内表面的任何部位处。举例来说，如图1中所示出，光学装置耦合特征120可安置于侧壁107的内表面中相对于邻近于空腔130的音叉耦合特征140的特定侧向部位处。光学装置耦合特征120可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使光学装置125与光学装置耦合特征120耦合。此外，光学装置耦合特征120可安置成沿着邻近于空腔130的另一壁(例如，底壁108)的内表面。
类似地，光学装置耦合特征110(或其部分)可直接地或间接地耦合到光学装置115，描述如下。光学装置耦合特征110可具有容纳数个光学装置中的一个或多个的形状和大小。光学装置耦合特征110可安置在沿着形成空腔130的壁(例如，侧壁107)的内表面的任何部位处。举例来说，如图1中所示出，光学装置耦合特征110可安置于侧壁107的内表面中相对于邻近于空腔130的音叉耦合特征140和光学装置耦合特征120的特定侧向部位处。光学装置耦合特征110可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使光学装置115与光学装置耦合特征110耦合。此外，光学装置耦合特征110可安置成沿着邻近于空腔130的另一壁(例如，底壁108)的内表面。
除音叉耦合特征140、光学装置耦合特征110和/或光学装置耦合特征120外或在音叉耦合特征140、光学装置耦合特征110和/或光学装置耦合特征120的替代方案中，一个或多个其它特征可安置于外壳101的底部部分102的壁(例如，侧壁107、底壁108)中。此类其它特征的实例可包含但不限于光源耦合特征(用于收容和/或耦合到光源)和电源耦合特征(用于收容和/或耦合到电源)。
在其中底部部分102具有至少基本上围封空腔130的顶板(例如，类似于顶部部分199的顶板190)或顶壁状况中，底部部分102可包含一个或多个额外特征，包含但不限于分布通道(例如，类似于顶部部分199的分布通道187)和接纳通道(例如，类似于顶部部分199的接纳通道186)。
在某些实例实施例中，可基于耦合到那些耦合特征的组件的特性，对底部部分102的各个耦合特征(例如，光学装置耦合特征110、光学装置耦合特征120、音叉耦合特征140)设定大小且以特定方式布置，以便实现某些测试结果和/或满足某些适用标准。类似地，可对顶部部分199的通道(例如，分布通道187、接纳通道186)中的一些或全部设定大小和/或以特定方式布置，以便实现某些测试结果和/或满足某些适用标准。
在某些实例实施例中，外壳101的底部部分102包含数个耦合特征106中的一个或多个，所述数个耦合特征106中的一个或多个允许将外壳101的底部部分102直接地或间接地耦合到外壳101的另一部分(例如，顶部部分199)和/或到气体传感器模块的另一组件。每个耦合特征106可具有数个特征和/或配置中的任一个。举例来说，在此状况下，每个耦合特征106是横穿底部部分102的侧向延伸的壁105的厚度的孔口。在此状况下，存在两个耦合特征106，所述两个耦合特征106与顶部部分199的耦合特征184对准且用以使用另一耦合特征193将外壳101的顶部部分199和底部部分102间接地耦合到彼此。
与顶部部分199的耦合特征184的形状和大小相比，底部部分102的耦合特征106可具有相同大小和定向。以此方式，当顶部部分199邻靠着底部部分102时，耦合特征184和耦合特征106彼此对准，使得一个或多个紧固装置可安置于其中，以将底部部分102和顶部部分199耦合在一起。
在其中顶部部分199(或至少主体180)和底部部分102由单个件形成以使得顶部部分199(或至少主体180)和底部部分102永久地或固定地彼此耦合的实施例中，可省略底部部分102的耦合特征106和/或顶部部分199的耦合特征184。
在某些实例实施例中，外壳101的顶部部分199的空腔的部分和/或外壳101的底部部分102的空腔130可包含引导气体(例如，测试气体、经测试气体)流动通过所述空腔或空腔的部分的一个或多个特征。此类特征的实例可包含但不限于壁和挡板的轮廓内表面。举例来说，空腔部分159可包含挡板，所述挡板引导从入口管耦合特征150流动通过空腔部分159到分布通道187的测试气体。此类特征可影响测试气体和/或经测试气体的其它方面(例如，扰流、流动速率)。
耦合到光学装置耦合特征110的光学装置115可以是使用任何类型的光学技术和/或其它技术的一个或多个组件(例如，透镜、光源)的组合件。举例来说，光学装置115可以是光电二极管组合件。如果光学装置115包含透镜，那么透镜可以是焦点在空腔130中某个点处的平凸透镜。光学装置115可直接地或间接地耦合到光学装置耦合特征110。举例来说，光学装置115可包含或可耦合到超小型版本a(sma)连接器，继而耦合到光学装置耦合特征110。
如果光学装置115包含光源，那么光源可产生直接地或间接地(例如，通过透镜)朝向光学装置115的空腔130导引的光。由光源产生和发射的光可具有任何合适的波长，这取决于数个因素中的一个或多个，包含但不限于经受测试的气体、温度、光学装置115的透镜的特性。光学装置115的光源可耦合到电源(例如，驱动器)，所述电源可将电力和/或控制信号提供给光学装置115的光源和/或其它组件。
光源可包含数个组件中的一个或多个，包含但不限于光元件(例如，发光二极管、光源、激光二极管)和电路板。如果光学装置115包含透镜，那么透镜可能能够(例如，从光源)接纳光且处理光，以形成传输到空腔130内特定部位的光。光学装置115可具有符合光学装置耦合特征110的一个或多个轮廓的任何形状(例如，球形、半球形、角锥形)和大小。
光学装置115可由一种或多种合适的材料制成，所述材料包含但不限于氧化硅和玻璃。在任何情况下，光学装置115抵抗例如h2s气体等腐蚀性材料的影响。为了光学装置115将光传输到空腔130内的特定部位，必须平衡数个因素。此类因素可包含但不限于光学装置115的定向、光学装置115的材料、光学装置115相对于空腔130中音叉145的位置和光的波长。在某些实例实施例中，密封部件(例如，垫圈、o形环、硅酮)可用以提供可能阻止空腔130中的腐蚀性材料进入光学装置耦合特征110的屏障。
耦合到光学装置耦合特征120的光学装置125可以是使用任何类型的光学技术和/或其它技术的一个或多个组件(例如，透镜、光源)的组合件。光学装置125可基本上与光学装置115相同或不同。举例来说，光学装置125可以是激光二极管组合件。如果光学装置125包含透镜，那么透镜可以是焦点在空腔130中某个点处的平凸透镜。光学装置125可直接地或间接地耦合到光学装置耦合特征120。举例来说，光学装置125可包含或可耦合到sma连接器，继而耦合到光学装置耦合特征120。光学装置125可包含数个组件中的一个或多个，例如上文对于光学装置115所描述的组件(例如，透镜、光源)。
如上文所论述，底部部分102的空腔130可由多于一个件形成。在此状况下，可对件的壁(例如，侧壁107、底壁108)的内表面进行高度加工，使得多个件在空腔130内接合的接合处几乎不或不会阻碍空腔130内气体的流动或测试。
在某些实例实施例中，从光学装置(光学装置115、光学装置125)传输的光可能借助于透镜导引到空腔130内的特定点。特定点可关于音叉145的部分，描述如下。此特定点的实例是音叉145的尖齿147(或多个齿347之间)的长度向上约三分之二。
分布到空腔130中的测试气体可包含可组合以形成一种或多种化合物(例如，甲烷)的一种或多种元素(例如，碳、氢)。在一些状况下，气体还可具有杂质(例如，h2s)，可使用光学气体传感器检测到所述杂质的存在和量。如上文所论述，测试气体可通过安置于外壳101的顶部部分199的主体180中的一个或多个通道(例如，通道187)注入到空腔130中，通过通道187的第二端部175(也被称为气体进口端175)进入空腔130。
气体进口端175的位置和/或通道187的通道壁177的走向可与空腔130的参照点或空腔130内的参照点重合。举例来说，在此状况下，通道187配置成靠近且沿着与光学装置115对准的内壁107的内表面导引气体。替代地，通道187可配置成在空腔130的或内的某一其它点或区域处导引气体。
当气体分子与由光学装置(例如，光学装置115、光学装置125)产生且导引到空腔130中的光波交互时，气体分子变得受激。因此，通道187定位和/或配置的方式为使得通过气体进口端175发射的测试气体可以更容易地与空腔130内的光波交互。
如下文所论述，安置于音叉空腔140中的音叉145的尖齿147可定位成使得由光学装置发射到空腔130中的光在尖齿147之间导引。由受空腔130中的光波激发的气体分子释放的能量与音叉145的尖齿147交互。在此状况下，受激的气体分子改变尖齿147的振动频率。选择光学装置(或其部分，例如激光)的参数，使得仅特定气体可引起与音叉145的尖齿147的此类交互。在某些实例实施例中，由光学装置发射的光在音叉145的尖齿147之间(在一些状况下，在之间的特定点处)导引。
如上文所论述，音叉145(或其部分)可由石英制成。耦合到外壳101的底部部分102的音叉耦合特征140(例如，安置于外壳101的底部部分102的音叉耦合特征140中)的音叉145可以是任何类型的以一个或多个频率振动的装置。音叉145可具有一个或多个组件。举例来说，在此状况下，音叉145具有多个(例如，两个)尖齿147和尖齿147从其延伸的基底146。尖齿147可以至少部分是柔性的，使得尖齿147的形状可以改变。当尖齿147的形状改变时，尖齿147可以不同频率振动。音叉145(包含其组件中的任一个，例如尖齿147)可由任何合适的材料制成，所述材料包含但不限于石英。在任何情况下，音叉145可抵抗例如h2s气体等腐蚀性材料的影响。
音叉145的尖齿147可在空腔130内以数种合适方式中的任一种定向。举例来说，尖齿147可基本上平行于帮助形成空腔130的侧壁107的内表面。在某些实例实施例中，密封部件(例如，垫圈、o形环、硅酮)(未示出)可用以提供可能阻止空腔130中的腐蚀性材料进入音叉耦合特征140的屏障。在某些实例实施例中，音叉145的尖齿147由耐例如h2s等腐蚀性元素的材料制成或涂布有所述耐腐蚀性元素的材料。
音叉145的尖齿147可基于除了空腔130内的受激气体分子以外的其它物而振动。举例来说，驱动器(未示出)可耦合到音叉145。在此状况下，驱动器可提供音叉145到振动频率，从而使尖齿147以某一频率振动。此频率可基本上类似于由空腔130内纯粹形式(无任何杂质)的受激气体所引发的频率。
为测量音叉145的尖齿147的振动频率，可使用一个或多个测量装置。举例来说，接收器(未示出)可耦合到音叉145。在此状况下，接收器可确定到音叉145的振动频率。因此，当尖齿147的振动频率改变时，测得的改变可直接地相关到通过通道注入到空腔130中的测试气体中的杂质。
驱动器和/或接收器可以数种方式中的一种或多种耦合到音叉145。举例来说，如图1中所示出，适配器167可机械地耦合到音叉145的基底146，且一个或多个电导体166可耦合于基底146和/或适配器167与驱动器和/或接收器之间。在某些替代实施例中，无线技术可用以将驱动器和/或接收器耦合到音叉145。
在某些实例实施例中，光学装置115和光学装置125各自包含透镜且放置在空腔130的相对端部处，而音叉145的尖齿147在两个透镜之间的直接线性路径中。另外，光学装置115和光学装置125的聚焦透镜的焦点基本上精确地位于音叉145的尖齿147之间，且还处于相对于音叉145的基底146的高度(例如，尖齿147的高度的三分之二)。在此状况下，由于所有三个元件(光学装置115、光学装置125和音叉145)均沿着中心轴线对准，因此可实现最佳的光学对准。
在一些状况下，如果光学装置的两个透镜具有基本上相同焦点，那么可对测试气体进行改进的测量。举例来说，与导引通过其透镜的一个光学装置(例如，光学装置115)的激光的光学对准可由通过其透镜的其它光学装置(例如，光学装置125)的光二极管检测。另外，如果光学装置的透镜正在聚焦，那么最大能量可集中在音叉145的尖齿147之间，以在所述点处形成激光(光)与测试气体分子的最大交互，从而导致敏感度增加和测量改进。
在某些实例实施例中，外壳101的底部部分102仅具有单个光学装置耦合特征。替代地，外壳101的底部部分102可具有超过两个光学装置耦合特征。当外壳101的底部部分102具有两个光学装置耦合特征时，它们可在空腔130的相对端部处彼此对准，如图1中所示出。替代地，两个光学装置耦合特征可安置在空腔130中关于彼此的任一点处。
关于外壳101的顶部部分199，入口管耦合特征150可直接地或间接地耦合到入口管192。在此状况下，入口管192已安置在其远侧端部螺纹耦合件152(一种类型的耦合特征)上。在此状况下，螺纹耦合件152直接地耦合到入口管耦合特征150和入口管192。类似地，出口管耦合特征155可直接地或间接地耦合到出口管191。在此状况下，出口管191已安置在其远侧端部螺纹耦合件157(一种类型的耦合特征)上，所述螺纹耦合件157可与螺纹耦合件152基本上相同或不同。在此状况下，螺纹耦合件157直接地耦合到出口管耦合特征155和出口管191。
入口管192从气体传感器的某个组件(例如，入口集管)或其它外部装置接纳测试气体，且出口管191将经测试气体传送到气体传感器的组件(例如，出口集管)或其它外部装置。此外，如上文所论述，使用耦合特征169将顶板190耦合到外壳101的主体180。在此状况下，耦合特征169是横穿顶板190的耦合特征198和主体180的耦合特征183的紧固装置(例如，螺钉、螺栓)，其中耦合特征198和耦合特征183是孔口。
在一些状况下，可通过添加一个或多个模块来增强气体传感器外壳，例如图1的外壳101。此类模块可执行数个功能中的一个或多个。此类功能的实例可包含但不限于音叉145的更好对准、由光学装置(例如，光学装置115、光学装置125)发射的光与音叉145的尖齿147的更精确相交，和由传感器模块检测到的信号的改进放大。图2和图3示出此模块的实例实施例。图2示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的模块211的顶侧透视图。图3示出根据某些实例实施例的包含图2的模块211的气体传感器的子组合件321的横截面侧视图。
参看图1到图3，模块可具有一个或多个部分和/或可在一个或多个件中。举例来说，在此状况下，模块211是具有四个部分(部分212、部分213、部分214和部分216)的单个件。模块的每个部分可具有包含耦合特征的数个特征中的一个或多个。举例来说，如图2和图3中所示出，部分212可包含至少一个微谐振器耦合特征279。微谐振器耦合特征279可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，微谐振器耦合特征279是由壁278形成的横穿部分212的主体222的厚度的孔口。
微谐振器耦合特征279可耦合到(例如，接纳)微谐振器231。微谐振器耦合特征279可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使微谐振器231与微谐振器耦合特征279耦合。在某些实例实施例中，微谐振器231(也被称为微谐振器231)是各自形成具有内表面233和外表面235的细长管的一个或多个装置。微谐振器231可具有至少与部分212的主体222的厚度一样大的长度。
微谐振器231还可包含一个或多个谐振元件234。在此状况下，谐振元件234安置在由内表面233形成的空腔内的微谐振器212的远侧端部处。在此状况下，谐振元件231安置为邻近于音叉的尖齿。微谐振器231可安置于模块211的部分212的微谐振器耦合特征279中，使得由光学装置(例如，光学装置125)发射的光可在到达音叉的尖齿之前从其行进通过。
具体来说，微谐振器231可以是设计成约束和/或以其它方式操控光的小尺寸结构或结构的群。光沿着微谐振器231的内表面233在内部反射。这样产生一系列驻波光学模式或谐振，其类似于可能在振动吉他弦上存在的那些驻波光学模式或谐振。因此，在此状况下，微谐振器231还可用以对准音叉且允许更精确的测量。微谐振器231(或其部分)可以是光学装置(例如，光学装置115、光学装置125)的部分或与所述光学装置分离。因此，部分212的微谐振器耦合特征279配置成允许微谐振器279在耦合到微谐振器耦合特征279时与光学装置适当地对准。
当微谐振器231耦合到部分212和部分213的微谐振器耦合特征279时，微谐振器231的远侧端部之间存在间隙295。间隙295配置成足够宽以允许当音叉耦合到模块211时将音叉的一个或多个尖齿安置于其间。
图2的模块211的部分212和部分213彼此基本上相同。具体来说，部分213的主体223具有与部分212的主体222基本上相同的特性(例如，长度、厚度、高度)。另外，部分213可具有横穿主体223的厚度的微谐振器耦合特征279。微谐振器231(相对于耦合到部分212的微谐振器耦合特征279的微谐振器231的相同微谐振器或单独微谐振器)可耦合到部分213的微谐振器耦合特征279且定位于音叉与另一光学装置(例如，光学装置115)之间。尽管部分213的微谐振器耦合特征279与部分212的微谐振器耦合特征279基本上相同，但它们也可能彼此不同。
在此状况下，穿过音叉的尖齿的光可继续穿过微谐振器231到在其中测量光的其它光学装置。在某些实例实施例中，部分213的微谐振器耦合特征279的定向方式可为使得耦合到部分213的微谐振器耦合特征279的微谐振器231与耦合到部分212的微谐振器耦合特征279的微谐振器231基本上对准。
图2和图3的模块211的部分214可充当部分212和部分213从其延伸的基底。部分214的主体224可基于部分212和/或部分213的对应特性而具有任何合适的特性(例如，长度、厚度、高度)。如上文所论述，部分212、部分213和部分214可以是单独件或单个件的部分。部分214可包含数个耦合特征中的一个或多个。举例来说，在此状况下，部分214包含音叉耦合特征241。
音叉耦合特征241可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，音叉耦合特征241是由壁242形成的横穿部分214的主体224的厚度的孔口。音叉耦合特征241可耦合到(例如，接纳)音叉(例如，音叉145)的至少部分。音叉耦合特征241可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使音叉与音叉耦合特征241耦合。举例来说，音叉耦合特征241可耦合到音叉的基底(例如，基底146)。在某些实例实施例中，音叉耦合特征241基本上垂直于微谐振器耦合特征279。
图2和图3的模块211的部分216可从部分214的主体224的底部延伸。部分216可耦合到气体传感器的气体传感器外壳(例如，气体传感器外壳101)的音叉耦合特征(例如，音叉耦合特征140)(例如，安置于其内)。因而，部分216的主体226可具有允许部分216耦合到气体传感器外壳的音叉耦合特征的一个或多个耦合特征(例如，配合螺纹、突起部、凹槽、狭槽)。
另外，部分216的主体226可基于模块211的部分214的对应特性和/或气体传感器的外壳的音叉耦合特征的对应特性而具有任何合适的特性(例如，长度、厚度、高度)。如上文所论述，部分212、部分213、部分214和/或部分216可以是单独件或单个件的部分。部分216可包含数个耦合特征中的一个或多个。举例来说，在此状况下，部分216包含音叉耦合特征243。
音叉耦合特征243可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，音叉耦合特征243是由壁244形成的横穿部分216的主体226的厚度的孔口。音叉耦合特征243可耦合到(例如，接纳)音叉(例如，音叉145)的至少部分。音叉耦合特征243可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使音叉与音叉耦合特征243耦合。在某些实例实施例中，部分216的音叉耦合特征243可与部分214的音叉耦合特征241对准且具有与部分214的音叉耦合特征241基本上相同的特性。
图4a和图4b示出根据某些实例实施例的包含基本上类似于图1的子组合件100的图3的子组合件321和子组合件400的气体传感器的子组合件403。图5a和图5b示出根据某些实例实施例的图4a和图4b的子组合件403的部分409的详细视图。参看图1到图5b，图3的子组合件321至少部分地安置于外壳401的底部部分402的空腔430内。部分216耦合到外壳401的底部部分402的音叉耦合特征440。
当子组合件321(且，更具体地说，模块211)安置于外壳401的底部部分402的空腔430内时，外壳401的音叉耦合特征440可被称作用于直接地耦合到模块211的模块耦合特征440，所述模块211直接地耦合到音叉445。具体来说，在此状况下，音叉445耦合到模块211的部分214的音叉耦合特征241和部分216的音叉耦合特征243。
另外，部分212的微谐振器耦合特征279的配置方式为使得耦合到部分212的微谐振器耦合特征279的微谐振器231将由光学装置425发射的光朝向音叉445的尖齿447导引。此外，部分213的微谐振器耦合特征279的配置方式为使得耦合到部分213的微谐振器耦合特征279的微谐振器231将发射通过音叉445的尖齿447的光朝向光学装置415导引。音叉445的尖齿447安置于微谐振器231的远侧端部之间的间隙295内。
如上文所论述，本文中所描述的实例模块可具有数个形状、大小、件和其它特性。另一模块911的实例在图6a到图9中示出。图6a和图6b分别示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的911模块的部分612的后侧透视图和侧视图。图7a和图7b分别示出根据某些实例实施例的911模块的另一部分713的后侧透视图和侧视图。图8a到图8c分别示出根据某些实例实施例的模块911的又一部分814的顶侧透视图、侧视图和横截面侧视图。图9示出根据某些实例实施例的模块911的侧视图。
在此实例实施例中，模块911包含三个件，其中每个件具有至少一个部分。模块911的每个件可具有包含耦合特征的数个特征中的一个或多个。举例来说，如图6a和图6b中所示出，部分612可包含至少一个微谐振器耦合特征679。微谐振器耦合特征679可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，微谐振器耦合特征679是由壁678形成的横穿部分612的主体622的上部分的厚度的孔口。
微谐振器耦合特征679可耦合到(例如，接纳)微谐振器(未示出，但基本上类似于上文所描述的微谐振器231)中的一些或全部。微谐振器耦合特征679可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使微谐振器与微谐振器耦合特征679耦合。微谐振器可具有至少与部分612的主体622的厚度一样大的长度。此外，部分612可具有一个或多个其它特征。举例来说，如图6a和图6b中所示出，部分612的主体622可具有阶梯形布置，使得部分612可耦合到(例如，邻接)部分814。
部分713还可包含至少一个微谐振器耦合特征779。微谐振器耦合特征779可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下微谐振器耦合特征779是由壁778形成的横穿部分712的主体722的上部分的厚度的孔口。换句话说，部分713的微谐振器耦合特征779可与部分612的微谐振器耦合特征679基本上相同。
微谐振器耦合特征779可耦合到(例如，接纳)微谐振器(未示出，但基本上类似于上文所描述的微谐振器231)中的一些或全部。微谐振器耦合特征779可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使微谐振器与微谐振器耦合特征779耦合。微谐振器可具有至少与部分713的主体722的厚度一样大的长度。此外，部分713可具有一个或多个其它特征。举例来说，如图7a和图7b中所示出，部分713的主体722可具有阶梯形布置，使得部分713可耦合到(例如，邻接)部分814。
尽管部分612和部分713可具有相对于彼此不同的特征和/或特性，但图6a到图9中所示出的模块911的部分612和部分713彼此基本上相同且定向为关于彼此成镜像。具体来说，部分713的主体723具有与部分612的主体622基本上相同的特性(例如，长度、厚度、高度)。微谐振器可耦合到部分612的微谐振器耦合特征679且定位于音叉与光学装置(例如，下文图10a到图11b的光学装置1025)之间。类似地，另一微谐振器(或相同微谐振器)可耦合到部分713的微谐振器耦合特征779且定位于音叉与另一光学装置(例如，下文图10a到图11b的光学装置1015)之间。
在此状况下，由光学装置(例如，光学装置1025)发射的光穿过一个微谐振器，通过安置于部分612与部分713之间的音叉(例如，下文音叉1045)的尖齿(例如，下文尖齿1047)，且继续通过另一微谐振器到在其中测量光的另一光学装置(例如，光学装置1015)。在某些实例实施例中，部分713的微谐振器耦合特征779的定向方式可为使得耦合到部分713的微谐振器耦合特征779的微谐振器与耦合到部分612的微谐振器耦合特征679的微谐振器基本上对准。
图8a到图9的模块911的部分814可充当部分612和部分713耦合(例如，邻接)的基底。部分814的主体824可基于部分612和/或部分713的对应特性而具有任何合适的特性(例如，长度、厚度、高度)。如上文所论述，部分612、部分713和部分814可以是单独件(如在此实例中)或单个件的部分。部分814可包含数个耦合特征中的一个或多个。举例来说，在此状况下，部分814包含音叉耦合特征841。
部分814的音叉耦合特征841可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，音叉耦合特征841是由壁842形成的横穿部分814的主体824的厚度的孔口。音叉耦合特征841可耦合到(例如，接纳)音叉(例如，下文音叉1045)的至少部分。音叉耦合特征841可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使音叉与音叉耦合特征841耦合。举例来说，音叉耦合特征841可耦合到音叉的基底。在某些实例实施例中，当模块911的各个部分彼此耦合时，音叉耦合特征641基本上垂直于微谐振器耦合特征679和微谐振器耦合特征779。
图8a到图9的模块911的部分816可从部分814的主体824的底部延伸。部分816可耦合到气体传感器的气体传感器外壳(例如，下文气体传感器外壳1001)的音叉耦合特征(例如，音叉耦合特征1040，下文也被称为模块耦合特征1040)(例如，安置于其内)。因而，部分816的主体826可具有允许部分816耦合到气体传感器外壳的音叉耦合特征的一个或多个耦合特征(例如，配合螺纹、突起部、凹槽、狭槽)。
另外，部分816的主体826可基于模块911的部分814的对应特性和/或气体传感器的外壳的音叉耦合特征的对应特性而具有任何合适的特性(例如，长度、厚度、高度)。如上文所论述，部分612、部分713、部分814和/或部分816可以是单独件或单个件的部分。部分816可包含数个耦合特征中的一个或多个。举例来说，在此状况下，部分816包含音叉耦合特征843。
音叉耦合特征843可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，音叉耦合特征843是由壁844形成的横穿部分816的主体826的厚度的孔口。音叉耦合特征843可耦合到(例如，接纳)音叉(例如，音叉1045)的至少部分。音叉耦合特征843可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使音叉与音叉耦合特征843耦合。在某些实例实施例中，部分816的音叉耦合特征843可与部分814的音叉耦合特征841对准且具有与部分814的音叉耦合特征841基本上相同的特性。
在此实例中，微谐振器完全安置于部分612的微谐振器耦合特征679和部分713的微谐振器耦合特征779内。如图9中所示出，当部分612和部分713耦合到(例如，邻接)部分814时，微谐振器的远侧端部之间存在间隙995，所述间隙995还可对应于微谐振器耦合特征679和微谐振器耦合特征779的远侧端部。间隙995配置成足够宽以允许当音叉耦合到模块911时将音叉的一个或多个尖齿安置于其间。模块911的部分612、部分713和/或部分814可包含允许一个部分耦合到模块911的一个或多个其它部分的一个或多个耦合特征。举例来说，在此状况下，当部分耦合到(邻接)模块911的邻近部分的主体的外表面时部分的耦合特征仅为那些部分的主体的外表面。
图10a和图10b示出根据某些实例实施例的包含基本上类似于图1的子组合件100的图6a到图9的模块911和子组合件1000的气体传感器的子组合件1003。图11a和图11b示出根据某些实例实施例的图10a和图10b的子组合件1003的部分1009的详细视图。参看图1到图11b，图9的模块911至少部分地安置于外壳1001的底部部分1002的空腔1030内。部分816耦合到外壳1001的底部部分1002的音叉耦合特征1040(也被称为模块耦合特征1040)。此外，音叉1045耦合到模块911的部分814的音叉耦合特征841和部分816的音叉耦合特征843。
另外，部分612的微谐振器耦合特征679的配置方式为使得耦合到部分612的微谐振器耦合特征679的微谐振器(从视图中不可见)将由光学装置1025发射的光朝向音叉1045的尖齿1047导引。此外，部分713的微谐振器耦合特征779的配置方式为使得耦合到部分713的微谐振器耦合特征779的另一微谐振器(从视图中也不可见)将发射通过音叉1045的尖齿1047的光朝向光学装置1015导引。音叉1045的尖齿1047安置于微谐振器的远侧端部之间的间隙995内(在此状况下，所述间隙995与部分612的微谐振器耦合特征679和部分713的微谐振器耦合特征779的远侧端部重合)。
又一模块1411的实例在图12a到图14中示出。图12a和图12b分别示出根据某些实例实施例的用于气体传感器的1411模块的部分1212的底侧透视图和横截面侧视图。图13a到图13c分别示出根据某些实例实施例的1411模块的另一部分1314的顶侧透视图、横截面侧视图和侧视图。图14示出根据某些实例实施例的模块1411的侧视图。
在此实例实施例中，模块1411包含两个件，其中每个件具有至少一个部分。模块1411的每个件可具有包含耦合特征的数个特征中的一个或多个。举例来说，如图12a和图12b中所示出，部分1212可包含至少一个微谐振器耦合特征1279。微谐振器耦合特征1279可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，每个微谐振器耦合特征1279是由壁1278形成的横穿部分1212的主体1222的厚度的部分的孔口。
微谐振器耦合特征1279可耦合到(例如，接纳)微谐振器(未示出，但基本上类似于上文所描述的微谐振器231)中的一些或全部。微谐振器耦合特征1279可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使微谐振器与微谐振器耦合特征1279耦合。在此状况下，微谐振器可具有与微谐振器耦合特征1279的长度基本上相同的长度。
在某些实例实施例中，图12a和图12b的部分1212的微谐振器耦合特征1279定位成邻近于部分1212的音叉耦合特征1241。部分1212的音叉耦合特征1241可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，音叉耦合特征1241是由壁1242形成的横穿部分1212的主体1222的厚度的孔口。音叉耦合特征1241可耦合到(例如，接纳)音叉(例如，下文音叉1545)的至少部分。音叉耦合特征1241可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使音叉与音叉耦合特征1241耦合。举例来说，音叉耦合特征1241可耦合到音叉的基底。在某些实例实施例中，音叉耦合特征141基本上垂直于微谐振器耦合特征1279。
在某些实例实施例中，本文中所描述的音叉耦合特征的壁不直接地接触音叉的任何部分。举例来说，壁1242可不直接地接触安置于音叉耦合特征1241中的音叉的任何部分。在此状况下，音叉耦合特征1241可被简称作孔口1241。在任何状况下，在微谐振器耦合特征1279与音叉耦合特征1241相交的点处的音叉耦合特征1241(或孔口1241)的宽度界定微谐振器耦合特征1279之间的间隙1295。如果耦合到微谐振器耦合特征1279(安置于其内)的微谐振器与微谐振器耦合特征1279的远侧端部平齐，那么间隙1295也界定微谐振器之间的距离。
部分1212可具有一个或多个其它耦合特征。举例来说，如图12a和图12b中所示出，部分1212的主体1222可包含用以将部分1212耦合到部分1314的一个或多个模块耦合特征1354的一个或多个模块耦合特征1253。在此状况下，部分1212的模块耦合特征1253是主体1222的底表面中的圆柱形凹槽，且部分1314的模块耦合特征1354是从部分1314的主体1324的顶表面延伸的圆柱形突起部。
此外，部分1314可包含音叉耦合特征1341。部分1314的音叉耦合特征1341可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，音叉耦合特征1341是由壁1243形成的横穿部分1314的主体1324的厚度的孔口。音叉耦合特征1341可耦合到(例如，接纳)音叉的至少部分。音叉耦合特征1341可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使音叉与音叉耦合特征1341耦合。举例来说，音叉耦合特征1341可耦合到音叉的基底。在某些实例实施例中，部分1314的音叉耦合特征1341可与部分1212的音叉耦合特征1241对准且具有与部分1212的音叉耦合特征1241基本上相同的特性。
图13a到图14的模块1411的部分1316可从部分1314的主体1324的底部延伸。部分1316可耦合到气体传感器的气体传感器外壳(例如，下文气体传感器外壳1501)的音叉耦合特征(例如，音叉耦合特征1540，下文也被称为模块耦合特征1540)(例如，安置于其内)。因而，部分1316的主体1326可具有允许部分1316耦合到气体传感器外壳的音叉耦合特征的一个或多个耦合特征(例如，配合螺纹、突起部、凹槽、狭槽)。
另外，部分1316的主体1326可基于模块1411的部分1314的对应特性和/或气体传感器的外壳的音叉耦合特征的对应特性而具有任何合适的特性(例如，长度、厚度、高度)。如上文所论述，部分1212、部分1314、和/或部分1316可以是单独件或单个件的部分。部分1316可包含数个耦合特征中的一个或多个。举例来说，在此状况下，部分1316包含音叉耦合特征1343。
音叉耦合特征1343可呈数个形状和/或形式中的任一个。举例来说，在此状况下，音叉耦合特征1343是由壁1344形成的横穿部分1316的主体1326的厚度的孔口。音叉耦合特征1343可耦合到(例如，接纳)音叉(例如，音叉1545)的至少部分。音叉耦合特征1343可包含数个特征(例如，套环、槽口、突起部、凹槽)中的任一个，以帮助使音叉与音叉耦合特征1343耦合。在某些实例实施例中，部分1316的音叉耦合特征1343可与部分1314的音叉耦合特征1341对准且具有与部分1314的音叉耦合特征1341基本上相同的特性。
图15a和图15b示出根据某些实例实施例的包含基本上类似于图1的子组合件100的图12a到图14的模块1411和子组合件1500的气体传感器的子组合件1503。图16a和图16b示出根据某些实例实施例的图15a和图15b的子组合件1503的部分1509的详细视图。参看图1到图16b，图14的模块1411至少部分地安置于外壳1501的底部部分1502的空腔1530内。部分1316耦合到外壳1501的底部部分1502的音叉耦合特征1540(也被称为模块耦合特征1540)。此外，音叉1545耦合到模块1411的部分1314的音叉耦合特征1341和部分1316的音叉耦合特征1343。此外，音叉1545安置于模块1411的部分1212的孔口1241内。
另外，部分1212的微谐振器耦合特征1279的配置方式为使得耦合到部分1212的微谐振器耦合特征1279中的一个的微谐振器1631将由光学装置1525发射的光朝向音叉1545的尖齿1547导引。此外，部分1212的其它微谐振器耦合特征1279的配置方式为使得耦合到部分1212的微谐振器耦合特征1279的另一微谐振器1631将发射通过音叉1545的尖齿1547的光朝向光学装置1515导引。音叉1545的尖齿1547安置于微到谐振器的远侧端部之间的间隙1295内(在此状况下，所述间隙1295与部分1212的微谐振器耦合特征1279的远侧端部重合)。
本文中所描述的实例模块可具有以优化气体传感器的效果的方式配置的各个耦合特征(例如，音叉耦合特征、微谐振器耦合特征)。举例来说，如上文所描述，一个或多个光学装置的一个或多个聚焦透镜的焦点基本上精确地位于音叉的尖齿之间且还处于相对于音叉的基底的高度(例如，尖齿的高度的三分之二)。在此状况下，最优光学对准可通过配置实例模块的各个耦合特征来实现，所述配置的方式为使得气体传感器的所有元件(例如，光学装置、音叉)沿着中心轴线对准，且其方式为使得由光学装置发射的光在相对于音叉的尖齿的某一点处聚焦。
本文中所描述的实例模块可以数种方式中的任一种重新配置，使得实例模块可使用于气体传感器的数个外壳中的任一个中。在其中可使用实例实施例的气体传感器的外壳可具有数个配置(例如，空腔的数目、空腔的形状和大小、测试气体的流动方向、经测试气体的流动方向)中的任一个。实例模块可用于任何此类外壳中以按某种方式相对于音叉的尖齿耦合到且定向外壳的空腔内的一个或多个微谐振器。实例实施例可与具有一个光学装置或多个光学装置的气体传感器一起使用。
实例实施例具有数个益处。此类益处的实例包含但不限于符合一个或多个适用标准(例如，符合ip65、iec60079-28、zone1或zone2)、易于维护和更换组件且更准确和更快速地检测和测量气体中的杂质。本文中所描述的实例模块可降低/控制测试气体和/或经测试气体的流动和/或扰流的影响。实例实施例还可允许传感器头部空腔内的较好对准准确性，使得可更准确地对测试气体进行测试。包含本文中所描述的实例模块的气体传感器模块的各种组件的形状、大小和其它特性可工程设计成实现最优流动速率、最小扰流、最优效率和/或数个其它性能标准中的任一个。
尽管参考实例实施例作出本文中所描述的实施例，但是本领域的技术人员应了解，各种修改完全处于本公开的范围和精神内。本领域的技术人员应了解，本文中所描述的实例实施例不限于任何具体论述的应用，且本文中所描述的实施例是说明性的且非限制性的。从实例实施例的描述，其中示出的元件的等效物将向本领域的技术人员显现，且使用本公开来建构其它实施例的方式将向本领域的从业人员显现。因此，实例实施例的范围在本文中不受限。