专利名称：与气体传感器相关的设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及与气体传感器相关的设备，尤其涉及如下这种设备该设备针对其功能利用生成光的第一装置、接收光的第二装置、和形成并限定在所述第一装置与第二装置之间使气体样品通过的光学测量距离的第三装置、以及具有与其相关联的存储电路和计算电路的电子控制单元、和呈现并利用已计算出的结果的显示器或相应装置。所述第一装置、第二装置和第三装置可以配合为单个单元。更具体地说，这种单元可以与多个第一电连接器相关联，所述连接器沿所述单元的第一表面部分适配和分布，以便提供电连接到其它电连接器的可能性，其中所述其它连接器将与所述单元的诸如印刷电路卡之类的载体或相应结构相关。所述第一装置和第二装置首先被成形为所述单元的单独的电路设备，然后通常面向所述第三装置的相对侧并且与所述第三装置光学配合。通过连接器，该单元能够与结构本身为已知的控制单元电配合，或者包括结构本身为已知的控制单元，以便通过控制单元生成用于激励所述第一装置的电脉冲，并且通过控制单元接收用于激励所述第二装置的光脉冲，以及响应被激励的所述第一装置及其结构在控制单元内分析接收的脉冲结构，在与控制单元相关的存储电路和/或计算电路的帮助下并利用在现有技术中本身为已知的光谱分析来评估和/或分析气体样品中的气体成分。
背景技术：
与以上提及的技术领域相关的、具有满足所设立的需求的功能和结构的方法、设备和结构，较早在多个不同实施例中已知。作为本发明所涉及的背景技术和技术领域的第一示例，可以提到目前出售的与气体传感器相关的设备，其根据下面的图1基本上被安装在电路卡上，并且具有连接到电路卡的简单类型的分立部件。此处示出并描述的与气体传感器相关的设备针对其功能利用生成光的第一装置、接收光的第二装置、和形成并限定在所述第一装置与所述第二装置之间使气体样品通过的光学测量距离或路径的第三装置，以及针对所执行的光谱分析具有相关联的存储电路和/或计算电路的控制单元。所述第一装置、第二装置和第三装置在此处配合为电路卡的有限表面部分。更具体地说，在此处指示使所述电路卡与多个第一电连接器相关联的可能性，所述连接器沿所述电路卡的第一表面部分适配和分布，用于使得能够提供电连接到与相邻电路卡相关的其它电连接器的可能性，其中所述第一装置和所述第二装置有利地被成形或形成为电路设备，并且被布置在弯曲为用于容纳和/或保留相关气体样品的圆弧的一部分 (圆环的部分)和开口的第三装置的相对侧上。电路卡的功能单元能够通过不同连接器与所利用的结构本身为已知的控制单元电配合，用于通过控制单元生成电脉冲，激励所述第一单元，从而在第二装置中接收所生成的光脉冲，并且在控制单元及其计算电路中分析所接收的脉冲结构，用于在利用复杂的光谱分析处理的同时评估和/或分析气体样品的气体成分。在考虑与本发明相关的特性时，也应当提及现有技术中已知在印刷电路卡和/ 或印刷板的所选取的表面部分上创建利用不同技术的相同和不同的、或多或少复杂的电路设备。此外，早先已知在用于不同控制或分析系统的不同类型的控制单元中具有计算机单元，该计算机单元对计算电路中的不同输入数据具有灵敏性，并且在存储电路的帮助下处理该输入数据，以响应于计算电路中利用的一个或多个算法和所利用的一个或多个软件应用程序来生成输出数据。在这种控制单元中，现有技术中已知将计算电路的不同功能和/或功能单元以及所需的存储电路的存储容量分配到印刷电路卡的不同组中，并且通过不同连接器和/或制造工艺将第一印刷电路卡的连接器与一个或多个其它印刷电路卡的连接器电连接。考虑到与本发明相关联的技术评估，以下专利公布将作为较早的技术观点被提及。在美国专利公布US 2005/0 142 662-A1中，为了高度灵敏性、快速和非常紧凑的意图，公开了一种微流体分析器。该分析器可以在每次分析都使用足够低的功率以便容易利用等同的小电池组或其它便携式电源来实现。为了实现误测的低可能性和检测多功能性，此处提议各种检测器或传感器。图2示出微气体应用(15)的细节。样品流05)可以从管道或管(19)进入输入端口(34)。公开了将灰尘和其它微粒从待进入设备(15)的流体流05)中去除的微粒过滤器(43)的使用。流体0 的一部分0 可以流过可测量光致电离电流的差分热导检测器(TCD) 或其它设备(127)的第一分支，并且流体0 的一部分07)流过管09)到达泵(51)。来自检测器(127、129)的数据可以发送到控制器(30)，控制器(130)接着可以将数据传送到微控制器和/或处理器09)用于处理，并且结果可以发送到站点(31)。图13示出与“Si”相关的光检测块(353)与具有适于引导气体用于评估的壁元件(355)的、与“Si”相关的光发送或发射块(351)配合。专利公布US-5 834 777-A1公开了一种利用半导体微机械加工技术由诸如“Si” 或“GaSa”之类的半导体材料制成的小型NWR气体传感器。这种NWR气体传感器包括光波导、在该波导一端的光源、在该波导的与光源相对的一端处的至少一个光检测器、形成在波导内并且插入在光源与光检测器之间的光学路径中使得光源和光检测器与气体样品热绝缘的漫射型气体样品室、以及插入在光源与每个光检测器之间的独立带通滤波器。该小型NWR气体传感器也可以在光波导同一端上被提供有光源和光检测器。因为NWR传感器由半导体材料制成，因此源驱动和信号处理电子器件可以利用集成电路制造技术被直接添加到该传感器。微粒和烟尘以及灰尘可以通过在样品室壁中的孔上应用气体渗透膜而被留在样品室之外。顶衬底0 和底衬底04)是由半导体材料制成的微机械，所以当顶衬底G2)被附接到底衬底G4)时，形成光波导(30)，并且这些衬底利用标准的裸芯片附接工艺彼此附接。专利公布US-5 852 308-A公开了一种微机械加工成的集成光-热传感器，该传感器具有强度快速变化或可脉冲调制的光源；干涉滤波器；遮蔽或反射阻挡来自热传感器或差分运算的光的阴影；检测气体能够经由通道或过滤器流入其中的气体腔；以及探测由待检测的特定气体吸收某一波长的光所导致的气体加热的热检测器元件。可以计算来自检测器的信号的量以用于确定气体或流体的存在。检测器可以仅仅具有包含两组热传感器的单个腔，并且每组传感器接收由干涉滤波器滤波后的辐射，其中干涉滤波器使针对一组的一个波长的辐射和针对另一组的另一波长的辐射通过。计算分别从这两组热传感器所得到的信号的比率，以确定气体在检测器的附近周围环境中是否存在。关于后面的描述中所选取的术语的定义。分立单元本发明所指的分立单元被认为是IC电路或混合电路，并且包括位于同一或单独的表面部分上的第一装置和第二装置，和/或支撑第三装置，而且还包括控制单元的全部或部分以及所需的计算电路的全部或部分，该计算电路具有相关联的有相同或不同存储容量的存储电路。第三装置可以集成在分立单元中，但通常由与分立单元分离的单元组成。然而，该单元能够与分立单元配合用于形成所需的光学测量距离或路径。“小的热质量”分立单元中的材料及其密度将从展示出有限表面延伸和有限厚度的陶瓷材料或塑料结构中选取，以便能够提供重量轻的所用材料。作为建议，这种分立单元可以被指派12X8X1.5毫米的外部尺寸。为了这个目的，分立单元能够通过支撑物或电连接点被安装到其支座或印刷电路卡。“第一接触装置”分立单元将展示出多个第一连接装置，第一连接装置通过内部导体系统一方面将第一装置和第二装置与控制单元中和/或存储电路中与分立单元相关的部分相连，以便创建连接到该单元的、位于所利用的载体上的外围电路配置的可能性。“控制单元”是能够激励并控制光生成装置的电脉冲并且能够探测从而接收所生成的光脉冲的单元，其通过计算电路能够借助于本身为已知的光谱分析而计算并确定气体的存在和/或气体的浓度。“呈现单元”是借助于光谱分析的结果用简单的语言呈现气体的结构和浓度的单元，其已被实现和确定。这种呈现单元不必非要由屏幕组成，而是可以被直观浏览，并且实际上可以非常好地包括生成用于控制一个或多个功能单元的重要电信号。
发明内容
技术问题如果注意以下情况本技术领域技术人员为了提供一个或多个给定技术问题的方案将必须实现的技术考虑，一方面首先是对测量和/或将必须进行的测量序列的必要理解，另一方面是对所需的一个或多个装置的必要选取，则以下技术问题因此而应当在产生并评估本发明的目的时相关。考虑到如以上所述的技术的较早观点，因此必须将理解有效地利用测量技术的有助于形成集成气体传感器部件的优点的意义、相关优点和/或所需的技术措施和考虑因素当作技术问题，其中在集成气体传感器部件中，所有重要且具体的特性被内置在可以安装于一表面上的同一小部件中。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素能够借助于具有内置的第三装置或优选适于支撑分离形成的第三装置的分立单元，提供更精确的测量结果。技术问题在于，能够理解能够提供暴露出构成所附权利要求1前序部分的特征的分立单元的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解能够提供为了暴露尽实践可能地小或受限的容积而产生的分立单元的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解另外能够提供增加的操作温度范围的意义、相关优点和/ 或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解能够即通过能接受增加的操作温度来提供抗湿气和浓缩的检测器作为分立单元的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素与公共信号扩展例如因为硬化会导致近似20%的不确定性、安装会创建近似200%的不确定性以及灯丝容限会提供近似250%的不确定性相比，能够提供第一装置和第二装置(发射机/检测器)在部件或分立单元中的精确定位，例如在窄范围(例如，士0.1毫米)内。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素能够通过分立单元提供在信令方面基本上很好的产品均勻性，从而提供更精确的工艺管理/ 统计管理和/或工艺优化，并且其中能够较容易地且较快地发现异常，从而为具有较高生产率等的更一致的生产结果创建先决条件。技术问题在于，能够理解在此处能够针对分立单元提供机械上且环境上更稳定的产品的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解在此处能够提供特别针对于光学电子器件的增加的温度稳定性的可能性的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解如果期望在不需要必需的温度循环的情况下能够完全执行过程，则能够提供简化的校准过程的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素利用集成气体传感器部件所涉及的与产品相关联的逻辑优点，其中所有重要且具体的功能单元能够包括在采用“分立单元”形式的同一个小的表面可安装的部件中。技术问题在于，能够理解创建为了保持低生产成本所需的特征的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解即使所有重要部件还能够被利用在同一累积处理步骤中，也利用分立单元的自动安装的优点的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因
ο技术问题在于，能够理解能够利用由于敏感的生产步骤首先在生产链中出现而导致用于发现部件或工艺问题的反馈时间会变得较短的优点的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解能够利用强制生产率损失能仅仅与该部件或分立单元相关和/或影响该部件或分立单元而不是像今天与整个产品有关的特征的意义、相关优点和 /或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素能够利用特别是在所制造的分立单元缺少第三装置(其将在随后的工艺步骤中安装)的情况下，气体传感器的少数变型部件提供体积的优点和自动化方面的经济的特征。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素能够利用相关生产系统的每个所选尺寸可以得以高度简化并缩减到采用较少数的操作者和操作在IC部件特征机器中制造的尺寸的特征。技术问题在于，能够理解能够利用周转速度将非常短(也许是分钟而不是很多天)，即内部热质量必须选取的比在已知技术中要小，因而每个温度循环将较快发生的优点的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素能够利用用于表征部件的温度扫描可以借助于部件或分立单元中的卡上芯片电阻器而不是利用完整的环境室来提供的优点。技术问题在于，能够理解使部件信息物理收集在所提供的部件或分立单元中(其适于并能够自动安装在转包商/消费者的每条标准SMD线中)的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解使发生的生产率损失集中于分立单元的制造商，因而不会向外注意并且不会影响所制造的最终产品的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素能够提供完全特征化的和/或预校准的部件或分立单元给“任一个人”(其在不必具有任何关于气体测量及其技术的见识的情况下能够制造好的最终产品)的意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素使与气体传感器相关的设备具有生成光的第一装置、接收光的第二装置和形成并限定在所述第一装置与所述第二装置之间使气体样品通过的光学测量距离或路径的第三装置，以及具有相关联的计算电路、存储电路的控制单元，其中所述第一装置、第二装置和第三装置配合为第一单元，所提及的单元被指派多个第一电连接器，所述连接器沿所提及的单元的第一表面部分适配和分布，从而可以电连接到与所述单元的诸如印刷电路卡或板之类的载体相关的第二电连接器，所述第一装置和第二装置被塑造或构建为所述单元的电路设备并且位于所述第三装置的相对侧上，指示所述第一装置、第二装置和可能的第三装置在成形为“分立单元”的单元内彼此密切相关或邻近相关，作为第一表面部分和第二表面部分，并且所述分立单元被成形并被形成为具有小的总热质量的尺寸。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素至少使具有相关联的存储电路和计算电路的所述控制单元的一部分与所述分立单元配合，并且连接到与分立单元配合的所选取的第一电连接器配线。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素使至少与所选取的应用以及指派给表面部分上的第二装置和第三装置的结构和/或位置相关的信息存储在采用一个或多个存储单元的形式并且控制单元和计算单元可访问的所述存储电路中。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素使所述存储电路以及具有相关联的计算电路的控制单元的部分与所述分立单元相关，作为第四表面部分中的电路结构。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素使采用一个或多个存储单元形式的所述存储电路和/或具有其相关联的计算电路的所述控制单元通过与分立单元配合的配线和所选取的第一和第二连接装置与所述载体或印刷电路卡相关。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素使第一装置及其表面部分由每脉冲具有高强度并且在所选取的频率范围内的所选取的频率上可脉冲调制的微技术制造的脉冲式顶源组成。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素使所述分立单元适于能够展示或支撑具有用于形成面对所述第一装置和第二装置的光学测量距离的光反射表面的罩，作为其第三装置。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素使所述第一装置和第二装置放置或可放置在所述分立单元中的单独开口槽中，并且使分离的第三装置适于与所述槽配合。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素使所述分立单元与分离装置相关联从而能够创建温度的稳定性。技术问题在于，能够理解其意义、相关优点和/或技术措施和所需的考虑因素例如通过所述第一电连接器和第二电连接器使对于分立单元的有效标识可呈现给一个或多个与载体相关的电路组，或者可替代地使标识可馈送到电路结构中。方案作为本发明的起点，本发明利用如下通过介绍的方式提及的已知技术一种气体传感器装置，具有适于生成光的第一装置、适于接收光的第二装置和适于形成并限定通过气体样品指派的在所述第一装置与第二装置之间的光学测量距离，以及具有相关联的存储电路和/或计算电路的控制单元，所述第一装置、第二装置和第三装置能够配合为一单元， 所述单元被指派多个第一电连接器器件，所述连接器器件沿所述单元的表面部分适配和分布，以便提供到与所述单元的诸如印刷电路卡之类的载体相关的其它电连接器器件的电连接可能性，所述第一装置和第二装置被塑造为所述单元的电路设备，并且被布置在所述第三装置的相对侧上。为了能够解决以上提及的一个或多个技术问题，本发明更具体地指示通过以下方式对已知的技术进行补充使所述第一装置和第二装置在“分立单元”内彼此密切相关，例如第一表面部分和第二表面部分，所述分立单元被成形并被形成为展示出小的热质量的尺寸，至少一部分存储电路或存储单元和具有相关联的计算电路的所述控制单元中的至少一部分与所述分立单元配合，并且借助于与分立单元配合的配线连接到所选取的第一电连接装置。例如，落入本发明基本构思框架内的提议的实施例额外指示在所述存储电路中存储至少与所选取的应用以及指派给第一装置、第二装置和第三装置的结构和/或位置相关的信息。然后，所述存储电路以及具有相关联的计算电路的控制单元中的一部分能够与所述分立单元相关，例如第四表面部分中的电路结构。所述存储电路和/或所述控制单元能够通过所选取的与分立单元配合的配线并通过所述第一连接器装置和第二连接器装置与所述载体或印刷电路卡全部或部分相关。特别指示第一装置及其第一表面部分将由高强度的微技术制造的脉冲式顶源组成，该顶源容易在所选取的频率上被脉冲调制。所述分立单元将适于展示出具有面对所述第一装置和第二装置的光反射表面的罩作为其第三装置，其中所述盖子可适于支撑作为单独单元的第三装置。所述第一装置和第二装置能够有利地放置在所述分立单元中的单独槽中。所述分立单元还能够被指派一个或多个装置，从而能够以本身已知的方式创建温度稳定性。涉及分立单元的标识通过所述第一电连接器器件或装置和第二电连接器器件或装置可呈现给一个或多个与载体相关的电路集合，或者可替代地标识能够直接被引导到一个或多个所述电路集合中。优点主要必须考虑为本发明特征从而指示特别重要的特征优点在于，在与气体传感器相关的设备中创建这样的先决条件，该设备具有适于生成光的第一装置、适于接收光的第二装置和适于为气体样品形成并限定在所述第一装置与第二装置之间的第三装置，以及具有相关联的存储电路和计算电路的控制单元，其中所述第一装置、第二装置和第三装置能够配合为一单元，该单元被指派多个第一电连接器器件，所述连接器器件沿所述单元的表面部分适配和分布，从而可能电连接到与所述单元的诸如印刷电路卡之类的载体相关的其它电连接器器件，所述第一装置和第二装置被塑造或形成为在所述单元的所选取的表面部分上电路设备，并且被放置在所述第三装置的相对侧上，指示出所述第一装置和第二装置在“分立单元”内彼此密切相关，例如第一表面部分和第二表面部分，并且所述分立单元将被成形并被形成为与必须的电路设备和所选取的功能相比展示出最小化且小的热质量的尺寸。存储电路的全部或至少一部分、所述控制单元的全部或至少一部分以及相关联的计算电路的全部或至少部分将在所述分立单元中配合，并且通过与分立单元配合的内部配线连接到所选取的第一电连接器器件或装置，从而对于与载体或印刷电路卡相关的一个或多个外部功能单元或功能电路来说是可访问的。主要必须考虑为本发明特征的主题在所附权利要求1的特征部分中公开。
为了例证的目的，现在将参照附图更具体地描述目前提议的展示出与本发明相关联的重要特点的实施例。图1示出现有技术中已知的与气体传感器相关并且与印刷电路卡或板相关的设备的透视图，其适于检测气体在测量室中的存在，并且适于在光谱分析的帮助下通过控制单元经由必须的计算电路和存储电路来确定气体的结构和浓度。图2示出展示出与本发明相关联的第一实施例的特性的“分立单元”的第一部分的透视图。图3示出根据图2的“分立单元”的第二部分(盖子)的透视图，其中第一部分和第二部分适于彼此配合以形成闭合的完整“分立单元”。图4示出根据本发明的分立单元的基本构造的侧视图。图5示出在提议的封装实施例中根据图4的分立单元。图6以透视图示出在不利用由电脉冲激励的灯丝的情况下，在具体提议的本发明基本构造实施例中的生成光的第一装置。图7示出调制深度依据根据图6的第一装置的所选频率的曲线图，其中频率等级对于本发明来说是重要的。图8示出第二实施例的分立单元的下表面部分，其具有面向边缘暴露的第一电连接器器件或装置。图9示出其中形成有图4实施例的第一装置和第二装置(为了清楚起见，已去除或删除第三装置)的分立单元的上第二表面部分，其中第二表面部分可以被诸如图3所示
的盖子覆盖。图10示出所提议的分立单元的第三实施例的横向视图，其中第三装置位于分立单元的载体之下。图11示出在封装实施例中根据图10的实施例的横向视图，以及图12基本以块状图的形式示出所提议的根据本发明的分立单元的实施例，其中与控制单元相关联的特定部分、与计算电路相关联的特定部分以及与存储电路和功能相关联的特定部分与控制单元分离，并且分布到用于支撑分立单元的印刷电路卡和提议的替代物。
具体实施例方式对已知技术的描述参照图1，图1以透视实施例示出早就已知的布置在印刷电路卡或板上的与气体传感器相关且具有凸起弧形式的光学测量距离的设备。所述弧被成形为环的一部分，但向下开口，并且被印刷电路卡支撑，其中诸如电路和组件之类的各种功能单元与该印刷电路卡配合，以便使具有相关存储电路、中央单元和计算电路的控制单元能够以本身早就已知的方式评估所选气体在位于进行光谱分析评估的光学测量距离内的气体样品中的存在和浓度。因此，图1示出与气体传感器相关的设备“A”，其具有适于生成光的第一装置(1)、 适于接收光的第二装置(2)，以及适于形成并限定在所述第一装置(1)和第二装置(2)之间使气体样品(“G”)通过的光学测量距离或路径的第三装置(3)。具有相关联的计算电路(7)的控制单元(6)与所述第一装置(1)、第二装置(2)和第三装置⑶配合，并且它们都被印刷电路卡⑶支撑。所述印刷电路卡(8)能够被指派多个电连接器器件或装置(9)，所述连接器器件沿所述第一印刷电路卡的第一表面部分( 适配和分布，从而可以电连接至与第二印刷电路卡(8')相关的其它电连接器器件或装置。所述第一装置(1)和第二装置( 被成形为位于所述印刷电路卡(8)上的电路设备，并且被布置在所述第三装置(3)的相对侧上。对现在提议的每个实施例的描述通过介绍的方式，应当提及在展示出与本发明相关联的重要特点并且借助于附图中的图2至图12阐明的目前提议的实施例的以下描述中，我们选取了术语和专门名词， 以便主要阐明本发明的构思。然而，在该上下文中，应当注意此处选取的术语不应当视为仅仅限于此处利用和选取的术语，并且不言而喻，以该方式选取的每个术语应当以如下这种方式被解释该术语另外包括以相同或基本上相同的方式发挥作用的所有技术等同物，从而能够获得相同或基本上相同的目的和/或技术结果。因此，参照附图2至图12，不仅本发明被示意性地示出，而且与本发明相关的重要特征已通过现在提议的实施例被详细地具体化，并且在以下进行更具体地描述。因此，图2示出第一实施例中的根据本发明原理构建的与气体传感器相关的设备 “A”的第一部分11，其具有第一光生成装置1 ；第二光接收装置2 ；以及形成并限定在所述第一装置1与所述第二装置2之间使位于当第一部分11被根据图3的盖子构造3'覆盖时的腔中的气体样品“G”通过的光学测量距离的第三装置3。此处注意，图2和图3的实施例可以被成形为使得适用于气体样品“G”的腔能够被盖子3'封装。如果第三装置被指派为可应用于表面3a的分立单元，则提供更复杂的实施例，其中所述分立单元利用由反射光线构建的光学测量距离来限定所期望的腔。本发明指示具有相关联的计算电路30和存储电路40的控制单元20的存在，其中所述第一装置1和第二装置2 (在不具有所述第三单元构造3的情况下)以基于本发明的原理所产生的“分立单元”的形式配合为第一单元“E1 ”。所提及的分立单元“E1”的所述第一部分11被指派多个第一电连接器器件或装置 4,4a,此处所述器件沿所述分立单元“E1 ”的第一表面部分5适配和分布，从而可以电连接到与所述分立单元“E1”的支撑“Bi”(例如印刷电路卡“Bi”)相关的第二电连接器器件或装置(4)、(4a)。图2所示的所述第一装置1和所述第二装置2被成形为电路设备la、2a，在已使得图3所示的第二部分12与第一部分11配合时，电路设备Iada被构建为所述分立单元 “E1”中的表面部分，并且被布置在第三装置3的相对侧或下面。在一个实施例中，部分12可以被旋转或倾斜以与第一部分11配合，用于覆盖图2 中暴露的电路设备。图2示出单元“E1”的所有四个侧面都被提供有与第一表面部分5的连接器器件或装置4、如相对应或其边缘延伸的第一连接器器件或装置。此处，所述第一装置1和第二装置2在分立单元“E1”中彼此密切相关，为了这个目的，该分立单元“E1”被形成有第一表面部分Ia和第二表面部分加。此处，第三单元3与外表面部分3a相关。从制造的观点来看，所述分立单元“E1”被成形并被形成有表面延伸和导致极小热质量的其它考虑因素的尺寸。图2示出具有四个边缘位置的薄板。通过与材料的密度相乘，热质量通常能够位于100立方毫米与500立方毫米之间。对于当今的技术应用，优选在200与300立方毫米之间的量。本发明基本上基于选取尽可能小的热质量，但分立单元“E1”将至少被提供有a.第一装置 1 ；b.第二装置 2;c.控制单元20的全部或部分功能单元；d.必须的存储电路40的全部或部分，具有控制单元20可访问的存储容量；e.与控制单元20相关的一个或多个计算电路30 ；f.分立单元“E1”的用于解释与分立单元“E1”相关的功能标准的明确标识(ID)；g.第三装置3可以被封装在分立单元“E1”中，或者可替代地作为分离单元被应用于单元“E1”，或者以接近单元“E1”的其它方式被布置。更具体地指示存储电路40、整个控制单元20和所有计算电路30将在所述分立单元“E1”中配合。对具有或不具有所选取的第三装置3的分立单元“E1”进行识别通过这个而得到简化。与分立单元“E1”配合的内部配线将被连接到所选取的第一电连接器器件，其在此处被示出为连接器器件或装置4、如。作为所述存储电路40内部的存储单元10，其存储有至少一段与所选取的应用以及指派给第二装置2和第三装置3的结构和/或位置相关的信息，并且限于表面部分10a。存储单元10和具有相关联的计算电路30的控制单元20的部分能够作为分开的第四表面部分20a(例如表面部分IOa的部分)中的电路结构与所述分立单元“E1 ”相关。作为替代，存储单元10及其存储电路40和/或所述控制单元20能够通过第一连接器件4、如与第二连接器件G)“4a)之间的跳线，或多或少地与所述载体“Bi”或印刷电路卡相关。有利地，第一装置10及其第一表面部分Ia能够由微机械制造的脉冲式顶源组成，该顶源的每个脉冲具有高强度，并且在所选取的落入特别选取的频率范围内的频率上可脉冲调制。所述分立单元“E1”适于展示出作为第三装置3的盖子构造12，盖子构造12具有远离所述第一装置1和第二装置2而面对的光反射表面3a，用于支撑作为分离单元的所述第三装置3，其利用在壁部分中和在所述表面3a中反射的光线来形成光学测量距离或路径。此处第一装置1和第二装置2将被放置在位于所述分立单元“E1”中通常被提供有滤波器的单独的槽lb、2b或窗口中。另外，分立单元“E1”被分配有装置50，从而能够使温度稳定。分立单元“E1”的有效标识“ID”可以通过第三电连接器器件或装置4b、(4b)被呈现给一个或多个与载体“Bi”相关的电路集合。参照图4，图4示出具有由载体“Bi”支撑的光学镜面41的设备“E2”，其中存储电路42和光学滤波器43与顶检测器44相邻。
图5示出封装有形成第三装置3的光学罩51、用于传感器“E2”的发射和接收电路的组件52以及其它电子器件的图4的设备。图6示出由微技术产生的用于光脉冲调制的光源61，其具有高强度，并且具有选取适应性脉冲序列的内置可能性。与所选取的频率(赫兹)相关的调制深度(采用％ )仅仅作为图示示例被示出在图7的曲线图中。本发明意在使用根据图7的达40赫兹和作为其标出的部分71的达20赫兹。在图6中，示出具有1. 7X 1. 7平方毫米的表面伸展且具有所接收的电脉冲的最热点的自由悬挂的膜61的存在，其展示出大约750°C的最大温度。图8和图9具有示出本发明的附加实施例的目的，该实施例也被形成为分立单元 ‘ 3”。此处，也示出采用集成气体传感器组件形式的分立单元“E3”，其中所有具体部分和功能被内置并且被集中到同一个小的表面可安装的部件(12X8X2立方毫米)。此处示出的与气体传感器相关的设备“A”具有第一光生成装置1、第二光接收装置2和未示出的第三装置3以及具有相关联的计算电路30和存储电路40的控制单元20， 其中第三装置3用于形成并限定在所述第一装置1与所述第二装置2之间使气体测试“G” 通过的光学测量距离。所述第一装置1和第二装置2在此处也配合为一个单个的分立单元“E3”。所述分立单元“E3”被指派多个第一电连接器器件4、如，所述连接器器件沿所述单元的第一表面部分5适配和分布，从而可以电连接到与支撑“Bi” (例如印刷电路卡)相关的其它电连接器件(4)、(4a)。此处，所述第一装置1和所述第二装置2也被成形为所述分立单元“E3”的电路设
备，并且被布置在第三装置3的相对侧上和/或覆盖第三装置3。所述第一装置1和第二装置2分别作为第一表面部分Ia和第二表面部分加在分立单元“E3”中彼此密切相关。分立单元“E3，，在此处也被成形并被形成具有小的热质量(12X6X2立方毫米) 的尺寸，并且存储电路40和/或存储单元10的至少一部分、所述控制单元20的至少一部分以及相关联的计算电路30内的至少所选取的功能与所述分立单元“E3”配合，并且能够通过与分立单元配合的内部配线连接到所述第一电连接器件4、4a。有利地，图9中的单元‘ 3”被根据图3的盖子设备3’覆盖，但还具有另一表面延伸。图10示出通过分立单元“E4”的部分，该分立单元“E4”具有第一装置或发射机 101和窗口 102以及由滤波器104预连接的第二装置或检测器103，并且具有第三装置3。例如存储电路105和运算放大器106等等的电路设备也与该分立单元“E4”相关。单元“E4”通过气隙110被布置在载体“Bi”上，其中通过载体的槽111、112用于将所述第三装置3支撑在下侧上。图11示出根据图10的单元“E4”被封装，但适于倒装在载体“Bi”上。图12以块状图的形式示出表面部分Ia和Ib借助于内部配线121、122连接到具有相关联的存储电路124(40)和计算电路125(30)的控制单元123(20)的方式。
整个控制单元123或仅控制单元20的功能123a的一部分、整个存储电路IM或仅存储电路12 的一部分和/或所有计算电路125或仅计算电路12 的一部分，与诸如第四表面部分fe中的电路结构之类的所述分立单元“E1 ”相关。因此，整个功能12 或仅功能12 的剩余部分、整个存储电路124b或仅存储电路124b的剩余部分和/或整个计算电路12 或计算电路12 的剩余部分，能够与形成在载体“Bi”中的一个或多个电路集合130相关。ID信号140连接到连接器件(4b)，通过连接器件或装置4b连接到电路集合130， 用于借助于该信号140a单式传送重要的信号结构，该信号结构向电路集合130通知应用于所选取的分立单元“E1”的特定先决条件。有利地，这些特定的先决条件可以是a.可应用于所选取的气体的参数；b.可应用于所选取的气体浓度的参数；C.可应用于温度依赖性的参数；d.可应用于评估测量参数的补偿的参数；和/或e.可应用于相关环境的参数。图12示出适配电路150至显示单元160或等同物的利用。通过外部信号160a，经由配线如和( )，与分立单元“E1 ”的所选取的电路结构和/或所选取的第三装置3相对应的ID信号可以被传送到电路集合130。本发明自然不限于以上公开的作为示例的实施例，并且在所附权利要求中示出的发明构思的框架内，可以对本发明进行改进。应当特别注意，每个示出的单元和/或电路能够彼此结合，示出能够实现所期望的技术功能的框架内的单元和/或电路。
权利要求
1.一种与气体传感器相关的设备，具有第一光生成装置、第二光接收装置和用于形成并限定在所述第一装置与所述第二装置之间使气体样品通过的光学测量距离或路径的第三装置，以及具有相关联的存储电路和计算电路的控制单元，其中所述第一装置、第二装置和第三装置能够配合为一个单元，该单元被指派多个第一电连接器器件或装置，所述连接器器件沿所述单元的第一表面部分适配和分布，从而能够电连接到与所述单元的诸如印刷电路卡之类的载体相关的其它电连接器器件或装置，其中所述第一装置和所述第二装置被形成为所述单元的电路设备，并且被布置在所述第三装置的相对侧；其特征在于，所述第一装置(1)和所述第二装置( 在“分立单元”(“E1”)内彼此密切相关，并且在那里被成形为第一表面部分和第二表面部分；所述“分立单元”另外被形成为具有小的热质量的尺寸；所述存储电路的整个部分或至少一部分、所述控制单元的整个部分或至少一部分和/或相关联的计算电路的全部或至少一部分在所述“分立单元” (“E1”) 中配合，并且通过与所述“分立单元”配合的内部配线连接到所选取的第一电连接器件或装置(4、4a、4b)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述存储电路中存储有至少关于所选取的应用以及指派给所述第一装置、所述第二装置和所述第三装置的结构和/或位置的信肩、ο
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述存储电路以及具有相关联的计算电路的控制单元的部分与所述分立单元相关，作为第四表面部分中的电路结构。
4.根据在前权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述存储电路和/或所述控制单元通过与所述分立单元配合的内部配线和在所述第一连接器器件与所述第二连接器器件之间的跳线，与所述载体或印刷电路卡相关。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一装置及其第一表面部分由通过微技术进行脉冲调制的“ir”源(红外线)组成，该“IR”源具有高强度并且在所选取的频率上可脉冲调制。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分立单元适于作为其第三装置而展示出盖子构造，该构造具有面对所述第一装置和所述第二装置的光反射表面，并且所述第三装置的剩余部分被形成为分离单元。
7.根据权利要求1或6所述的设备，其特征在于，所述第一装置和所述第二装置被放置在所述分立单元和/或载体中的单独的凹槽中。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述分立单元被指派装置，从而能够创建温度的稳定性。
9.根据在前权利要求中任一项，特别是权利要求2所述的设备，其特征在于，能应用于所述分立单元的标识通过所述第一连接器器件或装置和所述第二连接器器件或装置能呈现给一个或多个与载体相关的电路集合。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述标识通过所述第一电连接器器件或装置和所述第二电连接器器件或装置实现。
11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述标识出现在与载体相关的电路集合的外观上。
全文摘要
本发明涉及一种与气体传感器相关的设备(“A”)，更具体地说，涉及如下这样的装置针对其功能，利用第一(1)光生成装置、第二(2)光接收装置和形成并限定在所述第一装置与第二装置之间使气体样品通过的光学测量距离的第三(3)装置，以及具有相关联的计算电路(30、125)的控制单元(20、123)。更具体地说，单元(“E1”)将被指派多个第一电连接器器件或装置(4、4a、4b)，所述连接器器件沿所述单元的第一表面部分(5)适配和分布，从而可以连接到所述单元的与诸如印刷电路卡或板之类的载体(“B1”)相关的其它电连接器器件或装置(4)、(4a)、(4b)。所述第一(1)装置和第二(2)装置在“分立单元”(“E1”)内作为第一(1a)表面部分和第二(2a)表面部分彼此密切相关。所述“分立单元”(“E1”)被成形并被形成为呈现出小的热质量的尺寸。存储电路(124)的整个部分或至少一部分、所述控制单元(123)的整个部分或至少一部分将在所述“分立单元”(“E1”)中与所有相关联的计算电路(125)或所选取的相关联的计算电路(125)配合，并且通过与所述“分立单元”配合的内部配线(121、122)连接到所选取的第一电连接器器件(4、4a、4b)。
文档编号H01L23/58GK102246027SQ200980149761
公开日2011年11月16日 申请日期2009年12月4日 优先权日2008年12月12日
发明者汉斯·戈兰·埃瓦尔德·马丁 申请人:森谢尔公司