[发明专利]用于检测被分析物的光电方法和装置

说明书

背景技术

检测化学被分析物(尤其是有机化学被分析物)的能力在许多应用(包括环境监测等)中是非常重要的。对被分析物的此类检测和/或监测在例如个人监测器(如可由个人佩戴或携带的监测器)和/或区域监测器(如可置于所需环境中的监测器)中尤其有用。

已经开发出了许多用于检测化学被分析物的方法，例如光学法、重量分析法、微电子机械法和比色法。虽然比色设备目前可用于一系列被分析物，但大多是基于使用染料或有色化学指示剂来检测。此类化合物通常具有选择性，这意味着多个传感器可能是必要的，以便检测各类化合物。此外，其中的许多系统由于光漂白或不良副反应而存在寿命有限的问题。许多此类系统还依靠复杂或笨重的光电元件进行光学询问。

发明内容

本文公开了用于检测被分析物存在的光电方法和装置。此类方法和装置可包括至少一个对所关注的被分析物的存在作出响应并如本文所述可接受光学询问的感测元件。

在一个方面，本文公开了监测大气环境中的被分析物的方法，该方法包括：将至少一个感测元件暴露于可能含有被分析物的大气环境中一段时间；将第一波长范围内的光引导到所述至少一个感测元件上，并获得第一信号，该信号代表从所述至少一个感测元件上反射回来的第一波长范围内的光量；将第二波长范围内的光引导到所述至少一个感测元件上，并获得第二信号，该信号代表从所述至少一个感测元件上反射回来的第二波长范围内的光量；比较第一和第二信号，以提供比较信号；以及将比较信号与预定的响应曲线进行相关，从而获得与所监测大气环境中的被分析物浓度相关联的浓度值。

在另一方面，本文公开了用于监测大气环境中的被分析物的光电装置，该装置包括：至少部分地限定内部空间并包含开口的壳体；至少一个位于内部空间中或壳体开口中的可卸载感测元件；内部空间中，至少一个被布置成将光引导到感测元件上的光源和至少一个被布置成测量感测元件反射回来的光量的光检测器，其中所述至少一个光源和至少一个光检测器以并列型共平面构造被布置在装置内部空间中所含的共用印刷电路板上。

在另一方面，本文公开了用于监测大气环境中的被分析物的光电装置，该装置包括：至少部分地限定内部空间并包含开口的壳体；至少一个固定在壳体开口中的感测元件；以及在内部空间中，至少一个被布置成将光引导到感测元件上的光源和至少一个被布置成测量感测元件反射回来的光量的光检测器，其中当感测元件固定在壳体开口中时，开口被封闭，使得装置的内部空间构成密封的内部空间。

本发明的这些方面以及其他方面在下面的具体实施方式中将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对受权利要求书保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1为示例性光电装置的透视图。

图2为示例性感测元件的一部分的侧剖视图。

图3为示例性感测元件的一部分的侧剖视图。

图4为示例性光电装置的示意性侧剖视图。

图5为示例性光电装置的示意性侧剖视图。

图6为示例性光电装置的示意性侧剖视图。

图7为示例性光电装置的示意性侧剖视图。

图8为包括示例性感测元件的示例性光电装置的一部分的局部分解的侧剖视图。

图9为包括示例性感测元件和示例性保护层的示例性光电装置的一部分的局部分解的侧剖视图。

图10为示出示例性光电装置的运行的框图。

图11为示例性感测元件的反射光谱的一般表示。

图12示出了通过示例性光电装置获得的响应被分析物的光学反射率数据。

图13示出了用图12的数据获得的比率光学反射率数据。

在上述各图中，相同的附图标记代表相同的元件。除非另外指明，本文中的所有附图均未按比例绘制，并且选择这些附图是为了示出本发明的不同实施例。具体地讲，除非另外指明，各个组件的尺寸仅用于展示性目的，并且不应从绘图推断各个组件的尺寸之间的关系。尽管在本公开中可能使用了例如“顶部”、“底部”、“上面”、“下面”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向外”、“向内”、“向上”、“向下”、“第一”和“第二”的术语，但应当理解，除非另外指明，这些术语仅在其相对含义下使用。

具体实施方式

如图1的透视图所示，示例性光电装置1包括至少一个可进行光学询问的感测元件2。装置1可用于监测气体环境，通常为空气。