[发明专利]传感器以及操作传感器的方法

说明书

本发明公开了传感器以及操作传感器的方法。传感器包括具有第一表面的衬底；连接到衬底的盖结构，盖结构配置成限定盖结构的内表面与衬底的第一表面之间的腔体，盖结构配置成阻挡红外辐射从盖结构的外部进入腔体；多个吸收器，所述多个吸收器中的每一个吸收器连接到衬底的第一表面，并且布置在腔体内的相应位置处且配置成吸收腔体内的相应位置处的红外辐射；以及多个读出电路，所述多个读出电路中的每一个读出电路连接到所述多个吸收器中的相应吸收器，并且配置成提供指示由相应吸收器吸收的红外辐射量的测量信号。

技术领域

本文档中所公开的装置和方法涉及基于辐射热计的传感器，并且更特别地，涉及基于辐射热计的流体流动传感器。

背景技术

辐射热计是一种用于测量电磁辐射的传感器类型。辐射热计一般包括经由热学链路连接到热沉或热储（即恒定或接近恒定温度的主体）的吸收元件。温度计或其它温度敏感元件附接到吸收元件或嵌入到其中以便测量吸收元件的温度。在一些辐射热计中，吸收元件可以自身是温度敏感元件。

辐射热计的基本操作原理是，当入射的电磁辐射或光子被吸收元件吸收时，来自辐射的能量升高吸收元件的温度。温度中的改变通过温度敏感元件测量以便测量所吸收的辐射的量值。为了检测某些类型的辐射，吸收元件可以配置用于对不同范围的波长敏感。

图1示出用于检测红外辐射104的微辐射热计100。微辐射热计100包括吸收器108，其包括配置成吸收红外辐射并且作为温度中的小改变的结果而相对地展现电阻中的改变的材料。例如，吸收器108可以包括无定形硅或氧化钒。吸收器108通过一对电极116悬浮在衬底112上方以便将吸收器108与衬底112热学隔离。经由电极116向吸收器108施加电流或电压，并且监视吸收器108的电阻中的改变以便检测辐射104。

针对诸如微辐射热计100之类的传感器的一种常见用途是用于测量热学辐射。处于任何非零温度的物体辐射电磁能量。在接近室温的温度下，物体主要辐射红外辐射，这可以通过诸如微辐射热计100之类的传感器来检测。然而，使用辐射热计传感器来实现除简单的辐射传感器之类的其它种类的传感器将是有利的。

发明内容

公开了一种流体流动传感器。流体流动传感器包括具有第一表面的衬底；连接到衬底的盖结构，盖结构配置成限定盖结构的内表面与衬底的第一表面之间的腔体，盖结构配置成阻挡红外辐射从盖结构的外部进入腔体；多个吸收器，所述多个吸收器中的每一个吸收器连接到衬底的第一表面，并且布置在腔体内的相应位置处且配置成吸收腔体内的相应位置处的红外辐射；以及多个读出电路，所述多个读出电路中的每一个读出电路连接到所述多个吸收器中的相应吸收器，且配置成提供指示由相应吸收器吸收的红外辐射量的测量信号。

公开了一种操作流体流动传感器的方法，流体流动传感器包括（i）具有第一表面的衬底，（ii）连接到衬底的盖结构，盖结构配置成限定盖结构的内表面与衬底的第一表面之间的腔体，盖结构配置成阻挡红外辐射从盖结构的外部进入腔体，以及（iii）多个吸收器，所述多个吸收器中的每一个吸收器连接到衬底的第一表面，并且布置在腔体内的相应位置处且配置成吸收腔体内的相应位置处的红外辐射。该方法包括从多个读出电路中的每一个读出电路接收测量信号，所述多个读出电路中的每一个读出电路连接到所述多个吸收器中的相应吸收器，且配置成提供指示由相应吸收器吸收的红外辐射量的测量信号；以及确定在盖结构附近流动的流体的流动特性，测量信号来自所述多个读出电路中的至少两个读出电路。

附图说明

结合随附各图，在以下描述中解释流体流动传感器和操作流体流动传感器的方法的前述方面和其它特征。

图1示出用于检测热学辐射的现有技术微辐射热计。

图2示出基于辐射热计的流体流动传感器。

图3示出在流体开始从左向右流动时，来自图2的流体流动传感器的随时间的示例性输出信号。

图4示出操作图2的流体流动传感器以确定流体的流动方向的方法。