[发明专利]用于便携式电子装置的流体传感装置

说明书

本发明涉及用于便携式电子装置的流体传感装置，包括：流体传感手段，配置为分析取样容积；以及流体移动手段，包括采用热流逸的不动流体抽吸手段，用于移动取样容积。本发明还涉及包括这样流体传感装置的便携式电子装置。采用不动流体抽吸手段，取样容积可以以低能耗和低噪声移动。

技术领域

本发明涉及配备有流体传感器的用于便携式电子装置的流体传感装置。

背景技术

小型流体传感器，例如小型金属氧化物(MOX)传感器或碳纳米管(CNT)传感器是已知的且可用于例如监测室内空气质量，用可穿戴有毒气体探测器估算使用者呼出或用于军事用途的血液酒精含量。

这样的流体传感器可直接集成在便携式电子装置中。在此情况下，流体传感器可通过壳体中的开口接近，如同麦克风的开口，如现有技术文件EP3187865A1中所描述；或者通过其它开口，例如，便携式电子装置的扬声器。作为内置流体传感器的替代，插入式流体传感器模块可连接到便携式电子装置。

然而，根据传感装置的位置，给智能手机和可穿戴设备增加流体分析能力可能需要灵活供给流体到传感装置、通过传感器装置和/或从传感装置流出流体。流体移动手段是本领域中已知的，并且包括机械移动部件，例如机械泵或风扇，不适合于移动装置，例如手机、智能电话、智能手表、便携式计算机或平板电脑，因为它们的高能耗、它们的笨重和发出的噪声水平。

发明内容

因此，本发明的目标是提供用于便携式电子装置的流体传感装置以克服上述问题。特别是，本发明的目标是提供能耗低和/或体积要求低于机械气体移动装置和/或运行更安静的流体传感装置。再一个目标是提供包括这样流体传感装置的便携式电子装置以及同样克服上述问题的用于移动流体的方法。

本发明的目标通过根据权利要求1的用于便携式电子装置的流体传感装置实现。流体传感装置包括：流体传感手段，配置为分析取样容积；以及流体移动手段，包括采用热流逸移动取样容积的不动流体抽吸手段。因此，本发明的目标用由热流逸操作的不动气泵实现，不动气泵也称为克努森泵(Knudsen pump)。克努森泵包括在温度梯度下的狭窄通道和/或多孔介质。通过允许流体从冷端流动到热端，即热流逸，克努森泵产生没有运动部件的流体流动。因为克努森泵不包括任何运动部件，所以本发明的装置更加安静地运行。此外，减小了流体移动手段的尺寸，因为克努森泵可能比机械泵更加紧凑，并且因此适合于便携式电子装置。另外，与机械气泵不同，克努森泵仅要求热作为能源。结果，本发明的流体传感装置包括由低能耗的热流逸操作的不动气泵，与现有技术的流体移动手段相比占地少且更安静运行。克努森泵可用于朝着传感手段移动流体和/或在分析后将其移开传感手段。

本发明的用于便携式电子装置的流体传感装置还可根据各种优选实施例进行改善。

根据本发明的一个实施例，流体传感装置可用气体作为流体来操作。因此，流体传感装置可用于例如探测使用者的呼吸，用于监测血液酒精含量或某些健康指标的目的。在另一个示例中，流体传感装置也可用于监测环境，即环境空气，或者用于检查毒气。

根据本发明的一个实施例，不动流体抽吸手段可由热源提供动力。此外，根据本发明的另一个实施例，不动流体抽吸手段的热源可基于焦耳效应和/或太阳能。结果，与依赖于交流驱动电压的机械气泵不同；借助于直流电压提供热源可有效地采用热流逸驱动不动流体抽吸手段，从而使用简单的电子控制电路运作且低能耗。

根据本发明的一个实施例，用于便携式电子装置的流体传感装置可进一步包括电池和/或用作不动流体抽吸手段的热源的电子部件。特别是，正是电池和/或可用于便携式电子装置的其它功能性的电子部件可用作克努森泵的热源。这种热源已经用于便携式电子装置，从而不需要增加额外的能源。因此，克努森泵利用了未使用的浪费能源。因此，部件的数量可保持很低，并且因此流体传感装置的重量保持很低。