利用移动设备的浓度测量制造技术

本发明专利技术涉及利用移动设备的浓度测量。根据本发明专利技术的便携式电子设备包括：化学传感器，其对化学分析物的浓度敏感；以及至少两个辅助传感器，其对不同于化学分析物的浓度的参数敏感。该便携式电子设备包括控制设备，该控制设备在测量周期之上分布的多个时间点处，接收来自化学传感器和来自辅助传感器的信号，并且将这些信号的时间依赖性相关联，以获得第一化学传感器的校正的读数。该便携式电子设备可以用于呼气分析。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及利用移动设备的浓度测量。根据本专利技术的便携式电子设备包括：化学传感器，其对化学分析物的浓度敏感；以及至少两个辅助传感器，其对不同于化学分析物的浓度的参数敏感。该便携式电子设备包括控制设备，该控制设备在测量周期之上分布的多个时间点处，接收来自化学传感器和来自辅助传感器的信号，并且将这些信号的时间依赖性相关联，以获得第一化学传感器的校正的读数。该便携式电子设备可以用于呼气分析。【专利说明】利用移动设备的浓度测量
本专利技术涉及一种包括至少一种化学传感器的便携式电子设备，以及操作便携式电子设备的方法。
技术介绍
便携式电子设备如移动电话或平板电脑通常配备有多个传感器，如麦克风、触摸屏、一个或多个陀螺仪、一个或多个加速度传感器、磁场传感器、接近传感器和一个或多个摄像机。US2012/0231841公开了一种配备有湿度传感器的移动电话。W02012/097460A1提议提供具有温度传感器和湿度传感器的移动电话。 将对一种或多种化学分析物敏感的传感器集成到便携式电子设备中也是可能的。对一种或多种化学分析物敏感的传感器将在下文被称为“化学传感器”。 US8280436公开了一种在移动电话中的呼吸分析传感器，以确定电话的用户的血液酒精水平的计量。 US5376555公开了一种用于确定由受试者呼出到红外线感测设备的呼气样本中的肺泡酒精的浓度的方法。通过以下来检测口腔酒精:利用传感设备监视酒精和二氧化碳，随着时间的推移而集成标准化的酒精含量和二氧化碳含量之间的差，以及将集成的差与阈值进行比较。酒精信号和二氧化碳信号在DE19941586、US5971937和US3830630中也相关。酒精信号与二氧化碳、湿度或温度信号的相关性在US2010/0063409中公开。 然而，与现有技术中使用的光学传感器相比，这些公开没有适当地考虑到使传感器小型化，特别地，适合于在便携式电子设备如移动电话中使用的小型化的化学传感器通常具有较低的准确性和专一性。因此，需要对包括化学传感器的便携式电子设备进行改进。由于用户可以基于呼气分析的结果做出重要决定，所以当便携式电子设备用于呼气分析时这尤其重要。例如，用户可以基于呼气分析的结果决定是否要驾驶汽车，这取决于由呼气分析确定的表观血液酒精含量。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供了一种便携式电子设备，包括: 第一化学传感器，其对至少一个第一化学分析物的浓度敏感； 第一辅助传感器，其对与第一化学分析物的浓度不同的至少一个第一参数敏感； 至少一个第二辅助传感器，其对与第一化学分析物的浓度不同并且与第一参数不同的至少一个第二参数敏感；以及 控制设备。 控制设备被配置成执行以下任务: 在测量周期之上分布的多个时间点处，接收第一化学传感器的信号； 在测量周期之上分布的多个时间点处，接收第一辅助传感器的信号； 在测量周期之上分布的多个时间点处，接收第二辅助传感器的信号；以及 将第一化学传感器的信号的时间依赖性、第一辅助传感器的信号的时间依赖性和第二辅助传感器的信号的时间依赖性相关联，以获得第一化学传感器的校正的读数。 换句话说，化学传感器以及至少两个辅助传感器的瞬态(时间依赖的)行为被考虑，以改善利用化学传感器进行的测量。当然，可以应用多于两个的辅助传感器，例如三个、四个、五个、六个或更多个辅助传感器，并且它们的信号的时间依赖性可以与第一化学传感器的信号的时间依赖性相关联，以获得第一化学传感器的校正的读数。 如果第一化学传感器是具有加热膜的半导体传感器，特别地，是具有在其上布置有至少一种金属氧化物(MOX)层的加热膜的半导体传感器，且该MOX层的导电性改变至少一种化学分析物的存在，本专利技术是尤其有用的。这样的传感器将在下文中称为MOX传感器。这样的传感器通常具有有限的特异性(亦即它们可以具有对与第一化学分析物不同的各种分析物的交叉敏感性)，并且可以具有取决于环境参数如湿度、温度或质量流量对第一化学分析物的响应。金属氧化物可以是如氧化锡、氧化钨、氧化镓、氧化铟或氧化锌。第一传感器可以包括集成在传感器内的热源。如例如在W02012/100362中所描述的传感器可以被制造。第一化学传感器可以在芯片如CMOS芯片上实施。在相同的芯片上,可以实施至少一个模-数转换器，以将模拟传感器信号转换成数字传感器信号。其它数字电路可以在相同芯片上实施，如至少一个微处理器，其用于对数字化的信号进行至少一个预处理操作如基线校正、缩放、集成、采样等。其它可能的测量原理是化学机械原理，其中，基于吸收的质量变化被转换成例如表面声波或转换成悬臂共振。 两个或更多个传感器可以集成在单个元件中，形成两个或更多个传感器元件(“单元”)，其对选定的分析物或参数具有不同的敏感性。在本专利技术的上下文中，每个这样的传感器单元将被认为表示单独的传感器。传感器单元可以以一维或二维阵列布置。所有或选定的传感器单元可以提供呈现对分析物敏感的材料敏感层，其中各个传感器单元对该分析物是敏感的。例如，传感器阵列的每个单元可以具体主要对不同的分析物敏感，并且因此可以使便携式电子设备来检测这样的分析物的存在、不存在或浓度。在此上下文中，“主要”应指传感器单元对受试分析物比其它分析物更为敏感。然而，这样的传感器阵列的传感器单元不仅可以呈现对其主要分析物敏感，还可以呈现对主要分析物以外的分析物交叉敏感。在这种情况下，优选的是，不同的传感器单元具有用于各种分析物的不同的敏感性特征，其中传感器单元对这些分析物敏感以便能够分离这些分析物的作用。 第一化学传感器对其敏感的化学分析物可以包括化学元素和化合物。特别地，第一化学传感器可以对以下中的一种或多种敏感:醇类如乙醇、酮类如丙酮、醛类如甲醛、一氧化碳、臭氧、氨、甲烷、苯和苯衍生物如二甲苯、硫醇类，特别地，烷基硫醇如甲硫醇(甲硫醇)、氮氧化物(NOx)。分析物通常存在于流体介质中，特别地是在气体中，更特别地是在空气中。 在广义上，第一化学传感器对其敏感的化学分析物可以是空气中的水蒸气，并且在这个意义上，术语“化学传感器”包括湿度传感器。然而，在下文中，术语“化学传感器”通常被理解为除湿度传感器之外，并且在更狭窄的意义上，化学传感器将被理解成对除水以外的至少一种化学分析物敏感的传感器。空气的湿度相应地理解成结合温度、压力等表示环境参数。 第一和第二辅助传感器可以是任一类型的传感器，包括但不限于:麦克风、光传感器(其可以对色彩敏感，提供基本上仅用于一个特定波长范围的信号，或者提供用于在不同波长区域中的光的多个信号，以便在不同色彩之间进行区分)、图像传感器尤其是摄像机、惯性传感器(加速度传感器)、陀螺仪(转速传感器)、磁力计、位置传感器尤其是GPS模块、接近传感器、触摸屏、操纵杆、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、流量传感器、导热率传感器、特定加热传感器、气体浓度传感器、气体粘度传感器、或对化学分析物具有不同敏感性的非第一传感器的其它化学传感器。在与第一化学传感器相同的芯片上对第一和/或第二辅助传感器的集成是可能的，特别地，如果第一和/或第二辅助传感器是以下类型之一:压力传感器、温度传感器、湿度传感器、流量传感器、导热率传感器、特定加热传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式电子设备，包括：第一化学传感器，其对至少一个第一化学分析物的浓度敏感；第一辅助传感器，其对与所述第一化学分析物的浓度不同的至少一个第一参数敏感；至少一个第二辅助传感器，其对与所述第一化学分析物的浓度不同并且与所述第一参数不同的至少一个第二参数敏感；以及控制设备，其配置成执行以下步骤：在测量周期之上分布的多个时间点处，接收所述第一化学传感器的信号；在所述测量周期之上分布的多个时间点处，接收所述第一辅助传感器的信号；在所述测量周期之上分布的多个时间点处，接收所述第二辅助传感器的信号；以及将所述第一化学传感器的信号的时间依赖性、所述第一辅助传感器的信号的时间依赖性以及所述第二辅助传感器的信号的时间依赖性相关联，以获得所述第一化学传感器的校正的读数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡斯·比尔吉，塞缪尔·韦尔勒，费利克斯·迈尔，
申请(专利权)人：盛思锐股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH