專(zhuān)利名稱(chēng)：用芯片載光譜儀檢測(cè)流體的制作方法
用芯片載光譜儀檢測(cè)流體
背景技術(shù)：
眾所周知，燃料泄漏發(fā)生在飛機(jī)燃料分配系統(tǒng)和存儲(chǔ)箱中。燃料泄漏能夠降低燃 料經(jīng)濟(jì)性并導(dǎo)致其它問(wèn)題，例如腐蝕。腐蝕還可由于濕氣積聚而發(fā)生。在商用飛機(jī)上，濕氣通常積聚在廚房和盥洗室下 面，并靠近門(mén)口和其它開(kāi)口。濕氣還能夠被捕集在蜂窩狀面板和具有較輕重量和較低強(qiáng)度 的其它“夾層”結(jié)構(gòu)中。商用飛機(jī)上的濕氣和由此導(dǎo)致的腐蝕經(jīng)常發(fā)生在隱蔽位置，并且視覺(jué)檢查腐蝕需 要移開(kāi)廚房、盥洗室、面板和地板，這需要耗費(fèi)高額的成本。這種檢查導(dǎo)致在飛機(jī)運(yùn)載期間 很長(zhǎng)的停機(jī)時(shí)間和運(yùn)載之后乘客機(jī)群的調(diào)度延誤。此外，濕氣和腐蝕的視覺(jué)檢查可能花費(fèi)很多工時(shí)。該檢查還非常昂貴，特別是當(dāng)檢 查了飛機(jī)但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)濕氣或腐蝕時(shí)。時(shí)間和金錢(qián)將已被浪費(fèi)。對(duì)飛機(jī)上的燃料泄漏和濕氣積聚的持續(xù)檢測(cè)能夠識(shí)別潛在的問(wèn)題。對(duì)燃料泄漏和 濕氣積聚的持續(xù)檢測(cè)還能夠減少人力勞動(dòng)和所浪費(fèi)的時(shí)間。因此，對(duì)飛機(jī)上的燃料泄漏和 濕氣的持續(xù)檢測(cè)是非常可取的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于在結(jié)構(gòu)上的位置處檢測(cè)流體的流體檢測(cè)裝置包括納米 級(jí)的芯片載光譜儀(spectrometer-on-a-chip)和流體吸收元件，該流體吸收元件用于在 上述位置處吸收流體并且還將芯片固定至結(jié)構(gòu)。通過(guò)光譜儀分析由該元件吸收的流體。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，航空航天平臺(tái)包括易發(fā)生燃料泄漏或濕氣積聚的結(jié) 構(gòu)和通過(guò)流體吸收元件固定至結(jié)構(gòu)的不同位置的多個(gè)芯片。每個(gè)芯片包括用于對(duì)被相應(yīng)元 件吸收的流體進(jìn)行光譜分析的光譜儀。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，給飛機(jī)配備濕氣和泄漏檢測(cè)的方法包括將多個(gè)芯片 固定至易發(fā)生燃料泄漏或濕氣積聚的結(jié)構(gòu)。用吸收流體的材料固定芯片。每個(gè)芯片包括與 吸收固定材料流體連通的光譜儀。每個(gè)光譜儀包括用于從吸收材料吸取(draw in)流體并 對(duì)所吸取的流體進(jìn)行光譜分析的裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，流體檢測(cè)芯片包括基底、形成于基底中的流體通道、 用于抽取流體使其通過(guò)通道的微流體泵、形成于基底上的半導(dǎo)體激光器、用于將來(lái)自半導(dǎo) 體激光器的光聚焦到通道的位置上的由MEMS控制的光學(xué)系統(tǒng)、形成于基底上的檢測(cè)器以 及用于接收來(lái)自所述位置的光并將光譜線(xiàn)聚焦到檢測(cè)器上的由MEMS控制的光柵。


圖1是固定至結(jié)構(gòu)的流體檢測(cè)器的圖示說(shuō)明；圖2是用于流體檢測(cè)的芯片的圖示說(shuō)明；圖3是包括一個(gè)或更多個(gè)流體檢測(cè)芯片的柔性帶的圖示說(shuō)明；圖如和圖4b是柔性帶的不同形狀的圖示說(shuō)明；
圖5是包括泄漏和濕氣檢測(cè)系統(tǒng)的航空航天平臺(tái)的圖示說(shuō)明；圖6是使用來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)流體檢測(cè)芯片的數(shù)據(jù)的方法的圖示說(shuō)明；圖7是用于飛機(jī)上被聯(lián)網(wǎng)的流體檢測(cè)芯片的不同位置的圖示說(shuō)明；圖8是給飛機(jī)配備濕氣和泄漏檢測(cè)的方法的圖示說(shuō)明；圖9是操作濕氣和泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的方法的圖示說(shuō)明；以及圖10是用于流體檢測(cè)的芯片的圖示說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式參考圖1，其顯示了用于檢測(cè)來(lái)自結(jié)構(gòu)100的泄漏或結(jié)構(gòu)100內(nèi)的濕氣的流體檢測(cè) 器110。結(jié)構(gòu)100不特別局限于任何結(jié)構(gòu)。作為第一示例，結(jié)構(gòu)100包括燃料箱，并且流體 檢測(cè)器110被配置為檢測(cè)來(lái)自燃料箱的泄漏。作為第二示例，結(jié)構(gòu)100包括液壓管路，并且 流體檢測(cè)器110被配置為檢測(cè)來(lái)自液壓管路的泄漏。作為第三示例，結(jié)構(gòu)100包括蜂窩狀 面板，并且流體檢測(cè)器110被配置為檢測(cè)面板內(nèi)的濕氣積聚。其它示例包括但不限于被配 置為檢測(cè)飛機(jī)壓力艙(aircraftpressure domes)、存儲(chǔ)箱、燃料泵總成、燃料管路、燃燒瓶、 貨物區(qū)域和需要流體冷卻的區(qū)域(例如，電子裝置、環(huán)境控制系統(tǒng)部分)周?chē)男孤?。流體檢測(cè)器110包括芯片載光譜儀(spectrometer-on-a chip) 120。芯片120能 夠?qū)α黧w進(jìn)行光譜分析以識(shí)別流體的成分，這能夠區(qū)分流體的類(lèi)型。區(qū)分流體的能力對(duì)于 泄漏檢測(cè)是有利的。例如，在燃料箱上，將泄漏燃料與濕氣區(qū)分開(kāi)的能力能夠最小化錯(cuò)誤警 報(bào)的發(fā)生。光譜儀可以基于MEMS (MEMS指微電機(jī)系統(tǒng))?？梢杂冒雽?dǎo)體技術(shù)將納米級(jí)基于 MEMS的光譜儀制造在芯片120上。得到能夠提供持續(xù)監(jiān)測(cè)和分析泄漏和濕氣的低成本、低 功率光譜儀。流體檢測(cè)器110進(jìn)一步包括用于將芯片120固定至結(jié)構(gòu)100的元件130(例如， 帶、粘合劑)。元件130還具有流體吸收能力。這樣，元件130吸收在它附近的結(jié)構(gòu)100上 的流體。之后由元件130吸收的流體被傳送到光譜儀120并由光譜儀120進(jìn)行分析。這 樣，流體吸收元件130使芯片載光譜儀120適于流體檢測(cè)。流體吸收元件130還可以符合 (conform)結(jié)構(gòu)100的表面，以使其更易于固定至結(jié)構(gòu)100。用直線(xiàn)示意性地表示流體吸收元件130。實(shí)際上，元件130能夠用不同的方式實(shí) 現(xiàn)。下面將描述幾個(gè)不同的實(shí)施例。作為一個(gè)示例，流體吸收元件130可以是吸濕性聚合 物層。柔性聚合物層能夠符合結(jié)構(gòu)的表面。在一些實(shí)施例中，流體吸收元件130可以是涂在或噴在結(jié)構(gòu)表面上的粘性吸濕性 材料。芯片120能夠安裝在所噴的材料上。噴吸濕性粘性材料對(duì)于在難以接近的區(qū)域中安 裝芯片特別有利。在一些實(shí)施例中，芯片120可以與結(jié)構(gòu)100是一體的。作為第一示例，在制造結(jié)構(gòu) 100期間，芯片120被嵌入結(jié)構(gòu)100中。作為第二示例，結(jié)構(gòu)100本身為芯片120提供基底， 芯片120的元件(例如光譜儀)由此形成于結(jié)構(gòu)100上。所述結(jié)構(gòu)不特別局限于任何結(jié)構(gòu)。例如，通過(guò)將芯片置于壁之間并將它固定至核 心，芯片可以與蜂窩狀面板是一體的。芯片被置于流體可能積聚的位置。流體吸收元件130 吸收聚積在面板內(nèi)的流體。
現(xiàn)在參考圖2，其顯示了芯片210的示例，其包括納米級(jí)基于MEMS的光柵光譜儀 220。光譜儀220分析在檢測(cè)區(qū)域250處的流體。例如，激光器產(chǎn)生光束，并且光束被聚焦 到檢測(cè)區(qū)域250處的流體上。光束可以通過(guò)由MEMS裝置控制的聚焦光學(xué)器件來(lái)聚焦。檢 測(cè)區(qū)域250處的流體反射、分散并吸收光束。被傳遞的和分散的光被光柵反射，并被MEMS 裝置聚焦到光譜線(xiàn)中。光譜線(xiàn)被檢測(cè)器例如線(xiàn)性CCD檢測(cè)器檢測(cè)。芯片210進(jìn)一步包括從流體入口 235延伸并輸送流體至檢測(cè)區(qū)域250的流體通道 230。流體入口 235與流體吸收元件流體連通。芯片210進(jìn)一步包括用于輸送流體通過(guò)通道230的泵M0。泵240可以是醫(yī)藥工 業(yè)中所使用的微流體泵類(lèi)型。該泵能夠從流體入口 235抽取數(shù)納升流體，使其通過(guò)流體通 道230并經(jīng)過(guò)檢測(cè)區(qū)域250。芯片210可以進(jìn)一步包括電源沈0，其用于供應(yīng)芯片上的電力。在一些實(shí)施例中， 電源260可以包括存儲(chǔ)裝置，例如電池。在一些實(shí)施例中，電源260能夠從它所運(yùn)行的環(huán)境中獲取能量?？紤]用于經(jīng)受機(jī) 械振動(dòng)的結(jié)構(gòu)的芯片210。電源260可以包括用于將振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能的壓電裝置。由壓電 裝置釋放的電能能夠被存儲(chǔ)在芯片210上并被芯片210使用?；蛘呖紤]經(jīng)常暴露于太陽(yáng)輻 射的芯片210。電源260可以包括用于將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能的太陽(yáng)能電池。能夠獲取的其它 形式能量包括但不限于流體運(yùn)動(dòng)和溫度梯度。能量獲取能夠與存儲(chǔ)裝置(例如電池)結(jié)合 使用。芯片210可以進(jìn)一步包括通訊裝置270。在一些實(shí)施例中，通訊裝置270可以從 芯片210傳遞原始數(shù)據(jù)到另一個(gè)裝置(例如計(jì)算機(jī))，所述另一個(gè)裝置處理原始數(shù)據(jù)以確 定泄漏是否已發(fā)生或濕氣是否已積聚，或存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)以用于將來(lái)的診斷。在一些實(shí)施例 中，通訊裝置270可以包括實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理器，用于處理原始數(shù)據(jù)并將結(jié)果(例如警報(bào)) 發(fā)送到另一裝置(例如，維護(hù)計(jì)算機(jī)或中央網(wǎng)絡(luò)站)，表明泄漏是否已發(fā)生或濕氣是否已積 聚。通訊可以是有線(xiàn)的或無(wú)線(xiàn)的。該低功率芯片210可以執(zhí)行“持續(xù)”監(jiān)測(cè)。光譜儀220能夠持續(xù)地采樣檢測(cè)區(qū)域 250處的流體。持續(xù)監(jiān)測(cè)具有其優(yōu)點(diǎn)。其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為，當(dāng)泄漏和濕氣積聚發(fā)生時(shí)，芯片210能夠 檢測(cè)泄漏和濕氣積聚。本發(fā)明的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以包括單個(gè)芯片或多個(gè)芯片。一個(gè)或更多個(gè)芯片能夠被置于 結(jié)構(gòu)易發(fā)生泄漏的位置。多個(gè)芯片能夠被布置在覆蓋結(jié)構(gòu)的規(guī)則圖案(例如，柵格)中。用 多個(gè)芯片覆蓋結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠定位泄漏和濕氣積聚。現(xiàn)在參考圖3。在一些實(shí)施例中，流體吸收元件可以包括“柔性帶” 310。柔性帶 310包括由柔性電介質(zhì)材料制成的載體320。一個(gè)或更多個(gè)芯片330被嵌入載體320中。導(dǎo) 體340也可以被嵌入載體320中。導(dǎo)體340能夠傳輸能量、數(shù)據(jù)信號(hào)等。對(duì)于包括多個(gè)芯 片的柔性帶，導(dǎo)體340可以包括用于將芯片聯(lián)網(wǎng)的總線(xiàn)。例如，柔性帶310可以例如通過(guò)粘性背襯被粘合到結(jié)構(gòu)上。柔性帶310與結(jié)構(gòu)之 間的粘合劑將是吸濕性的，因此流體被輸送到芯片330。柔性帶310的部分可以是吸濕性 的并且其余部分能夠是疏水性的。吸濕性與疏水性的比例和設(shè)計(jì)能夠適用于結(jié)構(gòu)的不同部 分，并且因此能夠被用于各種不同的幾何形狀、環(huán)境條件和材料。
柔性帶不限于任何特定的幾何形狀。在一些實(shí)施例中，柔性帶能夠具有條帶的形 狀。圖如和圖4b示出了柔性帶410和420的其它形狀。一般，柔性帶的形狀可以被定制 成將被監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)的表面。本發(fā)明的流體檢測(cè)系統(tǒng)不限于任何特定的平臺(tái)。一個(gè)或更多個(gè)檢測(cè)器可以被用 來(lái)檢測(cè)以下平臺(tái)中的泄漏和濕氣航空航天平臺(tái)、管路、煉油廠(chǎng)、潛艇和其它潛水載具、大油 箱、地下儲(chǔ)存設(shè)施、核廢棄物儲(chǔ)存箱等。參考圖5，其顯示了一個(gè)這種平臺(tái)航空航天平臺(tái)500。例如，航空航天平臺(tái)500可 以是飛機(jī)、無(wú)人航空器、空間站、太空艙或衛(wèi)星。航空航天平臺(tái)500包括傳輸流體或易發(fā)生 流體積聚的不同結(jié)構(gòu)510。這些結(jié)構(gòu)510包括但不限于燃料箱、燃燒瓶、液壓管路、蜂窩狀面 板和必須被保護(hù)與濕氣隔開(kāi)的電子器件隔室?？梢猿掷m(xù)地監(jiān)測(cè)一些或所有這些結(jié)構(gòu)510的 流體泄漏或濕氣積聚，或流體泄漏和濕氣均被監(jiān)測(cè)。通過(guò)將多個(gè)芯片載光譜儀520固定至關(guān)于結(jié)構(gòu)510的不同位置，可以監(jiān)測(cè)每個(gè)結(jié) 構(gòu)510?？梢酝ㄟ^(guò)流體吸收元件530(用單條直線(xiàn)共同表示元件530)固定芯片520。每個(gè) 光譜儀對(duì)由相應(yīng)元件530吸收的流體進(jìn)行光譜分析。至少一些光譜儀能夠區(qū)分泄漏的流體 與其他類(lèi)型的流體。芯片520可以被聯(lián)網(wǎng)在一起。到機(jī)載(on-board)系統(tǒng)和維護(hù)裝置的通訊可以是 有線(xiàn)的或無(wú)線(xiàn)的或兩者的結(jié)合。機(jī)載系統(tǒng)中的一個(gè)可以包括用于處理由芯片520產(chǎn)生的信號(hào)的處理單元MO (例 如，中央網(wǎng)絡(luò)單元)。芯片產(chǎn)生的信號(hào)可以包括原始數(shù)據(jù)、被處理數(shù)據(jù)、警告信號(hào)等。處理單 元540可以能定位結(jié)構(gòu)510上的問(wèn)題區(qū)域。即，可以確定問(wèn)題的性質(zhì)和位置?？梢酝ㄟ^(guò)定 期輪詢(xún)芯片520來(lái)定位問(wèn)題。另外參考圖6。處理單元540還可以響應(yīng)檢測(cè)到的泄漏或濕氣積聚而采取行動(dòng)。 例如，處理單元540能夠給維護(hù)站報(bào)警(方框610)、發(fā)送警報(bào)到座艙(方框620)、為地面維 修人員保存數(shù)據(jù)(方框630)，發(fā)送數(shù)據(jù)到診斷系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)可以持續(xù)地傳輸?shù)斤w機(jī)中央計(jì) 算系統(tǒng)和座艙警告系統(tǒng)，該飛機(jī)中央計(jì)算和座艙警告系統(tǒng)能夠命令易發(fā)生燃料泄漏或其它 泄漏的任何飛機(jī)系統(tǒng)關(guān)閉(方框640)。關(guān)閉能夠被自動(dòng)地(例如，通過(guò)燃料輸送系統(tǒng)中的 閉環(huán)控制)或手動(dòng)地(例如，由飛行員)執(zhí)行。進(jìn)水也能夠被識(shí)別從而能夠進(jìn)行清除或結(jié) 構(gòu)維修。飛機(jī)500可以進(jìn)一步包括用于主動(dòng)加載結(jié)構(gòu)510中的至少一個(gè)的系統(tǒng)550。這些 負(fù)載將使得很小的缺陷充分地暴露以被檢測(cè)，由此提供早期泄漏檢測(cè)和預(yù)防。主動(dòng)加載系 統(tǒng)550能夠是被動(dòng)的(例如，在現(xiàn)有負(fù)載狀況下操作和檢測(cè))或主動(dòng)的，通過(guò)壓力加載或RF 或其它結(jié)構(gòu)加載技術(shù)施加負(fù)載。可以通過(guò)氣壓加載(例如，用氦)來(lái)進(jìn)行主動(dòng)加載。主動(dòng) 加載還能夠包括標(biāo)準(zhǔn)使用加載，其包括起飛和飛行狀況。本發(fā)明描述的流體檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于航空航天平臺(tái)是有利的。芯片成本低并且重量 輕。它們消耗很低的能量并且占有很小的空間。本發(fā)明描述的流體檢測(cè)系統(tǒng)是自主式的，并且不會(huì)干擾或損壞航空航天平臺(tái)的系 統(tǒng)或結(jié)構(gòu)。它能夠減少運(yùn)行成本，并簡(jiǎn)化和縮短目前的濕氣和泄漏檢測(cè)程序。在飛機(jī)的情況下，本發(fā)明的流體檢測(cè)系統(tǒng)能夠通過(guò)提供運(yùn)行中的實(shí)時(shí)濕氣和泄漏 檢測(cè)來(lái)改善機(jī)群安全性。監(jiān)測(cè)能夠在不同的環(huán)境狀況下都是可用的，包括登機(jī)門(mén)裝載貨物(gate cargo load)狀況、滑行、起飛、飛行以及著陸狀況。參考圖7，其顯示了用于持續(xù)監(jiān)測(cè)飛機(jī)700的燃料分配和存儲(chǔ)區(qū)域的芯片的不同 位置。飛機(jī)700包括中央機(jī)翼燃料箱702、每個(gè)機(jī)翼中的多個(gè)主燃料箱704以及多個(gè)儲(chǔ)備燃 料箱706和機(jī)翼中的通風(fēng)防震動(dòng)燃料箱(vent surge tanks) 708和水平穩(wěn)定器。一個(gè)或更 多個(gè)芯片(用“X”表示)被固定至每個(gè)主燃料箱704的外表面上的不同位置。一個(gè)或更多 個(gè)芯片(用“Y”表示)可被固定至每個(gè)儲(chǔ)備燃料箱706的外表面上的不同位置。一個(gè)或更 多個(gè)芯片(用“Z”表示)可被固定至每個(gè)水平穩(wěn)定器燃料箱710的外表面上的不同位置。 盡管沒(méi)有顯示，但一個(gè)或更多個(gè)芯片可以被固定至通風(fēng)防震動(dòng)燃料箱708、燃料管路上、連 接區(qū)域附近等。參考圖8，其顯示了裝備飛機(jī)以持續(xù)監(jiān)測(cè)泄漏和濕氣積聚的方法。該方法包括將多 個(gè)芯片固定至易發(fā)生燃料泄漏或濕氣積聚的結(jié)構(gòu)(方框810)。每個(gè)芯片包括光譜儀。芯片 用吸收流體的材料固定，以使得芯片能夠?qū)τ刹牧衔盏牧黧w進(jìn)行光譜分析。該方法進(jìn)一步包括將芯片連接到一個(gè)或更多個(gè)處理單元(方框820)。這可以通過(guò) 有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)或兩者的結(jié)合來(lái)進(jìn)行。例如，柔性帶能夠被用來(lái)提供從芯片到無(wú)線(xiàn)集線(xiàn)器的有 線(xiàn)連接，并且有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)連接能夠建立在無(wú)線(xiàn)集線(xiàn)器與中央處理單元之間。現(xiàn)在參考圖9，其顯示了操作濕氣和泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的方法。芯片被處理單元(例 如，飛行計(jì)算機(jī)、維護(hù)計(jì)算機(jī)、診斷計(jì)算機(jī))控制。芯片能夠被持續(xù)輪詢(xún)以確定是否檢測(cè)到 任何泄漏或濕氣積聚(方框910)。除了持續(xù)輪詢(xún)，在主動(dòng)加載結(jié)構(gòu)(方框920)之后，覆蓋 結(jié)構(gòu)的一個(gè)或更多個(gè)芯片能夠被輪詢(xún)(方框930)。主動(dòng)加載充分地暴露微裂紋等，并且檢 測(cè)能夠識(shí)別并修復(fù)這些位置，由此提供早期的泄漏檢測(cè)和預(yù)防。現(xiàn)在參考圖10，其顯示了半導(dǎo)體芯片1000，該半導(dǎo)體芯片1000包括基底1010、形 成于基底1010中的流體通道1020、用于抽取流體通過(guò)通道1020的微流體泵1030、形成于 基底1010上的半導(dǎo)體激光器1040、用于將來(lái)自半導(dǎo)體激光器1040的光聚焦到通道的檢測(cè) 位置上的由MEMS控制的光學(xué)系統(tǒng)1045、形成于基底1010上的檢測(cè)器1050和用于接收來(lái)自 該位置的光并將光譜線(xiàn)聚焦到檢測(cè)器1050上的由MEMS控制的光柵1060。在一些實(shí)施例中，單個(gè)芯片1000可以包括多個(gè)檢測(cè)器1050。例如，設(shè)計(jì)相同的多 個(gè)線(xiàn)性硅陣列可以布置在規(guī)則的柵格中。在使用多個(gè)檢測(cè)器1050的其它實(shí)施例中，檢測(cè)器 1050可以制造成變化的、可互換的尺寸，并且具有隨機(jī)的或偽隨機(jī)的布置。如果用于流體檢測(cè)，芯片1000還包括流體吸收元件1070。在一些實(shí)施例中，流體 吸收元件1070可以由吸濕性聚合物制成。在其它實(shí)施例中，流體吸收元件1070可以是能 夠通過(guò)化學(xué)沉積或半導(dǎo)體處理而制造在芯片1000上的納米管型結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，能夠制造沒(méi)有流體吸收元件的芯片1000。例如，芯片1000可以 使用將芯片固定至結(jié)構(gòu)的吸收元件1070?；蛘?，芯片可以用于氣體檢測(cè)。能夠制造沒(méi)有流體吸收元件或在流體吸收元件的 位置具有氣體入口的氣體檢測(cè)器芯片。例如，這些芯片可以被用來(lái)檢測(cè)氣體泄漏。
權(quán)利要求
1.一種用于在結(jié)構(gòu)上的位置處檢測(cè)流體的流體檢測(cè)裝置，所述裝置包括納米級(jí)的芯片載光譜儀；以及流體吸收元件，其用于在所述位置處吸收流體并還將所述芯片固定至所述結(jié)構(gòu)；其中，通過(guò)所述光譜儀分析由所述元件吸收的流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光譜儀包括流體通道和用于泵送數(shù)納升的流 體通過(guò)所述通道的微流體泵；檢測(cè)器；以及用于在流體檢測(cè)期間產(chǎn)生光譜線(xiàn)并將所述光譜 線(xiàn)聚焦到所述檢測(cè)器上的半導(dǎo)體激光器和相關(guān)光學(xué)器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述流體吸收元件符合所述結(jié)構(gòu)的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述流體吸收元件包括由吸濕性材料制成的表面 符合層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述流體吸收元件包括吸濕性粘合劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于給所述芯片供電的電力獲取裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述流體吸收元件包括柔性帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述柔性帶包括粘合到所述結(jié)構(gòu)的柔性導(dǎo)體，所 述芯片嵌入所述柔性導(dǎo)體中。
9.一種濕氣和泄漏檢測(cè)方法，所述方法包括將多個(gè)芯片固定至易發(fā)生燃料泄漏或濕氣 積聚的結(jié)構(gòu)，所述芯片用吸收流體的材料固定，每個(gè)芯片包括與該吸收固定材料流體連通 的光譜儀，每個(gè)光譜儀包括用于從所述吸收材料吸取流體并對(duì)被吸取的流體進(jìn)行光譜分析 的裝置。
全文摘要
一種用于在結(jié)構(gòu)上的某位置處檢測(cè)流體的流體檢測(cè)裝置包括納米級(jí)的芯片載光譜儀和用于在所述位置處吸收流體并將芯片固定至該結(jié)構(gòu)的流體吸收元件。通過(guò)光譜儀分析由元件吸收的流體。
文檔編號(hào)G01M3/04GK102132137SQ200980133138
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者G·E·喬治森, K·D·梅雷迪斯, M·賽弗 申請(qǐng)人:波音公司