[发明专利]一种使用从液体运动收集的能量来检测液体的小型装置

权利要求书

1.一种用于检测预设液体的检测装置，包括一个检测单元，所述检测单元包括：

一个用于发射光的发光二极管阵列，所述发光二极管阵列包括多个发光二极管；

一个反射器，其反射从所述发光二极管阵列发射的光，所述反射器包括一个开口，以允许部分发射光穿过所述反射器，形成一个探测光束，用于检测所述液体，所述反射器的外形实质上类似于半个椭圆体，除所述开口之外，所述椭圆体有第一焦点和第二焦点，其中所述发光二极管阵列位于所述第一焦点上，从而照射到所述反射器上的所述发射光被反射到所述第二焦点，使得所述发射光在反射之后被重聚焦在所述第二焦点上；

第一光电探测器，其位于所述第二焦点上，用于测量所述重聚焦的发射光的强度，从而产生一个基准强度；

第二光电探测器，在所述探测光束穿过所述液体之后，其测量接收到的所述探测光束的强度，从而产生一个测量强度；

一个基板，其上安装有所述发光二极管阵列和所述第一光电探测器，其中所述反射器位于所述基板上，使得在所述反射器和所述基板之间形成一个闭合空间；和

一个密封层，其通过将一种不能渗透液体的实质上透明的密封材料填充进所述闭合空间而形成，用于密封所述发光二极管阵列和所述第一光电探测器，以便隔绝所述液体，其中所述密封层进一步被制成在所述开口处有一个凸面，所述凸面的形状被制成以折射照射到所述开口处的所述发射光，从而形成所述探测光束，使得当所述装置浸入到所述液体里时所述探测光束被实质上准直。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其中所述密封材料是由不可渗透液体的聚合物构成。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其中所述第一光电探测器和第二光电探测器各自包括一个或多个光电二极管，共同对应200-2500nm的光谱响应范围。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其中所述预设液体是水。

5.根据权利要求1所述的检测装置，还包括：

一个控制电路，用于控制至少所述发光二极管、所述第一光电探测器和所述第二光电探测器；其中：

每个所述发光二极管被设置以生成一个一段时间的光辐射，其发射光谱在峰值波长上有单个主谱峰，每个所述发光二极管的所述峰值波长是不同的；和

所述控制电路被设置以控制所述发光二极管，按顺序一个接一个地生成一段时间的光辐射，使得多对强度值得以产生并为所述控制电路接收，每对强度值包括单个发光二极管独自产生发射光时所获得的所述测量强度和所述基准强度。

6.根据权利要求5所述的检测装置，还包括：

一个温度传感器，用于测量所述发光二极管阵列的温度，所述温度传感器是由所述控制电路进行控制。

7.根据权利要求6所述的检测装置，还包括：

一个处理器，用于根据所述多对强度值来估计所述液体的吸收光谱。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其中所述处理器被设置以执行一个估计所述吸收光谱的过程，所述过程包括以下步骤：

(a)设置所述控制电路以：

控制所述发光二极管按顺序一个接一个地生成所述一段时间的光辐射，从而产生所述多对强度值 ；和

测量所述发光二极管阵列的所述温度；

(b)接收所述多对强度值 和所述发光二极管阵列温度；

(c)对单个发光二极管：

根据所述基准强度和一个非对称高斯频谱模型的一个预设模型参数集合，计算所述频谱模型的第一定标因子，用于表征化所述基准强度的第一光谱分布，其中所述预设模型参数集合对所述单个发光二极管是特定的，所述预设模型参数集合是根据所述测量温度从一个更大的预设模型参数集合里选出的；和

根据所述测量强度和选出的所述预设模型参数集合，计算所述频谱模型的第二定标因子，用于表征化所述测量强度的第二光谱分布；

(d)对所述发光二极管阵列里的所有发光二极管重复所述步骤(c)，获得多个第一光谱分布和多个第二光谱分布；和

(e)根据所述多个第一光谱分布和所述多个第二光谱分布，获得所述吸收光谱。