粒子或花粉传感器以及感测方法技术

一种粒子或花粉传感器包括相对湿度传感器阵列。相对湿度的变化代表与所述传感器中的一个或多个传感器接触的粒子或花粉。与所述传感器中的一个或多个传感器接触的粒子或花粉的大小和/或形状也可选地基于传感器的数目和/或配置来确定。根据这些信息，粒子或花粉类型被确定。

Particle or pollen sensors and sensing methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粒子或花粉传感器以及感测方法
本专利技术涉及一种用于感测和标识粒子或花粉的方法和装置。
技术介绍
众所周知，需要监测污染水平，诸如包括花粉的粒状污染物。已知各种感测设备，这些感测设备例如提供低于一定大小、超过一定大小或在大小范围内粒子的粒子浓度水平。光学粒子感测方法例如被熟知为基于光散射。花粉是可能对人体健康产生严重影响的重要过敏原。另外，它们是哮喘的诱因。为了防止人类暴露于花粉或使这种暴露最小化，重要的是人类可能暴露其中的花粉进行检测。获得的信息可以被用来促进其他动作，例如真空清洁敏感的人居住的地方或清洁这种地方中的表面。这可以自动执行或者可以向用户提供警报，以手动地执行清洁动作。区分不同类型的粒子(诸如花粉粒子)的一种方式是确定粒子大小或粒子大小分布。然而，一些花粉类型可能具有与其他粒子相似的大小和大小分布。此外，用于准确地确定大小分布信息的传感器是昂贵的，而且通常只用于专业应用。同样基于光学检测器，一些已知的花粉传感器还被配置为检测来自花粉的散射光的极化特征。这种传感器可以例如通过比较散射光的数目和极化度，来区分不同类型的花粉和其他灰尘。然而，这些已知的光学传感器通常不考虑引入错误的一些因素。例如，来自花粉的光信号受花粉的表面特性(诸如花粉表面吸收的水分)的影响。由于吸湿性，花粉的大小也随湿度的变化而变化。仍然需要一种方式来准确地检测花粉或其他粒子类型，但是需要一种低成本的感测解决方案。US2002192653A1公开了一种用于使包含在流体中的化学或生物样本成像的传感器。系统使用基于阻抗的技术来检测化学或生物粒子。FDPOPE：2010年10月21日(2010-10-21)的EnvironmentalResearchLetters的第4期第5卷的“Pollengrainsareefficientcloudcondensationnuclei”公开了：花粉在欠饱和状态下表现出对水分的大量吸收。US2011101997A1公开了使用电容传感器来监测粒子的含水量。
技术实现思路
本专利技术由权利要求定义。根据按照本专利技术的方面的示例，提供了一种粒子或花粉传感器，包括：相对湿度传感器阵列；以及处理器，用于处理来自湿度传感器阵列的信号，其中处理器适于：检测相对湿度的变化，该相对湿度的变化代表与相对湿度传感器阵列的传感器中的一个或多个传感器接触的粒子或花粉，从而确定与粒子或花粉的存在相关联的相对湿度的变化；以及基于相对湿度的变化，标识粒子或花粉的类型。本专利技术提供了一种粒子或花粉传感器，其中不同的粒子类型(诸如花粉)是基于它们在吸湿性方面的差异来检测的，这也取决于表面结构和干质量。本专利技术是基于：通过利用相对湿度传感器，来区分花粉或其他粒子的吸湿性或含水量，这能够形成成本低且体积小的花粉传感器。为了检测花粉，传感器可以用于基于吸水的一般性质标识任何花粉的存在，或者另外，它还可以用于区分花粉类型，例如通过执行大小分析。也可以单独使用相对湿度测量，以基于不同花粉类型的不同吸水性来区分花粉类型。因此，对于已知的环境相对湿度水平，可以使用不同花粉类型在已知的相对湿度水平下的不同反应，来标识花粉类型。这需要测量周围环境相对湿度水平并且将系统校准到不同的周围环境相对湿度水平。处理器还可以适于：基于传感器的数目和/或配置确定与一个或多个传感器接触的粒子或花粉的大小和/或形状；以及另外基于大小和/或形状，标识粒子或花粉类型。如果单独的传感器元件可能形成有小于单独的粒子或花粉粒的尺寸，则相同的传感器阵列可以按照这种方式被用来检测粒子大小信息。这是可能的，例如使用MEMS传感器阵列。单独的粒子被优选地检测到，并且这意味着可以获得准确的粒子大小分布信息。这使得不同的花粉类型能够被确定。传感器优选地包括风扇，用于将空气吸到相对湿度传感器阵列。这不仅被用来提供空气以进行感测，而且被用来去除之前收集到的粒子或花粉，以提供重设功能。传感器优选地还包括振动器，用于使粒子或花粉从相对湿度传感器脱落。振动和气流的组合效果提供了一种有效的清洁机制。振动器例如包括被附接到相对湿度传感器阵列的压电振动器。它可以例如被耦合到传感器阵列的基板。相对湿度传感器阵列例如包括聚合物元件阵列和读出导体阵列、以及用于监测与每个聚合物元件相关联的阻抗值的检测电路。阻抗随从粒子或花粉转移过来的水分的吸收而变化，并且这使得测量粒子或花粉的水分吸收成为可能。每个相对湿度传感器例如具有小于10μm2的面积。这使得单个粒子或花粉粒能够覆盖或接触多个湿度传感器。相对湿度传感器阵列可以形成在柔性基板上。这有助于从传感器例如通过振动而去除粒子或花粉。传感器还可以包括数据库，该数据库存储有相对湿度信息和/或粒子和形状信息与粒子或花粉类型之间的关系。这使得从相对湿度信息以及大小和形状信息到粒子或花粉类型的转换成为可能。这种数据库可能是粒子或花粉传感器的部分，但是它也可能是用于解释收集到的数据的外部信息源。处理器还可以适于考虑位置信息和/或年度时间信息，以标识花粉类型。在某个位置并且在某个时间点，一些花粉类型比其他花粉类更可能出现。可以考虑这种统计信息，以得出关于花粉类型的结论。本专利技术还提供了一种粒子或花粉感测方法，包括：检测相对湿度的变化，该相对湿度的变化代表与相对湿度传感器阵列的一个或多个传感器接触的粒子或花粉，从而确定与粒子或花粉的存在相关联的相对湿度的变化；以及基于相对湿度的变化，标识粒子或花粉。方法还可以包括基于传感器的数目和/或配置检测与一个或多个传感器接触的粒子或花粉的大小和/或形状，并且这种信息也可以用于标识粒子或花粉类型。方法还可以包括将空气吸到相对湿度传感器阵列，并且可选地通过振动使粒子或花粉从相对湿度传感器阵列脱落。相对湿度可以通过监测与每个传感器都相关联的阻抗值来检测。也可以考虑位置信息和/或年度时间信息，以标识粒子或花粉类型。本专利技术可以至少部分地实施在计算机软件中。附图说明现在将参照附图详细地描述本专利技术的示例，在附图中：图1示出了不同花粉类型的花粉上的测量的水分吸收；图2示出了相对湿度(RH)传感器阵列；图3示出了图2的传感器阵列的横截面；图4示出了四种不同的传感器元件随时间的反应，并且示出了响应于不同的花粉类型到来随时间变化的相对湿度读数；图5示出了三种不同的传感器元件随时间的反应，并且示出了响应于不同的花粉类型到来随时间变化的相对湿度读数；图6示出了传感器阵列，其中各个传感器都被编号以说明大小和形状检测；以及图7示出了粒子或花粉感测方法。具体实施方式本专利技术提供了一种粒子或花粉传感器，该传感器包括相对湿度传感器阵列。相对湿度的变化代表与一个或多个传感器接触的粒子或花粉。因此，在相对湿度测量中检测相对湿度的变化，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粒子或花粉传感器，包括：/n相对湿度传感器阵列(20)；以及/n处理器(38)，用于处理来自所述湿度传感器阵列(20)的信号，/n其中所述处理器(385)适于：/n检测相对湿度的变化，所述相对湿度的变化代表与所述相对湿度传感器阵列(20)的一个或多个传感器(26)接触的粒子或花粉，从而确定与所述粒子或所述花粉的存在相关联的相对湿度的变化；以及/n基于所述相对湿度的变化，标识粒子或花粉的类型。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171102 EP 17199742.2;20171009 CN PCT/CN2017/10541.一种粒子或花粉传感器，包括：
相对湿度传感器阵列(20)；以及
处理器(38)，用于处理来自所述湿度传感器阵列(20)的信号，
其中所述处理器(385)适于：
检测相对湿度的变化，所述相对湿度的变化代表与所述相对湿度传感器阵列(20)的一个或多个传感器(26)接触的粒子或花粉，从而确定与所述粒子或所述花粉的存在相关联的相对湿度的变化；以及
基于所述相对湿度的变化，标识粒子或花粉的类型。


2.根据权利要求1所述的粒子或花粉传感器，其中所述处理器(38)还适于：
基于传感器(26)的数目和/或配置，确定与所述传感器(26)中的一个或多个传感器接触的粒子或花粉的大小和/或形状；以及
另外基于所述大小和/或形状，标识粒子或花粉类型。


3.根据权利要求1或2所述的粒子或花粉传感器，还包括风扇(36)，用于将空气吸到所述相对湿度传感器阵列。


4.根据前述权利要求中任一项所述的粒子或花粉传感器，还包括振动器(34)，用于使粒子或花粉从所述相对湿度传感器阵列(20)脱落。


5.根据权利要求4所述的粒子或花粉传感器，其中所述振动器(34)包括被附接到所述相对湿度传感器阵列(20)的压电振动器。


6.根据前述权利要求中任一项所述的粒子或花粉传感器，其中所述相对湿度传感器阵列(20)包括聚合物元件阵列和读出导体阵列(22、24)、以及用于监测与每个聚合物元件相关联的阻抗值的检测电路(38)。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，陈爽，张秋实，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL