使用电磁波的霉菌检测装置制造方法及图纸

霉菌传感器配置有围封的腔，在该围封的腔中定位有用营养物处理的基质。霉菌传感器包括光学传感器，该光学传感器被配置为测量围封的腔中的光学特性。控制器操作光学传感器，并且被编程以基于由光学传感器测量的光学特性来检测在腔中生长的霉菌的存在。

【技术实现步骤摘要】
使用电磁波的霉菌检测装置相关申请的交叉引用本申请要求2018年12月31日提交的美国临时申请序列号62/787068的权益，该文献的公开内容通过引用以其整体并入到本文中。
本申请总体上涉及用于检测环境中的霉菌的集成传感器。
技术介绍
在许多环境中，霉菌能够成为严重的问题。长时间暴露于霉菌可能会导致健康问题。过度的霉菌生长可能会弄脏或降解结构的表面。此外，霉菌的存在可以指示结构中的水分问题。通常，霉菌问题可能存在一段时间而不被检测到。在一些情形中，霉菌生长很容易看到，并且能够通过视觉检查而检测到。在许多情形中，霉菌存在但是不能被观察者容易地看到。在理想情况下，期望的是，在霉菌可能会导致健康或结构问题之前检测到霉菌。霉菌通过在空气中释放孢子而传播。当霉菌孢子落在条件适合生长的介质（medium）上时，它们可以生长。适合生长的条件包括适当水平的营养物、水和pH平衡。没有落在这种介质上的霉菌孢子可以保持无活性，并且能够被空气携带。在大多数空气中都发现了一定浓度的霉菌孢子。问题区域可能具有更高的霉菌孢子浓度。检测霉菌的典型方法是在受影响的位置中收集表面或空气样本。颗粒物质可以被积累或放置在显微镜玻片上。专家可以通过显微镜观察玻片，以识别霉菌并确定霉菌浓度和存在的霉菌类型。这些方法通常要求采集样本并将样本发送到在霉菌检测方面具有专业知识的实验室。这种过程往往是劳动密集的并且相当昂贵。此外，接收结果可能会花费一些时间。现有方法不允许对区域连续采样。
技术实现思路
霉菌检测装置可以包括使用电磁波来感测霉菌的感测装置。在一些配置中，电磁波可以是光波（光学）。在一些配置中，感测装置包括集成的源和接收器。在一些配置中，感测装置包括单独的源和接收器。在一些配置中，感测装置被配置为检测从生长表面反射的电磁波。在一些配置中，感测装置被配置为检测通过生长表面透射的电磁波。感测装置可以被配置为测量在生长表面上生长的霉菌的竖直生长距离。霉菌传感器包括限定腔的壳体和被处理以促进霉菌生长并暴露在腔内的基质。霉菌传感器包括设置在腔中并被配置为将光朝向基质导向的光学源、和设置在腔中并被配置为接收来自光学源的从基质反射的光并提供指示一个或多个光学性质的光学数据的光学传感器。霉菌传感器包括控制器，该控制器被编程为驱动光学传感器、从光学传感器接收光学数据、并基于光学数据输出指示在基质上的霉菌生长的信号。光学源和光学传感器可以被集成为单个单元。光学源和光学传感器可以被安装在壳体的相对的侧壁上。光学源和光学传感器可以被安装在大致与基质平行的壳体的顶部覆盖件上。光学数据可以包括颜色信息。可以用pH指示剂处理基质，该pH指示剂随着基质的pH特性由于霉菌生长所引起的改变而改变颜色。控制器可以进一步被编程为识别在基质上生长的霉菌的颜色，并基于该颜色生成指示霉菌生长的信号。光学传感器可以是光电二极管的阵列。光学源可以是激光器，并且光学传感器可以是一个或多个光电二极管，并且控制器可以进一步被编程为通过测量在被提供给光学源的驱动信号与来自光学传感器的相对应的光学数据之间的时间偏移来估计基质上的平面外生长。控制器可以进一步被编程为基于在来自光学传感器的光学数据中观察到的强度变化来生成信号。控制器可以进一步被编程为通过比较在霉菌生长之前测量的基线反馈与在霉菌生长期间接收的光学数据来生成信号。光学源可以是一个或多个单色光学激光器，并且光学传感器可以是被配置为提供包括荧光光谱的特征的光学数据的光学光谱仪，并且控制器可以进一步被编程为基于荧光光谱的特征来生成信号。霉菌传感器包括限定腔的壳体和经处理以促进霉菌生长并暴露在腔内的基质。霉菌传感器包括光学源，该光学源联接在腔内并被配置为将光朝向基质导向。霉菌传感器包括光学传感器，该光学传感器被安装到基质下方的框架并被配置为接收穿过基质的来自光学源的光，并提供指示一种或多种光学性质的光学数据。霉菌传感器包括控制器，该控制器被编程为驱动光学传感器、从光学传感器接收光学数据、并基于光学数据输出指示在基质上的霉菌生长的信号。光学传感器可以被配置为识别穿过基质的光的波长，并且控制器可以进一步被编程为基于波长的变化来生成信号。光学传感器可以包括多个光电检测器，每个光电检测器针对预定的波长范围被调谐。控制器可以进一步被编程为通过比较在霉菌生长之前测量的基线光学数据和在霉菌检测周期期间测量的光学数据来生成信号。一种方法包括通过控制器驱动光学源，该光学源联接在限定腔的壳体内并被定向成朝向用营养物处理的基质，以朝向用营养物处理的基质投射光波。该方法包括通过控制器接收来自光学传感器的指示一种或多种光学性质的光学数据，其代表光波与用营养物处理的基质的相互作用。该方法包括由控制器输出基于光学数据的信号，该信号指示在用营养物处理的基质上的霉菌生长。相互作用可以是以下中的一者或多者：来自用营养物处理的基质的光波的反射、由用营养物处理的基质对光波的吸收、以及光波从用营养物处理过的基质的散射。相互作用可以是光波穿过用营养物处理的基质的透射。该方法可以进一步包括通过测量在驱动光学源的信号和相对应的光学数据之间的时间偏移来估计在用营养物处理的基质上的平面外生长。附图说明图1描绘了具有集成传感器模块的单腔霉菌传感器配置。图2描绘了具有多件式传感器的单腔霉菌传感器配置。图3描绘了具有集成传感器的单腔霉菌传感器的替代性配置。图4描绘了具有多件式传感器的单腔霉菌传感器的替代性配置。图5描绘了多腔霉菌传感器配置的示例。图6描绘了配置为使表面暴露于单腔外部的气流的单腔霉菌传感器的示例。图7描绘了配置为使表面暴露于单腔外部的气流的单腔霉菌传感器的第二示例。图8描绘了包括不同营养物处理的条的生长表面。图9描绘了具有交替的表面类型区段的生长表面。图10描绘了包括不同营养物处理的地带的生长表面。图11描绘了基于带的表面更换机构的示例。图12A和图12B描绘了基于滚筒的表面更换机构的不同视图。图13A描绘了基于盘的表面更换机构的示例。图13B描绘了用于基于盘的表面更换机构的盘配置的示例。图14描绘了用于检测生长表面上的霉菌的电容型传感器的可能配置。图15描绘了具有集成电接触件的生长表面的可能配置。图16描绘了具有导电条的生长表面的示例。图17描绘了用于与生长表面的导电条相互作用的基于滚动件的电接触件的示例。图18A和图18B描绘了用于与生长表面的导电条相互作用的基于电极的电接触件的不同视图。图19描绘了被配置为测量和控制生长表面的pH水平的生长表面的示例。图20描绘了包括霉菌传感器和通信网络的霉菌传感器系统。图21描绘了用于操作霉菌传感器的可能的操作顺序的流程图。具体实施方式本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅是示例，并且其他实施例能够采取各种和替代的形式。附图不必然按照比例；一些特征可被夸大或者最小化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种霉菌传感器，所述霉菌传感器包括：/n壳体，所述壳体限定腔；/n基质，所述基质被处理以促进霉菌生长并且被暴露在所述腔内；/n光学源，所述光学源设置在所述腔中并被配置为朝向所述基质引导光；以及/n光学传感器，所述光学传感器设置在腔中并被配置为接收来自所述光学源的、从所述基质反射的光，并提供指示一种或多种光学性质的光学数据；以及/n控制器，所述控制器被编程为驱动所述光学传感器、从光学传感器接收所述光学数据、并基于所述光学数据输出指示在所述基质上的霉菌生长的信号。/n

【技术特征摘要】
20181231 US 62/787068;20191212 US 16/7119751.一种霉菌传感器，所述霉菌传感器包括：
壳体，所述壳体限定腔；
基质，所述基质被处理以促进霉菌生长并且被暴露在所述腔内；
光学源，所述光学源设置在所述腔中并被配置为朝向所述基质引导光；以及
光学传感器，所述光学传感器设置在腔中并被配置为接收来自所述光学源的、从所述基质反射的光，并提供指示一种或多种光学性质的光学数据；以及
控制器，所述控制器被编程为驱动所述光学传感器、从光学传感器接收所述光学数据、并基于所述光学数据输出指示在所述基质上的霉菌生长的信号。


2.根据权利要求1所述的霉菌传感器，其中，所述光学源和所述光学传感器被集成为单个单元。


3.根据权利要求1所述的霉菌传感器，其中，所述光学源和所述光学传感器被安装在所述壳体的相对的侧壁上。


4.根据权利要求1所述的霉菌传感器，其中，所述光学源和所述光学传感器被安装在大致与基质平行的壳体的顶部覆盖件上。


5.根据权利要求1所述的霉菌传感器，其中，所述光学数据包括颜色信息。


6.根据权利要求5所述的霉菌传感器，其中，所述基质用pH指示剂处理，所述pH指示剂随着所述基质的pH特性由于霉菌生长所引起的改变而改变颜色。


7.根据权利要求6所述的霉菌传感器，其中，所述控制器进一步被编程为识别在所述基质上生长的霉菌的颜色，并基于所述颜色生成指示霉菌生长的信号。


8.根据权利要求1所述的霉菌传感器，其中，所述光学传感器是光电二极管的阵列。


9.根据权利要求1所述的霉菌传感器，其中，所述光学源是激光器，并且所述光学传感器是一个或多个光电二极管，并且所述控制器进一步被编程为通过测量在被提供给所述光学源的驱动信号与来自所述光学传感器的相对应的光学数据之间的时间偏移来估计所述基质上的平面外生长。


10.根据权利要求1所述的霉菌传感器，其中，所述控制器进一步被编程为基于在来自光学传感器的光学数据中观察到的强度变化来生成信号。


11.根据权利要求1所述的霉菌传感器，其中，所述控制器进一步被编程为通过比较在霉菌生长之前测量的基线反馈与在霉菌生长期间接收的光学数据来生成信号。


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【专利技术属性】
技术研发人员：SY余，F莱尔默，C彼得斯，O彼得斯，R迪里岑，N王，T罗茨尼克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE