提供了一种用于测量微粒物质的装置，该装置包括：图像获取设备，被配置为使引入到图像获取设备的空气中所包括的微粒物质粒子带电，并且基于无透镜成像来获取带电的微粒物质粒子的图像；光谱获取设备，被配置为获取带电的微粒物质粒子的拉曼光谱；以及处理器，被配置为基于所获取的图像来确定微粒物质粒子的大小和微粒物质粒子的浓度，并且基于所获取的拉曼光谱来确定微粒物质粒子的成分。曼光谱来确定微粒物质粒子的成分。曼光谱来确定微粒物质粒子的成分。
【技术实现步骤摘要】
用于测量微粒物质的装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年8月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0094822的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
[0003]本公开的示例实施例涉及用于测量微粒物质的技术。
技术介绍
[0004]微粒物质可以包括悬浮在空气中的非常小的粒子和液滴，这些粒子和液滴是如此小以至于眼睛看不到，包括直径为10μm或更小的粒子。这样的微粒物质可能是由于化石燃料(例如，煤、石油等)的燃烧、或汽车、工厂等的废气而排出。
[0005]近来，微粒物质已经成为对人类健康和环境两者的严重威胁。长时间暴露于微粒物质可能导致免疫水平显著下降，从而引起各种健康问题，包括诸如感冒、哮喘、支气管炎等的呼吸系统疾病以及心血管疾病、皮肤疾病、眼疾等。特别地，直径为2.5μm或更小的细微粒物质易于深深地渗透到人体内的肺和支气管中，并且粘附在肺和支气管上，这可能引起各种疾病。
[0006]因此，需要开发便于用户容易地测量环境空气质量的技术。
技术实现思路
[0007]一个或多个示例实施例提供了一种用于同时测量微粒物质粒子的大小、浓度和成分的装置和方法。
[0008]根据示例实施例的一个方面，提供了一种用于测量微粒物质的装置，所述装置包括：图像获取设备，被配置为使引入到所述图像获取设备的空气中所包括的微粒物质粒子带电，并且基于无透镜成像来获取带电的微粒物质粒子的图像；光谱获取设备，被配置为获取所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱；以及处理器，被配置为基于所获取的图像来确定所述微粒物质粒子的大小和所述微粒物质粒子的浓度，并且基于所获取的拉曼光谱来确定所述微粒物质粒子的成分。
[0009]所述图像获取设备可以包括：微粒物质吸附设备，被配置为使所述微粒物质粒子带电并吸附带电的微粒物质粒子；光源，被配置为向吸附的微粒物质粒子发射光；以及图像生成设备，被配置为通过接收已穿过所述吸附的微粒物质粒子的光、从所述吸附的微粒物质粒子反射的光、或从所述吸附的微粒物质粒子散射的光来生成所述微粒物质粒子的图像。
[0010]所述微粒物质吸附设备可以包括：第一电极，被施加正极性或负极性中的一个并且被配置为使所述微粒物质粒子带电；以及第二电极，被施加正极性和负极性中的另一个并且被配置为吸附带电的微粒物质粒子。
[0011]所述第二电极可以具有板形状。
[0012]所述第二电极可以由以下项之一形成：氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、SnO2、氧化锌(ZnO)、石墨烯、银纳米线、导电聚合物(例如，PEDOT：PSS)和碳纳米管。
[0013]所述图像生成设备可以包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)中的至少一种。
[0014]所述光谱获取设备可以包括：波导，所述带电的微粒物质粒子被引入到所述波导中；光源，被配置为向引入到所述波导中的所述带电的微粒物质粒子发射光；以及光谱生成设备，被配置为通过接收引入到所述波导中的所述带电的微粒物质粒子的拉曼散射光来生成所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱。
[0015]所述波导可以被配置为将所述带电的微粒物质粒子排放到所述用于测量微粒物质的装置的外部。
[0016]所述光源可以被设置为靠近所述波导的入口，并且所述光谱生成设备被设置为靠近所述波导的出口。
[0017]所述光谱生成设备可以包括：光谱仪，被配置为将所述拉曼散射光分成不同波长的光；以及生成设备，被配置为通过接收被分成所述不同波长的光的所述拉曼散射光来获取所述拉曼光谱。
[0018]所述光谱仪可以包括棱镜、光栅和滤光器中的至少一个。
[0019]所述生成设备包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)中的至少一种。
[0020]根据示例实施例的另一方面，提供了一种测量微粒物质的方法，所述方法包括：使包括在空气中的微粒物质粒子带电；基于无透镜成像来获取带电的微粒物质粒子的图像；获取所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱；基于所获取的图像来确定所述微粒物质粒子的大小和所述微粒物质粒子的浓度；以及基于所获取的拉曼光谱来确定所述微粒物质粒子的成分。
[0021]获取所述图像可以包括：吸附所述带电的微粒物质粒子；向吸附的微粒物质粒子发射光；以及通过接收已穿过所述吸附的微粒物质粒子的光、从所述吸附的微粒物质粒子反射的光、或从所述吸附的微粒物质粒子散射的光来生成所述微粒物质粒子的图像。
[0022]获取所述拉曼光谱可以包括：向引入到波导中的所述带电的微粒物质粒子发射光；以及通过接收引入到波导中的所述带电的微粒物质粒子的拉曼散射光来生成所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱。
[0023]根据示例实施例的另一方面，提供了一种用于测量微粒物质的装置，所述装置包括：图像获取设备，被配置为使引入到所述图像获取设备的空气中所包括的微粒物质粒子带电，并且基于无透镜成像来获取带电的微粒物质粒子的图像；波导，所述带电的微粒物质粒子被引入到所述波导中；光谱获取设备，被配置为通过接收引入到所述波导中的所述带电的微粒物质粒子的拉曼散射光来获取所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱；以及处理器，被配置为基于所获取的图像来确定所述微粒物质粒子的大小和所述微粒物质粒子的浓度，并且基于所获取的拉曼光谱来确定所述微粒物质粒子的成分。
[0024]所述光谱获取设备还可以包括：光源，被配置为向引入到所述波导中的所述带电的微粒物质粒子发射光。
[0025]所述光谱获取设备还可以包括：光谱仪，被配置为将所述拉曼散射光分成不同波
长的光；以及生成设备，被配置为通过接收被分成所述不同波长的光的所述拉曼散射光来获取所述拉曼光谱。
[0026]所述图像获取设备可以包括：微粒物质吸附设备，被配置为使所述微粒物质粒子带电并吸附带电的微粒物质粒子；光源，被配置为向吸附的微粒物质粒子发射光；以及图像生成设备，被配置为通过接收已穿过所述吸附的微粒物质粒子的光、从所述吸附的微粒物质粒子反射的光、或从所述吸附的微粒物质粒子散射的光来生成所述微粒物质粒子的图像。
[0027]所述微粒物质吸附设备可以包括：第一电极，被施加正极性或负极性中的一个并且被配置为使所述微粒物质粒子带电；以及第二电极，被施加正极性和负极性中的另一个并且被配置为吸附带电的微粒物质粒子。
附图说明
[0028]通过以下结合附图的描述，特定示例实施例的上述和/或其他方面、特征和优点将更加明显，在附图中：
[0029]图1是示出根据示例实施例的用于测量微粒物质的装置的框图；
[0030]图2是示出根据示例实施例的图像获取设备的结构的图；
[0031]图3是示出根据示例实施例的光谱获取设备的结构的图；
[0032]图4是示出根据示例实施例的用于测量微粒物质的装置的结构的图；
[0033]图5是示出根据另一示例实施例的用于测量微粒物质的装置的框图；以及
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于测量微粒物质的装置，所述装置包括：图像获取设备，被配置为使引入到所述图像获取设备的空气中所包括的微粒物质粒子带电，并且基于无透镜成像来获取带电的微粒物质粒子的图像；光谱获取设备，被配置为获取所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱；以及处理器，被配置为基于所获取的图像来确定所述微粒物质粒子的大小和所述微粒物质粒子的浓度，并且基于所获取的拉曼光谱来确定所述微粒物质粒子的成分。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述图像获取设备包括：微粒物质吸附设备，被配置为使所述微粒物质粒子带电并吸附带电的微粒物质粒子；光源，被配置为向吸附的微粒物质粒子发射光；以及图像生成设备，被配置为通过接收已穿过所述吸附的微粒物质粒子的光、从所述吸附的微粒物质粒子反射的光、或从所述吸附的微粒物质粒子散射的光来生成所述微粒物质粒子的图像。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述微粒物质吸附设备包括：第一电极，被施加正极性或负极性中的一个，并且被配置为使所述微粒物质粒子带电；以及第二电极，被施加正极性和负极性中的另一个，并且被配置为吸附带电的微粒物质粒子。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二电极具有板形状。5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二电极由以下项之一形成：氧化铟锡ITO、氧化铟锌IZO、氧化锡SnO2、氧化锌ZnO、石墨烯、银纳米线、导电聚合物和碳纳米管。6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述图像生成设备包括电荷耦合器件CCD和互补金属氧化物半导体CMOS中的至少一种。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光谱获取设备包括：波导，所述带电的微粒物质粒子被引入到所述波导中；光源，被配置为向引入到所述波导中的所述带电的微粒物质粒子发射光；以及光谱生成设备，被配置为通过接收引入到所述波导中的所述带电的微粒物质粒子的拉曼散射光来生成所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述波导被配置为将所述带电的微粒物质粒子排放到所述用于测量微粒物质的装置的外部。9.根据权利要求7所述的装置，其中：所述光源被设置为靠近所述波导的入口；并且所述光谱生成设备被设置为靠近所述波导的出口。10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述光谱生成设备包括：光谱仪，被配置为将所述拉曼散射光分成不同波长的光；以及生成设备，被配置为通过接收被分成所述不同波长的光的所述拉曼散射光来获取所述拉曼光谱。11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述光谱仪包括棱镜、光栅和滤光器中的至少一个。12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述生成设备包括电荷耦合器件CCD和互补金
属氧化物半导体CMOS中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李右昶，朴润相，张浩埈，南圣炫，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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