颗粒传感器制造技术

根据本发明专利技术的示例性方面，提供了一种装置。该装置包括：微机电MEMS电容器，该MEMS电容器包括两个板和位于两个板之间的间隙；气体输送器，该气体输送器被配置成使气体流过该间隙；以及读出电路，该读出电路被配置为测量MEMS电容器的电容。MEMS电容器的电容。MEMS电容器的电容。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颗粒传感器


[0001]本专利技术涉及基于电容的颗粒检测。

技术介绍

[0002]在城市地区，由于化学和颗粒污染物导致的空气质量差对健康有害。根据世界卫生组织(WHO)的数据，暴露于空气污染物导致2012年死亡700万人，占全球死亡总数的八分之一。除了空气污染物对人类呼吸系统的影响外，已经建立了暴露于空气污染与许多其他医疗状况、心血管疾病和癌症之间的紧密联系。
[0003]空气污染物对健康的负面影响多种多样，并取决于其组成和状态，例如，气态或固态。因此，监测各种空气污染物、其浓度和时空分布不仅在全球范围内很重要，而且在区域和地区内更本地化的基础上对于污染源的本地化和污染的地理范围也很重要。为了测量污染物的运输并预测污染扩散的演变，可以频繁地并且优选地在密集的空间网格上进行测量。
[0004]基于过滤器的空气污染物监测包括使用对目标颗粒具有选择性的过滤器。一旦过滤器已经暴露于横穿过滤器的空气中，就可以对过滤器中捕获的颗粒物进行评估，以估计空气中或更一般地气体中颗粒的浓度。
[0005]颗粒污染物的粒径范围很大。例如，烟雾颗粒的范围可以为0.01至1微米，粉煤灰颗粒的范围为1至100微米，花粉颗粒的范围为10至100微米，重粉尘为100至1000微米，猫过敏原的范围为0.01至3微米。因此，使用过滤器，可以使用具有不同选择性的一堆过滤器来获得对诸如空气等气体中的颗粒的粒径分布的估计。粒径分布可以包括气体中特定粒径的颗粒浓度的多个估计。

技术实现思路

[0006]根据一些方面，提供了独立权利要求的主题。一些实施例在从属权利要求中定义。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种装置。该装置包括：微机电MEMS电容器，该MEMS电容器包括两个板和位于两个板之间的间隙；气体输送器，该气体输送器被配置成使气体流过该间隙；以及读出电路，该读出电路被配置为测量MEMS电容器的电容。
[0008]第一方面的各种实施例可以包括以下项目符号列表中的至少一个特征：
[0009]·
气体输送器包括机构和热泳装置中的至少一个，其中机构用于在间隙上产生压力差，热泳装置被配置为在间隙上产生温度梯度
[0010]·
读出电路被配置为检测由与气体一起流过间隙的颗粒引起的MEMS电容器的电容的变化
[0011]·
MEMS电容器包括并联连接的多个间隙，每个间隙都有自己的读出电子设备
[0012]·
间隙宽度可调
[0013]·
可以通过在两个板上施加电压来调节间隙的宽度，以使静电力移动至少一块板
[0014]·
间隙的宽度在0.05至2.00微米之间。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供了一种装置。该装置包括至少一个处理核和至少一个包括计算机程序代码的存储器。该至少一个存储器和该计算机程序代码被配置为与该至少一个处理核使该装置至少：引导气体输送器，该气体输送器被配置为使气体流过微机电MEMS电容器的板之间的间隙，以将气体输送通过该间隙；接收来自读出电路的输入，该读出电路被配置为测量MEMS电容器的电容；以及从该输入得出气体中的颗粒浓度。
[0016]第二方面的各种实施例可以包括以下项目符号列表中的至少一个特征：
[0017]·
气体输送器包括机构和热泳装置中的至少一个，其中机构用于在间隙上产生压力差，热泳装置被配置为在间隙上产生温度梯度
[0018]·
该装置进一步被配置为可调节间隙的宽度
[0019]·
该装置被配置为通过向板上施加可调节的电压来调节间隙的宽度
[0020]·
该装置被配置为依次使用多个间隙宽度获得气体中颗粒的粒径分布。
[0021]根据本专利技术的第三方面，提供了一种方法。该方法包括：引导气体输送器，以使气体流过微机电MEMS电容器的板之间的间隙；接收来自读出电路的输入，该读出电路被配置为测量MEMS电容器的电容；以及从该输入得出气体中的颗粒浓度。
[0022]第三方面的各种实施例可以包括至少一个特征，该至少一个特征与结合第二方面而布置的来自前述项目符号列表的特征相对应。
[0023]根据本专利技术的第四方面，提供了一种装置。该装置包括：引导气体输送器的装置，该气体输送器被配置成使气体流过微机电MEMS电容器的板之间的间隙，以输送气体通过该间隙；接收来自读出电路的输入的装置，该读出电路被配置为测量MEMS电容器的电容；以及从该输入得出气体中颗粒浓度的装置。
[0024]根据本专利技术的第五方面，提供了一种存储有计算机可读指令集的非暂时性计算机可读介质。该计算机可读指令集在由至少一个处理器执行时使装置至少：引导气体输送器，该气体输送器被配置为使气体流过微机电MEMS电容器的板之间的间隙，以输送气体通过该间隙；接收来自读出电路的输入，该读出电路被配置为测量MEMS电容器的电容；以及从该输入得出气体中的颗粒浓度。
[0025]根据本专利技术的第六方面，提供了一种计算机程序。该计算机程序被配置为使得执行根据第三方面的方法。
附图说明
[0026]图1示出了根据本专利技术的至少一些实施例的示例系统；
[0027]图2包括根据本专利技术的至少一些实施例的两个曲线图。
[0028]图3示出了能够支持本专利技术的至少一些实施例的示例装置；
[0029]图4示出了根据本专利技术的至少一些实施例的信令；
[0030]图5是根据本专利技术的至少一些实施例的方法的流程图；以及
[0031]图6示出了根据本专利技术的至少一些实施例的概念。
具体实施方式
[0032]可以采用微机电MEMS电容器来检测在电容器的板之间流动的气体中的颗粒。流过电容器的板之间的间隙的颗粒会引起电容器电容的瞬时变化。可以通过合适的读出电路检
测到这种变化。
[0033]MEMS电容器中的间隙的厚度可以是可调节的，从而获得关于可以穿过间隙的粒径的选择性。详细地，直径大于间隙宽度的颗粒不能通过。通过改变间隙的厚度，可以确定粒径的分布。
[0034]图1示出了根据本专利技术的至少一些实施例的示例系统。MEMS电容器100包括两个板110、120，例如可以由金属物质制成或涂覆的板。为了简化和清楚起见，板110、120不必具有如图1所示的简单形状。MEMS电容器100具有壳体130，MEMS电容器100的其他元件安装在壳体130上。板120使用弹簧安装件140安装在壳体130上，使得板110和120之间的距离是可调节的，例如通过向板110和120施加可选择的偏置电压从而产生强度可选择的静电吸引力。弹簧安装件140在图1中以示意性方式示出，并且可以采用弹簧机构的许多机械变型，或者另外地或替代地，采用其他方式来调节板110和120之间的距离。板110和120之间的距离限定了间隙的宽度。
[0035]虽然本文主要针对一个间隙和两个板进行讨论，但是通常，MEMS电容器100可以包括并联连接的多个间隙，每个间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：-微机电MEMS电容器，包括两个板和所述两个板之间的间隙；-气体输送器，被配置成使气体流过所述间隙；以及-读出电路，被配置为测量所述MEMS电容器的电容。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述气体输送器包括机构和热泳装置中的至少一个，其中所述机构用于在所述间隙上产生压力差，所述热泳装置被配置为在所述间隙上产生温度梯度。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述读出电路被配置为检测由与所述气体一起流过所述间隙的颗粒引起的所述MEMS电容器的电容的变化。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述MEMS电容器包括并联连接的多个间隙，每个间隙具有其自己的读出电子设备。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述间隙的宽度是可调节的。6.根据权利要求5所述的装置，其中，通过在所述两个板上施加电压来调节所述间隙的所述宽度，使得引起静电力来移动所述两个板中的至少一个。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述间隙的宽度在0.05至2.00微米之间。8.一种装置，包括至少一个处理核和至少一个包括计算机程序代码的存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理核一起使所述装置至少：-引导气体输送器，所述气体输送器被配置成使气体流过微机电MEMS电容器的板之间的间隙，以将所述气体输送通过所述间隙；-接收来自读出电路的输入，所述读出电路被配置为测量所述MEMS电容器的电容；以及-从所述输入得出所述气体中的颗粒浓度。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述气体输送器包括机构和热泳装置中的至少一个，其中所述机构在所述间隙上产生压力差，所述热泳装置被配置为在所述间隙上产生温度梯度。10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述装置还被配置为能够调节所述间隙的宽度。11.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：