[发明专利]借助热泳来保护光学颗粒传感器免受颗粒沉积

说明书

本发明提供了传感器设备，该传感器设备包括输入流通道(10)，其用于接收具有待感测的夹带物质的气体流。热泳装置(14a、14b)被用于诱导从输入流通道的第一较暖区域(16)向输入流通道(10)的第二较冷区域(18)的热泳颗粒运动。传感器(24)包括在输入流通道(10)的第一区域(16)处或者第一区域下游的颗粒传感器部件。本发明提供了预过滤的益处(例如移除大多数悬浮固体/液体)，而不需要可能变得阻塞的物理过滤器。

技术领域

本发明涉及用于检测气体流内的目标(诸如颗粒物质)的传感器设备和方法。

背景技术

DE102008041809公开了用于操作颗粒传感器的方法。在没有发生测量的阶段内，加热器被设置到某个温度以避免在用于颗粒测量的电极处的颗粒沉积。避免颗粒沉积可以例如基于热泳。

空中颗粒污染，特别是小于2.5μm的直径范围(称为“PM2.5”)的颗粒物质尺寸，是如中国这样的国家的关注要点，在这些国家工业化的速度拉伸了监管要求的边界。

由于越来越强的消费驱使，对与生活空间的空气质量有关的信息的需求在不断增加。特别是在中国，过量的PM2.5污染已经在过去的十年中成为了普遍问题。这一问题也被各个中国城市中的连续测量所证实。该数据可公开地获得，并且可以同时由移动电话应用或者通过网络来监测。

这一数据的可获得性以及持续不断的国内和国际媒体关注已经建立了对该问题的强烈消费认知。

官方的室外空气质量标准将颗粒物质浓度限定为每单位体积的质量浓度(例如，μg/m³)。基于卫星数据计算了中国大陆的平均PM2.5污染浓度，并且发现中国的大多数地区超过了10μg/m³的世界卫生组织限制，其中一些地区达到并且甚至超过了100μg/m³的PM2.5浓度。

标准参考测量方法基于测量每空气采样体积沉积或捕获的颗粒的质量(例如使用石英晶体微量天平、锥形谐振器、冲击器、或者称重过滤器和筛)。除了(或者代替)测量颗粒浓度，还期望检测空气内的特定化学物质。

对于很多传感器而言，操作原理造成了对除目标化合物之外的其它化合物的响应，从而当目标化合物和干扰化合物同时存在时，导致不正确的读数。

以电化学甲醛传感器为例，如乙醇和清洁剂这样的化合物可能极大地影响输出，并且这些其它化合物在现实家庭条件下是常见的。

已知的解决方案是在传感器前方放置物理过滤器以阻挡悬浮的固体和液体，然而，这一过滤器将随时间受到阻塞并且减少通过传感器的空气流。

GB2319191A公开了一种用于将颗粒与流体分离的颗粒物质集中器，其包括：颗粒沉积在其上的表面，以及用于在沉积已经发生之后加热该表面以便蒸发沉积的颗粒的元件。传感器执行对蒸发颗粒的感测。

US2009019918A1公开了一种用于操作收集颗粒传感器的程序，其被提供有测量阶段，在测量阶段期间，离开气体流中所包含的颗粒在测量路线上积累，并且提出了用于实施这一程序的设备。提供了保护阶段，在保护阶段期间，采取用于减少颗粒在测量路线上的积累的至少一个测量。

DE102008041809A1公开了一种用于检测气体流中的导电颗粒的电阻式颗粒传感器，一种用于其操作的方法，以及一种用于其生产的方法。公开内容描述了用于感测颗粒的电极装置。

US2006066834A1公开了一种用于处理光刻系统(诸如极紫外光刻系统)中的刻线的装置和方法。特别地，公开了一种用于保护这样的刻线的热泳系统。

发明内容

本发明的目的是提供预过滤的益处(例如，移除大多数悬浮的固体/液体)，而不需要可能变得阻塞的物理过滤器。这一预过滤功能还可以被用于选择性地保护传感器的关键部件。