[发明专利]使用悬臂传感器检测颗粒的方法和设备

说明书

本公开涉及使用悬臂传感器检测颗粒的方法和设备。更具体而言，描述了用于检测颗粒的方法和设备。可与车轮相邻地安装的传感器组件包括具有一个或多个悬臂和至少部分地封住所述一个或多个悬臂的壳体的设备。在壳体中定义一个或多个通孔。传感器组件还包括与所述一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合的电路，以测量来自相应悬臂的电信号。

相关申请

本申请要求于2020年2月19日提交的美国临时专利申请序列No.62/978,634的权益和优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请一般而言涉及机电传感器，并且更具体地涉及检测颗粒的机电传感器。

背景技术

在监视空气传播颗粒方面一直存在长久的兴趣。来自排气源(例如，内燃机)的空气传播颗粒已得到广泛研究。近年来，人们越来越关注从非排放源检测颗粒。例如，汽车从非排气源生成颗粒，诸如轮胎磨损颗粒、道路磨损颗粒和制动磨损颗粒等。

但是，从非排气源检测颗粒是具有挑战性的，部分是由于难以采样和运输颗粒以进行实验室分析。

发明内容

本文描述的设备和方法解决与常规的用于检测空气传播颗粒的设备和方法相关联的挑战。所公开的设备允许直接安装在车辆上靠近颗粒源(例如，轮胎或制动器)，这消除了将颗粒采样和运输到远程位置以进行实验室分析的需要并且即使车辆正在运转也允许进行实时(道路上)测量。

根据一些实施例，可邻近车轮安装的传感器组件包括一种设备，该设备包括一个或多个悬臂以及至少部分地封住一个或多个悬臂的壳体。壳体中定义有一个或多个通孔。传感器组件还包括与一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合的第一电路，以测量来自相应悬臂的电信号。在一些实施例中，第一电路测量相应悬臂的谐振频率。在一些实施例中，第一电路测量来自相应悬臂的峰-峰电压。在一些实施例中，一个或多个悬臂包括压电材料。

根据一些实施例，一种设备包括一个或多个悬臂和至少部分地封住一个或多个悬臂的壳体。在壳体中定义有一个或多个通孔。在一些实施例中，一个或多个悬臂包括压电材料，

根据一些实施例，一种用于检测颗粒的方法包括将本文描述的任何设备暴露于空气传播颗粒并测量来自一个或多个悬臂中的相应悬臂的电信号。

附图说明

所公开的设备和方法允许直接安装在车辆上，这即使在车辆正在运行时也允许进行道路上测量并且不需要采样颗粒并将其运输到远程位置以进行实验室分析。

为了更好地理解各种描述的实施例，应当结合以下附图参考以下具体实施例，贯穿所有附图，相似的附图标记指代对应的部分。

图1是图示根据一些实施例的悬臂设备的示意图。

图2A是图示根据一些实施例的频率响应曲线中的移位的示意图。

图2B图示了根据一些实施例的示例曲线，其示出了作为谐振频率的函数的颗粒的数量。

图2C图示了根据一些实施例的颗粒的示例尺寸分布。

图2D图示了根据一些实施例的示例曲线，其示出了作为峰-峰电压的函数的颗粒的数量。

图2E图示根据一些实施例的示例校正曲线，其示出了来自悬臂的峰-峰电压与温度之间的关系。

图3A和3B是图示根据一些实施例的传感器设备的示意图。

图4A-图4C是图示根据一些实施例的壳体的示意图。

图5A是图示根据一些实施例的多个悬臂的示意图。

图5B-图5D图示了根据一些实施例的具有多个悬臂的传感器设备。

图6是图示根据一些实施例的汽车的零件的示意图。