[發明專利]用于檢測空氣中顆粒的裝置和方法以及包括該裝置的可穿戴設備

有效

• 申請號: 201410356081.9
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104089862A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: E·耶爾沃利諾;F·圣阿加塔;韋嘉;李學明;祁高進;郭成;張國旗
• 申請（專利權）人: 常州市武進區半導體照明應用技術研究院
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 賈媛媛;張思悅

1.一種用于檢測空氣中顆粒的裝置，包括：

上部部分和下部部分，所述上部部分和所述下部部分由硅基材料制成；所述上部部分和所述下部部分之間形成有測量室，所述測量室包括上表面、下表面和側表面，所述上表面和所述下表面彼此平行，所述側表面相對于所述上表面傾斜；

至少一個發光元件，設置在所述測量室中且包括具有發射口的第一側面，所述發射口用于沿著平行于所述上表面且朝著所述側表面的方向發射光；

至少一個感光元件，所述至少一個感光元件位于所述測量室中且鄰近所述至少一個發光元件的第二側面而設置，所述第二側面與所述第一側面相對；

所述至少一個發光元件所發射的光經所述顆粒散射到達所述至少一個感光元件；所述至少一個感光元件用于檢測經所述顆粒散射到達所述至少一個感光元件的光信號，以獲得顆粒檢測結果。

2.如權利要求1所述的裝置，其中經所述顆粒散射到達所述至少一個感光元件的光信號包括經所述顆粒散射后到達所述至少一個感光元件的第一光信號，以及經所述顆粒散射并經所述側表面、所述上表面和所述下表面中的至少一個表面反射到達所述至少一個感光元件的第二光信號。

3.如權利要求1所述的裝置，其中所述側表面形成有鋁層。

4.如權利要求1所述的裝置，其中所述上表面和所述下表面形成有氮化硅層；并且當所述至少一個發光元件所發射的光不經顆粒散射時，所述所發射的光經所述側表面反射后，在所述上表面和所述下表面之間多次反射，并且所發射的光的一部分在到達所述至少一個感光元件之前被所述氮化硅層吸收。

5.如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個發光元件是激光二極管，所述至少一個感光元件是光敏二極管。

6.如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個發光元件所發射的光具有根據所述顆粒的尺寸和/或組成而預先設定的波長。

7.如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個發光元件設置在所述上部部分中，其中所述下部部分還包括凹入的感光腔，所述至少一個感光元件設置在所述感光腔內。

8.如權利要求1所述的裝置，其中所述裝置還包括設置在所述上部部分中的出口、設置在所述下部部分中的入口，以及設置在所述上部部分和所述下部部分之間的流動通道，所述入口和所述出口通過所述流動通道與所述測量室連接。

9.如權利要求8所述的裝置，其中所述入口和所述出口的形狀為圓形，所述流動通道沿著所述入口和所述出口的切線方向連接到所述入口和所述出口。

10.如權利要求1所述的裝置，所述至少一個感光元件用于檢測經所述顆粒散射到達所述至少一個感光元件的光信號的光通量，以獲得空氣中的顆粒個數或顆粒的質量濃度，作為所述顆粒檢測結果。

11.如權利要求10所述的裝置，其中所述至少一個感光元件還用于在所述測量室中的空氣沒有顆粒存在的情況下，檢測經所述側表面、所述上表面和所述下表面所反射的光信號，作為背景信號；并且所述至少一個感光元件還用于根據所述背景信號以及所檢測到的經所述顆粒散射到達所述至少一個感光元件的光信號，獲得空氣中的顆粒個數或顆粒的質量濃度，作為所述顆粒檢測結果。

12.一種用于檢測空氣中顆粒的可穿戴設備，包括如權利要求1-11任一項所述的用于檢測空氣中顆粒的裝置。

13.一種用于檢測空氣中顆粒的方法，包括：

由至少一個發光元件經發射口沿著平行于測量室的上表面且朝著所述測量室的側表面的方向發射光，以照射所述測量室，所述測量室形成在由硅基材料制成的上部部分和下部部分之間，所述測量室包括所述上表面、下表面和所述側表面，所述上表面和所述下表面彼此平行，所述側表面相對于所述上表面傾斜，所述至少一個發光元件設置在所述測量室中且包括具有所述發射口的第一側面；

使所述至少一個發光元件所發射的光經所述顆粒散射到達所述至少一個感光元件，所述至少一個感光元件位于所述測量室中且鄰近所述至少一個發光元件的第二側面而設置，所述第二側面與所述第一側面相對；

所述至少一個感光元件檢測經所述顆粒散射到達所述至少一個感光元件的光信號；以及

根據檢測到的經所述顆粒散射到達所述至少一個感光元件的光信號，獲得顆粒檢測結果。