[發明專利]使用壓力波的霉菌檢測裝置

在審

• 申請號: 201911419574.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111380577A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: S.Y.余;F.萊爾默;T.羅茨尼克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G05D27/02;C12M1/36;C12M1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張婧晨;陳浩然

霉菌傳感器配置有圍封的腔，在該圍封的腔中定位有用營養物處理的基質。霉菌傳感器包括被配置為測量圍封的腔內的壓力波的性質的感測系統。控制器操作感測系統并且被編程為基于腔內的壓力波響應的特性來檢測在腔內生長的霉菌的存在。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年12月31日提交的美國臨時申請序列號62/787057的權益，該文獻的公開內容通過引用以其整體并入到本文中。

技術領域

本申請總體上涉及用于檢測環境中的霉菌的集成傳感器。

背景技術

在許多環境中，霉菌能夠成為嚴重的問題。長時間暴露于霉菌可能會導致健康問題。過度的霉菌生長可能會弄臟或降解結構的表面。此外，霉菌的存在可以指示結構中的水分問題。通常，霉菌問題可能存在一段時間而不被檢測到。在一些情形中，霉菌生長很容易看到，并且能夠通過視覺檢查而檢測到。在許多情形中，霉菌存在但是不能被觀察者容易地看到。在理想情況下，期望的是，在霉菌可能會導致健康或結構問題之前檢測到霉菌。

霉菌通過在空氣中釋放孢子而傳播。當霉菌孢子落在條件適合生長的介質（medium）上時，它們可以生長。適合生長的條件包括適當水平的營養物、水和pH平衡。沒有落在這種介質上的霉菌孢子可以保持無活性，并且能夠被空氣攜帶。在大多數空氣中都發現了一定濃度的霉菌孢子。問題區域可能具有更高的霉菌孢子濃度。

檢測霉菌的典型方法是在受影響的位置中收集表面或空氣樣本。顆粒物質可以被積累或放置在顯微鏡玻片上。專家可以通過顯微鏡觀察玻片，以識別霉菌并確定霉菌濃度和存在的霉菌類型。這些方法通常要求采集樣本并將樣本發送到在霉菌檢測方面具有專業知識的實驗室。這種過程往往是勞動密集的并且相當昂貴。此外，接收結果可能會花費一些時間?，F有方法不允許對區域連續采樣。

發明內容

霉菌檢測裝置可以包括被配置為使用諸如聲波的壓力波來檢測霉菌的感測裝置。在一些配置中，感測裝置包括集成的音頻源和音頻接收器。在一些配置中，感測裝置包括單獨的音頻源和音頻接收器。在一些配置中，感測裝置被配置為檢測從生長表面反射的聲波。在一些配置中，感測裝置被配置為檢測傳輸通過生長表面的聲波。感測裝置可以被配置為測量在生長表面上生長的霉菌的豎直生長距離。

霉菌傳感器包括限定腔的殼體和被處理以促進霉菌生長并且被暴露在腔內的基質。霉菌傳感器包括揚聲器，該揚聲器設置在腔內并且被配置為將輸入信號轉換為朝向基質被引導的聲波。霉菌傳感器包括麥克風，該麥克風設置在腔中并且配置成生成表征從基質反射的聲波的電信號。霉菌傳感器包括控制器，該控制器被編程為生成輸入信號以驅動揚聲器、接收電信號、并基于該電信號輸出指示在基質上的霉菌生長的信號。

控制器可以進一步被編程為生成輸入信號，以在預定頻率范圍中掃掠（sweep）聲波的頻率，并在每個頻率處測量電信號，以得出頻率響應特性。控制器可以進一步被編程為根據頻率響應特性的改變而改變信號?？刂破骺蛇M一步被編程為通過測量輸入信號的發射和與輸入信號相對應的電信號的接收之間的時間偏移來估計基質上的平面外生長，并基于該平面外生長生成信號。控制器可以進一步被編程為通過將電信號的衰減與在開始霉菌檢測循環之前測量的基線信號的衰減進行比較來估計霉菌生長，并基于該衰減來生成信號。揚聲器可以被配置為輸出在超聲頻率范圍中的聲。控制器可以進一步被編程為生成脈沖作為輸入信號，并測量在發送脈沖與在麥克風處接收反射脈沖之間的時間?？刂破骺梢赃M一步被編程為響應于時間的減少而引起信號指示更大量的霉菌生長。霉菌傳感器可以進一步包括第二揚聲器，該第二揚聲器在腔內聯接到殼體，并且控制器可以進一步被編程為驅動揚聲器和第二揚聲器以產生立體聲效果。殼體可以是音頻隔離的，以最小化到腔中的和離開腔的聲傳輸。