[發(fā)明專(zhuān)利]使用電磁波的霉菌檢測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911426316.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111380806A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.Y.余;F.萊爾默;C.彼得斯;O.彼得斯;R.迪里岑;N.王;T.羅茨尼克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/17
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/17;G01N21/01;G01N27/02
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張婧晨;劉茜

霉菌傳感器配置有圍封的腔，在該圍封的腔中定位有用營(yíng)養(yǎng)物處理的基質(zhì)。霉菌傳感器包括光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器被配置為測(cè)量圍封的腔中的光學(xué)特性。控制器操作光學(xué)傳感器，并且被編程以基于由光學(xué)傳感器測(cè)量的光學(xué)特性來(lái)檢測(cè)在腔中生長(zhǎng)的霉菌的存在。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2018年12月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/787068的權(quán)益，該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用以其整體并入到本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)總體上涉及用于檢測(cè)環(huán)境中的霉菌的集成傳感器。

背景技術(shù)

在許多環(huán)境中，霉菌能夠成為嚴(yán)重的問(wèn)題。長(zhǎng)時(shí)間暴露于霉菌可能會(huì)導(dǎo)致健康問(wèn)題。過(guò)度的霉菌生長(zhǎng)可能會(huì)弄臟或降解結(jié)構(gòu)的表面。此外，霉菌的存在可以指示結(jié)構(gòu)中的水分問(wèn)題。通常，霉菌問(wèn)題可能存在一段時(shí)間而不被檢測(cè)到。在一些情形中，霉菌生長(zhǎng)很容易看到，并且能夠通過(guò)視覺(jué)檢查而檢測(cè)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(huì)導(dǎo)致健康或結(jié)構(gòu)問(wèn)題之前檢測(cè)到霉菌。

霉菌通過(guò)在空氣中釋放孢子而傳播。當(dāng)霉菌孢子落在條件適合生長(zhǎng)的介質(zhì)（medium）上時(shí)，它們可以生長(zhǎng)。適合生長(zhǎng)的條件包括適當(dāng)水平的營(yíng)養(yǎng)物、水和pH平衡。沒(méi)有落在這種介質(zhì)上的霉菌孢子可以保持無(wú)活性，并且能夠被空氣攜帶。在大多數(shù)空氣中都發(fā)現(xiàn)了一定濃度的霉菌孢子。問(wèn)題區(qū)域可能具有更高的霉菌孢子濃度。

檢測(cè)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(zhì)可以被積累或放置在顯微鏡玻片上。專(zhuān)家可以通過(guò)顯微鏡觀察玻片，以識(shí)別霉菌并確定霉菌濃度和存在的霉菌類(lèi)型。這些方法通常要求采集樣本并將樣本發(fā)送到在霉菌檢測(cè)方面具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)室。這種過(guò)程往往是勞動(dòng)密集的并且相當(dāng)昂貴。此外，接收結(jié)果可能會(huì)花費(fèi)一些時(shí)間。現(xiàn)有方法不允許對(duì)區(qū)域連續(xù)采樣。

發(fā)明內(nèi)容

霉菌檢測(cè)裝置可以包括使用電磁波來(lái)感測(cè)霉菌的感測(cè)裝置。在一些配置中，電磁波可以是光波（光學(xué)）。在一些配置中，感測(cè)裝置包括集成的源和接收器。在一些配置中，感測(cè)裝置包括單獨(dú)的源和接收器。在一些配置中，感測(cè)裝置被配置為檢測(cè)從生長(zhǎng)表面反射的電磁波。在一些配置中，感測(cè)裝置被配置為檢測(cè)通過(guò)生長(zhǎng)表面透射的電磁波。感測(cè)裝置可以被配置為測(cè)量在生長(zhǎng)表面上生長(zhǎng)的霉菌的豎直生長(zhǎng)距離。

霉菌傳感器包括限定腔的殼體和被處理以促進(jìn)霉菌生長(zhǎng)并暴露在腔內(nèi)的基質(zhì)。霉菌傳感器包括設(shè)置在腔中并被配置為將光朝向基質(zhì)導(dǎo)向的光學(xué)源、和設(shè)置在腔中并被配置為接收來(lái)自光學(xué)源的從基質(zhì)反射的光并提供指示一個(gè)或多個(gè)光學(xué)性質(zhì)的光學(xué)數(shù)據(jù)的光學(xué)傳感器。霉菌傳感器包括控制器，該控制器被編程為驅(qū)動(dòng)光學(xué)傳感器、從光學(xué)傳感器接收光學(xué)數(shù)據(jù)、并基于光學(xué)數(shù)據(jù)輸出指示在基質(zhì)上的霉菌生長(zhǎng)的信號(hào)。

光學(xué)源和光學(xué)傳感器可以被集成為單個(gè)單元。光學(xué)源和光學(xué)傳感器可以被安裝在殼體的相對(duì)的側(cè)壁上。光學(xué)源和光學(xué)傳感器可以被安裝在大致與基質(zhì)平行的殼體的頂部覆蓋件上。光學(xué)數(shù)據(jù)可以包括顏色信息。可以用pH指示劑處理基質(zhì)，該pH指示劑隨著基質(zhì)的pH特性由于霉菌生長(zhǎng)所引起的改變而改變顏色。控制器可以進(jìn)一步被編程為識(shí)別在基質(zhì)上生長(zhǎng)的霉菌的顏色，并基于該顏色生成指示霉菌生長(zhǎng)的信號(hào)。光學(xué)傳感器可以是光電二極管的陣列。光學(xué)源可以是激光器，并且光學(xué)傳感器可以是一個(gè)或多個(gè)光電二極管，并且控制器可以進(jìn)一步被編程為通過(guò)測(cè)量在被提供給光學(xué)源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與來(lái)自光學(xué)傳感器的相對(duì)應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間偏移來(lái)估計(jì)基質(zhì)上的平面外生長(zhǎng)。控制器可以進(jìn)一步被編程為基于在來(lái)自光學(xué)傳感器的光學(xué)數(shù)據(jù)中觀察到的強(qiáng)度變化來(lái)生成信號(hào)。控制器可以進(jìn)一步被編程為通過(guò)比較在霉菌生長(zhǎng)之前測(cè)量的基線反饋與在霉菌生長(zhǎng)期間接收的光學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)生成信號(hào)。光學(xué)源可以是一個(gè)或多個(gè)單色光學(xué)激光器，并且光學(xué)傳感器可以是被配置為提供包括熒光光譜的特征的光學(xué)數(shù)據(jù)的光學(xué)光譜儀，并且控制器可以進(jìn)一步被編程為基于熒光光譜的特征來(lái)生成信號(hào)。