[发明专利]用于检测颗粒的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于检测颗粒的方法，该方法具有以下步骤：接收(S1)测量信号；使用接收的测量信号计算(S2)至少一个估计噪声值；以及基于至少一个检测标准使用所述测量信号来检测(S3)所述颗粒，其中，所述至少一个检测标准取决于至少一个计算的估计噪声值。

技术领域

本发明涉及一种用于检测颗粒的方法和一种用于检测颗粒的装置。特别地，本发明涉及一种用于基于来自光学传感器元件的测量信号检测颗粒的装置，其中该装置集成在移动设备中，特别是集成在智能电话中。

背景技术

细粉尘污染在交通量大的大城市和工业地频段可能是有问题的，在这种情况下，尤其必须考虑法律要求。因此，需要测量空气质量，以便例如检测何时超过极限值，或者识别有问题的频段域并启动对策。公共或科学设施通常采用技术复杂的且永久安装的测量设备来确定颗粒污染。然而，私营部门也越来越有兴趣就地确定空气质量。因此，还特别需要便携式且紧凑的设备，其仍然产生尽可能精确的测量值。

确定颗粒污染的一种可能的方法是使用光学测量方法。从WO 2017/198699A1已知一种光学颗粒传感器。激光传感器模块包括多个激光器，每个激光器发射激光束。借助于自混合干涉方法(SMI方法)来确定颗粒在颗粒传感器的环境中的颗粒性质。SMI方法应当被理解为意味着反射的激光束干涉发射的激光束的事实，在这种情况下，干涉导致激光器的光学性质和电学性质的改变，这又可以允许关于颗粒的性质得出结论。

然而，便携式设备具有附加的复杂性，即传感器的环境条件和操作条件在位置改变的情况下通常不是公知的或发生改变。特别地，激光器的控制信号可能变化或者热效应可能引起波动。结果，测量信号中不携带与待测颗粒有关的任何信息的那些分量尤其受到影响。DC分量因此可以叠加在测量信号上，即平均贡献，然而该平均贡献是由测量方法引起的并且不是来自颗粒本身。测量信号中不携带任何信息的另一个分量是随机信号的贡献，特别是由于背景噪声。

因此，即使在变化的测量条件下，也需要确保对颗粒的精确检测。

发明内容

本发明提供一种具有权利要求1的特征的用于检测颗粒的方法和一种具有权利要求13的特征的用于检测颗粒的装置。

各个从属权利要求涉及优选实施方式。

因此，根据第一方面，本发明涉及一种用于检测颗粒的方法，其中接收测量信号并且使用所接收的测量信号来计算至少一个估计噪声值。基于至少一个检测标准使用所述测量信号来检测颗粒。所述至少一个检测标准取决于至少一个计算的估计噪声值。

因此，根据第二方面，本发明涉及一种用于检测颗粒的装置，该装置具有接口、计算设备和检测器设备。所述接口被设计为接收测量信号。所述计算设备被设计为使用所接收的测量信号来计算至少一个估计噪声值。所述检测设备被设计为基于至少一个检测标准使用所述测量信号来检测颗粒。所述至少一个检测标准取决于至少一个计算的估计噪声值。

本发明的优点

由于基于计算出的估计噪声值来适配检测标准的事实，因此即使在可变环境条件下也可以可靠地检测颗粒。特别地，所述检测标准优选地以在高水平噪声的情况下增加用于检测颗粒的阈值的方式进行适配。如果由于高水平的噪声而检测到不存在的颗粒，则这使得可以避免不正确的检测。除了这样的假阳性检测之外，还可以通过在低水平噪声的情况下减小用于检测颗粒的阈值来避免假阴性检测，从而确保也尽可能地这样检测所有颗粒并且使必要的测量时间最小化。结果，本发明特别适用于暴露于可变环境条件的便携式设备中的传感器。

根据该方法的一个优选发展，在计算所述估计噪声值时对接收到的测量信号进行滤波。例如，滤波器可以是所谓的匹配滤波器。然后可以进一步分析滤波后的测量信号。