[发明专利]用于测量微粒物质的装置和方法

权利要求书

1.一种用于测量微粒物质的装置，所述装置包括：

图像获取设备，被配置为使引入到所述图像获取设备的空气中所包括的微粒物质粒子带电，并且基于无透镜成像来获取带电的微粒物质粒子的图像；

光谱获取设备，被配置为获取所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱；以及

处理器，被配置为基于所获取的图像来确定所述微粒物质粒子的大小和所述微粒物质粒子的浓度，并且基于所获取的拉曼光谱来确定所述微粒物质粒子的成分。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述图像获取设备包括：

微粒物质吸附设备，被配置为使所述微粒物质粒子带电并吸附带电的微粒物质粒子；

光源，被配置为向吸附的微粒物质粒子发射光；以及

图像生成设备，被配置为通过接收已穿过所述吸附的微粒物质粒子的光、从所述吸附的微粒物质粒子反射的光、或从所述吸附的微粒物质粒子散射的光来生成所述微粒物质粒子的图像。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述微粒物质吸附设备包括：

第一电极，被施加正极性或负极性中的一个，并且被配置为使所述微粒物质粒子带电；以及

第二电极，被施加正极性和负极性中的另一个，并且被配置为吸附带电的微粒物质粒子。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二电极具有板形状。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二电极由以下项之一形成：氧化铟锡ITO、氧化铟锌IZO、氧化锡SnO₂、氧化锌ZnO、石墨烯、银纳米线、导电聚合物和碳纳米管。

6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述图像生成设备包括电荷耦合器件CCD和互补金属氧化物半导体CMOS中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光谱获取设备包括：

波导，所述带电的微粒物质粒子被引入到所述波导中；

光源，被配置为向引入到所述波导中的所述带电的微粒物质粒子发射光；以及

光谱生成设备，被配置为通过接收引入到所述波导中的所述带电的微粒物质粒子的拉曼散射光来生成所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述波导被配置为将所述带电的微粒物质粒子排放到所述用于测量微粒物质的装置的外部。

9.根据权利要求7所述的装置，其中：

所述光源被设置为靠近所述波导的入口；并且

所述光谱生成设备被设置为靠近所述波导的出口。

10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述光谱生成设备包括：

光谱仪，被配置为将所述拉曼散射光分成不同波长的光；以及

生成设备，被配置为通过接收被分成所述不同波长的光的所述拉曼散射光来获取所述拉曼光谱。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述光谱仪包括棱镜、光栅和滤光器中的至少一个。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述生成设备包括电荷耦合器件CCD和互补金属氧化物半导体CMOS中的至少一种。

13.一种测量微粒物质的方法，所述方法包括：

使包括在空气中的微粒物质粒子带电；

基于无透镜成像来获取带电的微粒物质粒子的图像；

获取所述带电的微粒物质粒子的拉曼光谱；

基于所获取的图像来确定所述微粒物质粒子的大小和所述微粒物质粒子的浓度；以及

基于所获取的拉曼光谱来确定所述微粒物质粒子的成分。