[发明专利]存在检测设备和方法

说明书

根据本公开的各实施例涉及存在检测设备和方法。根据实施例，一种检测设备包括：红外温度传感器，该红外温度传感器被配置为提供与监测区域内至少一个个体的热量发射相关联的温度信号；静电电荷变化传感器，该静电电荷变化传感器被配置为提供电荷变化信号，该电荷变化信号指示与至少一个个体相关联的静电电荷的变化；以及处理单元，该处理单元被耦合到红外温度传感器和静电电荷变化传感器，该处理单元被配置为通过接收温度信号和电荷变化信号并联合处理温度信号和电荷来检测在监测区域内至少一个个体的存在。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年4月15日提交的意大利专利申请号102020000007942的权益，其申请内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及一种存在检测设备和方法。

背景技术

存在检测设备是已知的，用于识别监测区域内的个体的存在，特别是为了识别未经授权人员的入侵，从而激活警报信号(然而，要强调的是可以设想其他目的，例如节能应用，或家用或工业自动化应用)。

这种设备设想使用适当的传感器来检测监测区域中个体的存在。

已知的存在传感器包括：例如，基于红外(IR)范围内的辐射的检测的被动型温度传感器(所谓的PIR传感器)，即，对受监控区域中的温度变化作出反应的传感器；主动型温度传感器，即，被设计为评估发射点与接收点之间发射光线的中断的传感器；或者热图像型温度传感器，即，被设计为检测物体的所谓热谱图的传感器，即，与由物体的主体发射的红外辐射(IR)相关联的温度图像或图。

已知类型的其他传感器包括微波传感器，微波传感器通常与所谓“双技术(dual-technology)”存在检测器中的PIR传感器一起使用。微波传感器检测物体的运动，而PIR传感器检测热量变化；两种检测的组合生成警报信号。

例如，在美国专利号6,188,318B1或美国公开号2005/231353A1中描述了使用上述传感器中的一个或多个传感器的适当组合(例如，一个或多个红外温度传感器和一个或多个超声波传感器的组合)的已知的存在检测系统，目的是提高检测的效率并减少假阳性和/或假阴性的数目。

此外，红外温度传感器是已知的，特别是基于热电堆的红外温度传感器，其由半导体材料的集成技术(例如，利用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术)制成。这些传感器通常包括检测元件(所谓像素)的阵列，这些检测元件各自实现热电偶或热冷结(hot-coldjunction)(例如，通过N+掺杂区和P+掺杂区获得)，热冷结从半导体材料(例如，硅)的同一衬底开始形成，使得“冷”结处于已知的温度。

以已知的方式，热电堆传感器检测相应检测元件之间的温度差ΔT；特别地，当传感器被入射的红外辐射加热时，由于塞贝克效应(Seebeck effect)而生成电压V_T＝NαΔT，该电压与热电偶元件之间的温度差ΔT、塞贝克系数α和热电偶数目N成比例。

尽管已知类型的存在检测设备通常可以实现令人满意的性能，但是这些设备可能具有一些缺点。

特别地，除了要检测的个体之外，基于红外温度传感器的设备通常对环境干扰和热源敏感。

在这方面，图1A示出了由红外温度传感器、特别是基于利用CMOS技术制成的热电堆的传感器提供的温度信号S_T的曲线图，该曲线图指示在监测区域中检测到的温度。

特别地，在监测区域内存在至少一个个体的情况下，并且只要同一个体在出来之前仍在同一区域内，则温度信号S_T由于由个体的身体发出的热量而采取显著高于所谓的基线水平的值(该基线水平对应于在监测区域中不存在个体的情况下主要由于同一监测区域内的环境热量的、温度信号S_T的值，)。