[发明专利]流体组合物传感器设备及其使用方法

说明书

本文所述的各种实施方案涉及用于检测流体颗粒及其特性的装置和方法。在各种实施方案中，用于检测流体颗粒及其特性的设备可包括被配置为接收一定体积的流体的流体组合物传感器。该流体组合物传感器具有：收集介质外壳，该收集介质外壳被配置为接收收集介质的一部分；泵，该泵用于使一定体积的流体在收集介质外壳上方移动；成像设备，该成像设备被配置为捕获收集介质上的颗粒的图像；和颗粒物质质量浓度计算电路，该颗粒物质质量浓度计算电路被配置为计算总颗粒物质质量。该颗粒物质质量浓度计算电路与成像设备和泵连接。该颗粒物质质量浓度计算电路被配置为调节收集介质外壳上方的流体的体积。

背景技术

传感器和设备可用于在多种应用中表征流体的各个方面。仅作为一个示例，传感器设备可用于监测空气状况，诸如监测和表征空气流的颗粒含量。然而，现有的流体传感器设备在生成指示流体的某些特性(诸如包含在流体流内的单独颗粒的唯一特性和浓度)的数据方面提供有限的功能。流体传感器设备可使用全息成像方法来表征经由惯性冲击收集的颗粒物质的颗粒特性和浓度。期望改善颗粒采样和分析的各个方面。一般来讲，流体采样设备利用能够对颗粒进行快速和/或简化顺序采样的采样介质可能是有利的。对于利用全息成像(诸如无镜头全息术)进行原位颗粒分析的设备，期望避免光反射和散射，以便实现最佳图像质量。

因此，需要能够减少来自惯性冲击器采样方法的光学干涉和/或使得能够从一个或多个冲击器收集介质分析多个样品的改进的流体传感器设备。

发明内容

本文所述的各种实施方案涉及用于收集和表征悬浮在流体内的颗粒的装置和方法。各种实施方案涉及用于检测流体颗粒特性的设备，包括：用于检测流体颗粒特性的设备，该设备包括：外壳，该外壳被配置为支撑收集介质，用于捕获一定体积的流体内的多个颗粒中的一个或多个颗粒，该一定体积的流体穿过外壳的至少一部分；泵，该泵用于使一定体积的流体移动穿过外壳的至少一部分并穿过收集介质的至少一部分；成像设备，该成像设备被配置为捕获由收集介质捕获的一个或多个颗粒的至少一部分的图像；以及控制器，该控制器包括颗粒物质质量浓度计算电路，该颗粒物质质量浓度计算电路被配置为至少部分地基于由成像设备捕获的图像，来确定由收集介质捕获的一个或多个颗粒的至少一部分的一个或多个颗粒装载条件，其中该控制器被配置为至少部分地基于由收集介质捕获的一个或多个颗粒的至少一部分的一个或多个颗粒装载条件中的至少一个颗粒装载条件，来调节泵的操作。

在各种实施方案中，控制器可被配置为在颗粒物质质量浓度计算电路确定达到预定总颗粒物质质量阈值时停止泵的操作。在各种实施方案中，确定一个或多个颗粒装载条件可以包括确定第一图像的第一颗粒装载条件和确定第二图像的第二颗粒装载条件。在各种实施方案中，确定一个或多个颗粒装载条件可以包括将第一颗粒装载条件与第二颗粒装载条件进行比较。在某些实施方案中，确定一个或多个颗粒装载条件还可包括计算第一颗粒装载条件和第二颗粒装载条件之间的差值。在某些实施方案中，颗粒物质质量浓度计算电路可被配置为在计算第一颗粒装载条件和第二颗粒装载条件的预定差值时使泵停止。

在各种实施方案中，控制器可被配置为在颗粒物质质量浓度计算电路确定计算第一颗粒装载条件和第二颗粒装载条件的预定差值时修改泵的操作。在各种实施方案中，确定一个或多个颗粒装载条件可包括识别由成像设备捕获的图像内的一个或多个颗粒簇。在各种实施方案中，成像设备可被配置为以设定时间间隔捕获图像。在各种实施方案中，成像设备可被配置为在穿过外壳的至少一部分的一定体积的流体的流体流动开始时捕获图像。在某些实施方案中，确定一个或多个颗粒装载条件可包括确定一定体积的流体的流体流动的开始是否在一个或多个颗粒装载条件下引起尖峰。