Датчик и способ измерения массы аэрозольных частиц - заявка 2016152197 на патент на изобретение в РФ

1. Датчик массы для измерения массы частиц в составе аэрозоля, содержащий:
чувствительный элемент (52);
детектор для детектирования массы частиц, осажденных на чувствительный элемент; и
контроллер (56) для управления детектором в течение цикла измерения для осуществления измерительной операции, причем частицы осаждаются на чувствительный элемент в течение цикла измерения, и при этом срок службы датчика зависит от суммарной массы, осажденной в течение множества последовательных циклов измерения,
причем контроллер (56) выполнен с возможностью задания продолжительности цикла измерения таким образом, что в течение цикла измерения обеспечивается предварительно заданное изменение массы, вызываемое осажденными частицами.
2. Датчик массы по п. 1, в котором контроллер выполнен с дополнительной возможностью:
определения из продолжительности цикла измерения объема отобранного образца аэрозоля и вычисления в результате этого концентрации частиц на единицу объема.
3. Датчик массы по п. 1 или 2, в котором детектор содержит преобразовательный элемент (54) для приведения чувствительного элемента в резонанс и детектирования резонансной частоты чувствительного элемента, зависящей от массы частиц, осажденных на чувствительный элемент.
4. Датчик массы по п. 3, в котором контроллер выполнен с дополнительной возможностью осуществлять:
измерение первоначальной резонансной частоты (f0);
вычисление сдвига (Δf) резонансной частоты, соответствующего предварительно заданному изменению массы; и
контроль резонансной частоты для задания продолжительности цикла измерения.
5. Датчик массы по п. 1, в котором чувствительный элемент (52) содержит МЭМС-датчик.
6. Датчик массы по п. 5, в котором чувствительный элемент (52) содержит резонатор в форме зажатой с обоих концов балки или резонатор в форме зажатой с одного конца балки.
7. Датчик массы по п. 1, дополнительно содержащий отбирающее образцы устройство (50) для работы в течение цикла измерения и перемещения контролируемого аэрозоля к чувствительному элементу.
8. Датчик массы по п. 1, дополнительно содержащий приспособление (50) фильтрации частиц для выбора диапазона размеров частиц, у которого должна измеряться масса частиц.
9. Устройство обработки воздуха, содержащее датчик массы по любому предшествующему пункту.
10. Способ измерения массы частиц в составе аэрозоля, включающий:
детектирование массы частиц, осажденных на чувствительный элемент в течение цикла измерения, и осуществление в результате этого измерительной операции; и
задание продолжительности цикла измерения таким образом, что в течение цикла измерения обеспечивается предварительно заданное изменение массы, вызываемое осажденными частицами, причем срок службы датчика зависит от суммарной массы, осажденной в течение множества последовательных циклов измерения.
11. Способ по п. 10, включающий:
вычисление объема отобранного образца аэрозоля из упомянутой заданной продолжительности цикла измерения; и
вычисление концентрации частиц на единицу объема.
12. Способ по п. 10 или 11, в котором детектирование включает:
приведение чувствительного элемента (52) в резонанс в течение цикла измерения;
детектирование резонансной частоты чувствительного элемента, причем данная резонансная частота зависит от массы частиц, осажденных на чувствительный элемент.
13. Способ по п. 12, включающий:
измерение первоначальной резонансной частоты (f0) в начале цикла измерения;
получение сдвига (Δf) резонансной частоты, соответствующего заданному изменению массы; и
контроль резонансной частоты до тех пор, пока не произойдет сдвиг резонансной частоты, для задания продолжительности цикла измерения.
14. Способ по п. 10, дополнительно включающий регулирование отбирающего образцы устройства (50) в течение цикла измерения для перемещения контролируемого аэрозоля к чувствительному элементу.
15. Способ по п. 10, дополнительно включающий осуществление фильтрации частиц для выбора диапазона размеров частиц, у которого должна измеряться масса частиц.
Наверх