本發(fā)明涉及一種用于同時測量車輛中的內(nèi)部溫度和細粉塵的裝置，更具體涉及一種通過控制內(nèi)部空氣的流速來同時測量車輛的內(nèi)部溫度和空氣中的細粉塵的裝置。

背景技術(shù)：

用于建筑物或住宅的粉塵傳感器通常旨在利用各種氣體材料吸收某些波長的光或散射光的特性，來檢測粉塵顆粒的數(shù)量。這種粉塵傳感器具有用于強制生成氣流的附加加熱裝置。

同時，對于車輛而言，車輛中的內(nèi)部氣流并非與建筑物或房屋中的氣流一樣穩(wěn)定，內(nèi)部氣流會基于空氣排放量和空調(diào)系統(tǒng)的模式而發(fā)生變化，并且由于在車輛的駕駛期間打開或關(guān)閉窗戶等用戶操作可生成無規(guī)律的內(nèi)部氣流。因此，當利用被配置成檢測氣流穩(wěn)定狀態(tài)下的細粉塵顆粒的數(shù)量和濃度的常規(guī)粉塵傳感器(即，用于建筑物或房屋的粉塵傳感器)時，由于準確性和可靠性降低，因此難以將常規(guī)傳感器應(yīng)用到車輛。就這一點而言，由于常規(guī)的粉塵傳感器可獲得在氣流變化并不劇烈的穩(wěn)定狀態(tài)下的有效測量值，因此難以將此常規(guī)粉塵傳感器應(yīng)用到頻繁發(fā)生不穩(wěn)定氣流的車輛中。

在該部分中公開的以上信息僅是為增強對本發(fā)明背景的理解，因此其可包含并不構(gòu)成在該國家中對本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于同時測量車輛中的內(nèi)部溫度和細粉塵的裝置，其能夠通過利用用于改變空氣流速的結(jié)構(gòu)對內(nèi)部空氣的流速進行控制，并基于用于改變空氣流速的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的流速差在溫度感測區(qū)域與粉塵感測區(qū)域之間形成分隔，該裝置可同時測量車輛的內(nèi)部溫度和空氣中的細粉塵。

因此，在一方面，本發(fā)明提供一種用于同時測量車輛中的內(nèi)部溫度和細粉塵的裝置，包括：用于改變空氣流速的擴大管段，其沿著氣流方向形成在殼體的中央部；溫度傳感器，其被配置成測量車輛中的溫度，并且以擴大管段為基準(例如，相對于擴大管段)，布置在殼體的前部；以及粉塵傳感器單元，其被配置成檢測細粉塵，并且以擴大管段為基準(例如，相對于擴大管段)，布置在殼體的后部。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式，擴大管段具有這樣的結(jié)構(gòu)，即擴大管段的內(nèi)徑沿氣流方向增大。擴大管段的內(nèi)周面上還可具有螺旋結(jié)構(gòu)。殼體可包括鼓風機，該鼓風機布置在粉塵傳感器單元的后部，用于使空氣流入到殼體中。此外，鼓風機還可設(shè)置在殼體的內(nèi)部，其中旋轉(zhuǎn)軸線與殼體的空氣入口的中心線成一條直線布置，因此，鼓風機可包括沿殼體縱向上的氣流。

此外，粉塵傳感器單元可包括：發(fā)光單元，其被配置成產(chǎn)生光；光接收單元，其被配置成感測從發(fā)光單元發(fā)出且由細粉塵散射的光；透鏡單元，其被配置成將由細粉塵散射的光聚集到光接收單元；以及紅外線濾光器，布置在透鏡單元與光接收單元之間，從而僅允許入射到光接收單元的光中的紅外線穿過濾波器。

根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方式，在粉塵傳感器單元中，發(fā)光單元和光接收單元可布置在殼體中，從而使從發(fā)光單元發(fā)出且入射到光接收單元上的光的移動方向，沿著與殼體中的空氣流動方向交叉的方向形成。此外，在粉塵傳感器單元中，發(fā)光單元和光接收單元可彼此面對地布置，其中透鏡單元介于發(fā)光單元與光接收單元之間，透鏡單元可布置在保護空間部的開放前端，該保護空間部被布置成朝向殼體的外部突出，并且光接收單元可布置在保護空間部的內(nèi)部后端。

根據(jù)本發(fā)明的用于同時測量車輛中的內(nèi)部溫度和細粉塵的裝置，能夠通過在車輛內(nèi)部生成穩(wěn)定氣流，來檢測產(chǎn)生無規(guī)律氣流的車輛內(nèi)部中的細粉塵，具體地，其能夠通過基于流速差來劃分溫度感測區(qū)域和粉塵感測區(qū)域，同時測量車輛的內(nèi)部溫度和空氣中的細粉塵，其中流速差基于用于改變殼體內(nèi)部的空氣流速的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生。

附圖說明

現(xiàn)在參考在附圖中示出的某些示例性的實施方式來詳細描述本發(fā)明的上述和其它特征，僅僅以示例性的方式給出下文中的附圖，因此其不構(gòu)成對本發(fā)明的限制，其中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于同時測量車輛中的內(nèi)部溫度和細粉塵的裝置的結(jié)構(gòu)圖；以及

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于同時測量車輛中的內(nèi)部溫度和細粉塵的裝置的操作方式的示意圖。

應(yīng)當理解的是，附圖不必按比例繪制，而是呈現(xiàn)出說明本發(fā)明基本原理的各種優(yōu)選特征的簡化表示。本文中所公開的本發(fā)明的特定設(shè)計特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形狀，這些特征將部分地由預(yù)期的特定應(yīng)用和使用環(huán)境來確定。在附圖中，在全部的幾張圖中，附圖標記始終指代本發(fā)明的相同或等同部件。

具體實施方式

可以理解的是，本文中所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似的術(shù)語包括一般而言的機動車輛，比如包含運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、貨車，各種商用車輛的客車、包含各種輪船和艦船的船只、飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動汽車、混合動力電動汽車、氫動力汽車和其它替代燃料汽車(例如，從除了石油以外的資源中取得的燃料)。盡管示例性實施例被描述為使用多個單元來執(zhí)行示例性過程，然而可以理解的是，該示例性過程還可以由一個或多個模塊來執(zhí)行。另外，可以理解的是，術(shù)語控制器/控制單元指的是包括存儲器和處理器的硬件設(shè)備。存儲器被配置成存儲模塊，處理器被專門配置成執(zhí)行上述模塊，從而執(zhí)行一個或多個過程，下面進一步詳述。

本文所用的術(shù)語僅用于描述特定實施例的目的，而并非旨在限制本發(fā)明。除非上下文明確指出，否則如本文中所使用的單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”等意圖也包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)該理解的是，在本說明書中使用“包括”和/或“包含”等術(shù)語時，是意圖說明存在該特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或組件，而不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組件、和/或其組合的存在或增加。如本文中所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出項目的任何和所有組合。

除非明確指出或可從上下文明顯看出，否則如本文中使用的術(shù)語“約”被理解為在本領(lǐng)域中的正常公差范圍內(nèi)，例如，在平均數(shù)的兩個標準偏差內(nèi)?！凹s”可以被理解為在規(guī)定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％內(nèi)。除非從上下文可以明確知道，否則本文所提供的所有數(shù)值都可由術(shù)語“約”修正。

下面詳細參考本發(fā)明的各種實施方式，本發(fā)明的實施例在附圖中被圖解并且在下面被描述。盡管本發(fā)明將結(jié)合示范性實施例被描述，然而可以理解的是，本描述并不意在將本發(fā)明限制到那些示范性實施例上。相反地，本發(fā)明意在不僅僅覆蓋示范性實施例，而且覆蓋各種可選形式、變型、等價形式和其它實施例，其可被包含在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍中。

本發(fā)明涉及一種用于更有效測量頻繁發(fā)生不規(guī)律氣流的車輛內(nèi)部空氣中的細粉塵的裝置，更具體涉及一種通過應(yīng)用用于改變空氣流速的結(jié)構(gòu)，同時測量車輛中的內(nèi)部溫度和細粉塵的裝置。

在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地實施本發(fā)明?，F(xiàn)在將向詳細參考本發(fā)明的各種示例性實施例，其中本發(fā)明的實施例在附圖中加以說明，并且在以下進行描述。盡管本發(fā)明將結(jié)合示例性實施例描述，但應(yīng)該理解，本說明書并非旨在將該發(fā)明限制到那些示例性實施例。相反地，本發(fā)明不僅旨在覆蓋示例性實施例，而且也覆蓋包括在如由隨附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)的各種替代、修改、等效和其他實施例。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于同時測量車輛中的內(nèi)部溫度和細粉塵的裝置可包括：圓筒形殼體110；安裝在殼體110內(nèi)部的溫度傳感器120和粉塵感測單元130；以及被配置成將空氣強制地抽吸到殼體110內(nèi)部的鼓風機140。

具體地，殼體110可包括：空氣入口112，用于使空氣在安裝于殼體中的鼓風機140的相反側(cè)流入到車輛內(nèi)部中，并且多個空氣出口114可布置在圍繞鼓風機140的外周面上。鼓風機140可布置在殼體110中，并且其旋轉(zhuǎn)軸線與空氣入口112的中心線布置在一條直線上，從而通過生成抽吸力迫使空氣流入到殼體110的內(nèi)部，同時通過生成穩(wěn)定的氣流來控制空氣的流速。鼓風機140可布置在溫度傳感器120和粉塵傳感器單元130二者的后部，以便空氣能夠被強制地流入到殼體110的內(nèi)部，從而穿過溫度傳感器120和粉塵傳感器單元130二者。

殼體110還可包括擴大管段116，用于基于通過鼓風機140的抽吸力形成的氣流方向來改變其中央部(或者沿殼體縱向的中央部)的空氣流速。擴大管段116可被形成為錐形結(jié)構(gòu)，但其具有在其內(nèi)周面上形成的螺旋結(jié)構(gòu)，其中在該錐形結(jié)構(gòu)中，內(nèi)徑沿殼體110中的氣流方向(或從前到后的方向、縱向方向等)逐漸增大。

殼體110可以擴大管段116為基準，分成前部(例如，前部分)和后部(例如，后部分)，從而具有這樣的結(jié)構(gòu)，例如，殼體110的前部的內(nèi)徑大約等于擴大管段116的最小直徑，而殼體110后部的內(nèi)徑大約可等于擴大管段116的最大直徑。

由于內(nèi)部空間可在擴大管段116處擴大，因此殼體110使在前部的空氣流速與在后部的空氣流速彼此不同，相應(yīng)地，空氣壓力會降低，因此空氣流速也減小。此外，由于擴大管段116的螺旋結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生螺旋形旋轉(zhuǎn)的氣流，因此殼體可抑制空氣的向前流動性因擴大管段116處的空氣壓力的降低而降低。因此，殼體110在前部形成的空氣流速高于在后部的空氣流速，因此，基于如上形成的差別流速，殼體110的內(nèi)部空間可分成溫度感測區(qū)域和細粉塵感測區(qū)域，其中溫度傳感器120安裝在溫度感測區(qū)域以測量車輛的內(nèi)部溫度，而細粉塵傳感器單元130可安裝在細粉塵感測區(qū)域，以測量車輛內(nèi)部的空氣中的細粉塵。

溫度傳感器120可被配置成測量流入殼體110前部中的空氣的溫度。溫度傳感器可包括用作用于將熱信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器的元件，例如具有隨溫度升高而電阻降低的電氣性質(zhì)的熱敏電阻等。溫度傳感器120可在殼體110的前部，布置在直徑方向上的中央部，盡管圖中未示出，但傳感器可固定支撐在殼體110中，以防止因氣流而移動。

粉塵傳感器單元130可被配置成檢測穿過擴大管段116然后流入到殼體110后部中的空氣中的細粉塵，并且可包括發(fā)光單元132、光接收單元134和透鏡單元136。發(fā)光單元132可被配置成產(chǎn)生光，其中發(fā)光單元132可包括諸如紅外發(fā)光二極管(IR LED)等發(fā)光裝置，并且可被安裝成附接于殼體110的內(nèi)壁面。

另外，光接收單元134可被配置成檢測從發(fā)光單元132發(fā)出、然后經(jīng)空氣中的細粉塵散射的光，其中光接收單元134可包括例如被配置成接收和檢測入射光的光接收傳感器，并且可在發(fā)光部132的相反側(cè)以預(yù)定距離布置在大致的直線上。透鏡單元136可被配置成將由空氣中的細粉塵散射的光聚集到光接收單元134，其中透鏡單元136可包括例如會聚透鏡，例如其中心部具有較大厚度的凸透鏡(或聚焦透鏡)，并且透鏡單元136可被布置成固定地支撐在發(fā)光單元132與光接收單元134之間。

此外，紅外線濾光器138可布置在透鏡單元136與光接收部134之間，且紅外線濾光器138可被配置成阻擋入射到光接收單元134上的光線中的可見光和紫外線，并且僅允許紅外線穿過。如上配置的粉塵傳感器單元130可被配置成基于光接收單元134的輸出信號，在與之連接的微型計算機(未在圖中示出)的幫助下，估算細粉塵顆粒的數(shù)量和濃度，其中光接收單元134被配置成接收從發(fā)光單元132發(fā)出且由空氣中的粉塵散射的光，并且檢測由粉塵散射的光。

具體地，粉塵傳感器單元130可配置有布置在殼體110中的發(fā)光單元132和光接收單元134，以使從發(fā)光單元132發(fā)出、經(jīng)細粉塵散射、然后入射到光接收單元134上的光的移動方向，沿著與殼體110中空氣的流動方向相交叉的方向形成。

換言之，粉塵傳感器單元130可被配置成，使得在發(fā)光單元132與光接收單元134之間移動的光的移動方向垂直于殼體110中的空氣的流動方向，其中對于有效檢測空氣中細粉塵的光接收單元134而言，可在殼體110的后部設(shè)置保護空間部118，用于容納光接收單元134。

保護空間部118可以是被形成為朝向殼體110的后部突出并延伸、且與殼體110后部的內(nèi)部空間連接的空間。另外，保護空間部119可被形成為沿著與殼體110中的空氣流動方向垂直的方向突出，并且沿著發(fā)光單元132與光接收單元134之間的光的移動方向延伸。布置在保護空間部中的光接收單元134可被布置成面對發(fā)光單元132，透鏡136介于光接收單元134與發(fā)光單元132之間。具體地，透鏡單元136可布置在保護空間部118的前端側(cè)處(即，開口部)，并且可以使穿過擴大管段116的空氣越過粉塵傳感器單元130的透鏡單元136與發(fā)光單元132之間，以使由空氣中的細粉塵散射的光通過透鏡單元136會聚，并且撞擊在位于保護空間部118的內(nèi)部后端的光接收單元134上。

粉塵傳感器單元130可被配置成，當光接收單元134檢測從發(fā)光單元132發(fā)出且由空氣中的細粉塵散射的光時，測量空氣中的顆粒的數(shù)量和濃度。因此，可通過借助于擴大管道116產(chǎn)生的空氣擴散以及鼓風機140產(chǎn)生的氣流，來引導(dǎo)殼體110中的氣流形成恒定的流動路徑，從而防止光接收單元134的表面被細粉塵等污染，并且可防止檢測細粉塵的性能因光接收單元134的表面污染而降低。

參考圖2，在如上配置的本發(fā)明的裝置中，溫度傳感器120可被配置成，當通過空氣入口112引入的空氣穿過殼體110的前部(即，溫度感測區(qū)域)時測量車輛的內(nèi)部溫度，而粉塵傳感器單元130可被配置成當空氣穿過擴大管段116然后越過殼體110的后部(即，細粉塵感測區(qū)域)時測量空氣中的細粉塵顆粒的數(shù)量和濃度。之后，空氣可通過靠近鼓風機140布置的空氣出口114而排出。

另外，可將溫度傳感器120的檢測信號(例如，熱敏電阻的電阻值)和粉塵傳感器單元130的檢測信號(例如，光接收傳感器的檢測值)輸入到安裝在車輛中的控制器(圖中未示出)，并且該控制器可被配置成基于輸入到控制器的信號，估算車輛的內(nèi)部溫度和空氣中的細粉塵的數(shù)量/濃度。例如，如上所述的控制器可以是用于空調(diào)系統(tǒng)的控制器。

根據(jù)本發(fā)明，可以通過使殼體110中的空氣流路擴大的結(jié)構(gòu)(即，擴大管段)，相對有差別地形成使溫度傳感器120能夠檢測內(nèi)部溫度的流速(高速)以及使細粉塵傳感器單元130能夠檢測細粉塵的流速(低速)，同時檢測車輛的內(nèi)部溫度和空氣中的細粉塵。

上面已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實施例對本發(fā)明進行詳細描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當意識到，本發(fā)明的范圍不限于如上所述的示例性實施例，并且在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的情況下，還可以對這些示例性實施例中進行修改，本發(fā)明的保護范圍由所附權(quán)利要求及其等效布置限定。