CN110954453A - 悬浮粒子传感装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种悬浮粒子传感装置，其包括第一流道、悬浮粒子浓度传感器以及悬浮粒子过滤组件。第一流道具有第一入口端与第一出口端。悬浮粒子浓度传感器设置于第一流道内，且位于第一入口端与第一出口端之间。悬浮粒子过滤组件设置于第一流道的第一入口端，且包括壳体以及悬浮粒子过滤结构。壳体具有第一开口以及第二开口。第一开口连通于第一流道的第一入口端。悬浮粒子过滤结构覆盖第二开口。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感装置，且特别是涉及一种悬浮粒子传感装置。
背景技术
空气中的微小颗粒称为悬浮粒子，其具有各种粒径。举例而言，粒径小于或等于2.5μm的悬浮粒子可称为悬浮粒子2.5(particulate matter 2.5，PM2.5)。悬浮粒子能够在大气中停留很长的时间，且可随呼吸进入生物体内。如此一来，会对生物体的健康造成影响。为检测空气中悬浮粒子的浓度，市面上已出现各种悬浮粒子传感装置。然而，目前的悬浮粒子传感装置无法精确地判别悬浮粒子的粒径，因此难以精确地感测具有特定粒径范围的悬浮粒子(例如是PM 2.5)的浓度。
发明内容
本发明提供一种悬浮粒子传感装置，可精确地感测对于具有特定粒径范围的悬浮粒子的悬浮粒子的浓度。
本发明的一些实施例的悬浮粒子传感装置包括第一流道、悬浮粒子浓度传感器以及悬浮粒子过滤组件。第一流道具有第一入口端与第一出口端。悬浮粒子浓度传感器设置于第一流道内，且位于第一入口端与第一出口端之间。悬浮粒子过滤组件设置于第一流道的第一入口端，且包括壳体以及悬浮粒子过滤结构。壳体具有第一开口以及第二开口。第一开口连通于第一流道的第一入口端。悬浮粒子过滤结构覆盖第二开口。
本发明的另一些实施例的悬浮粒子传感装置包括第一流道、悬浮粒子浓度传感器、悬浮粒子过滤组件以及浓度补偿系统。第一流道具有第一入口端与第一出口端。悬浮粒子浓度传感器设置于第一流道内，且位于第一入口端与第一出口端之间。悬浮粒子过滤组件设置于第一流道的第一入口端，且包括壳体以及悬浮粒子过滤结构。壳体具有第一开口以及第二开口。第一开口连通于第一流道的第一入口端。悬浮粒子过滤结构覆盖第二开口。浓度补偿系统经配置以依据第一流道内气流的流速或悬浮粒子浓度计算悬浮粒子浓度补偿系数。悬浮粒子浓度补偿系数用以校正悬浮粒子浓度传感器得到的测量值。
基于上述，本发明的悬浮粒子传感装置包括设置于流道入口端的悬浮粒子过滤组件以及设置于流道内的悬浮粒子浓度传感器。悬浮粒子过滤组件包括具有多个穿孔的悬浮粒子过滤结构。悬浮粒子过滤结构可对即将进入流道的悬浮粒子做筛选，其中粒径小于穿孔孔径的悬浮粒子可进入流道内，而粒径大于穿孔孔径的悬浮粒子则无法经过穿孔而进入流道。如此一来，可控制流道内悬浮粒子的粒径范围，故可更精确地感测对于具有特定粒径范围的悬浮粒子的浓度。此外，悬浮粒子过滤组件更可包括震动器。通过设置震动器，可有助于将累积在悬浮粒子过滤结构上的无法通过穿孔的较大悬浮粒子排除。因此，可避免因穿孔堵塞而造成悬浮粒子传感器对于悬浮粒子浓度感测的精准度下降的问题。在一些实施例中，悬浮粒子传感装置更包括浓度补偿系统。浓度补偿系统经配置以依据流道内挟带悬浮粒子的气流的流速、流量、抽气系统电流变化或悬浮粒子的浓度而计算出悬浮粒子浓度补偿系数。此悬浮粒子浓度补偿系数可用以校正悬浮粒子浓度传感器得到的测量值。因此，可取得更精准的悬浮粒子浓度值。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是本发明的一些实施例的悬浮粒子传感装置的示意图；
图1B是本发明的一些实施例的悬浮粒子过滤组件的立体分解图；
图1C是本发明的一些实施例的悬浮粒子过滤结构的放大剖视图；
图2A至图2F是本发明的一些实施例的光源模块与光电转换元件的一些配置的示意图；
图3是本发明一些实施例的设置于第一流道的流速计的电压对抽气系统的输入电流的关系图；
图4是本发明的一些实施例的悬浮粒子传感装置的示意图；
图5是本发明的一些实施例的悬浮粒子传感装置的示意图。
具体实施方式
图1A是依照本发明的一些实施例的悬浮粒子传感装置10的示意图。图1B是依照本发明的一些实施例的悬浮粒子过滤组件的立体分解图。图1C是依照本发明的一些实施例的悬浮粒子过滤结构的放大剖视图。
请参照图1A，本发明实施例的悬浮粒子传感装置10包括第一流道CH1。第一流道CH1具有第一入口端EN1与第一出口端EX1。挟带有悬浮粒子的气流可由第一入口端EN1进入第一流道CH1，而由第一出口端EX1离开第一流道CH1。在一些实施例中，第一流道CH1可具有一或多个转折处。在其他实施例中，第一流道CH1也可为直线形流道，或可为曲线形弯道。所属领域中具有通常知识者可依据设计需求改变第一流道CH1的路线、形状以及尺寸，本发明并不以此为限。
悬浮粒子传感装置10还包括悬浮粒子浓度传感器100。悬浮粒子浓度传感器100设置于第一流道CH1内，且位于第一入口端EN1与第一出口端EX1之间。在一些实施例中，悬浮粒子浓度传感器100为光学传感器。举例而言，悬浮粒子浓度传感器100可包括光源模块102以及光电转换元件104。在一些实施例中，悬浮粒子浓度传感器100还可包括其他构件(未绘示)，例如是电源转换模块、光电转换电路以及微控制器。光源模块102可设置于第一流道CH1的一侧，而光电转换元件104设置于第一流道的相邻的另一侧。换言之，光源模块102与光电转换元件104可不彼此面对。在一些实施例中，第一流道CH1的侧壁可具有凹陷R，以容纳光源模块102。光源模块102例如是激光二极管(laser diode)，而光电转换元件104例如是光电二极管(photo diode)。光源模块102经配置以朝向第一流道CH1内投射光线。当此光线照射到第一流道CH1内的悬浮粒子时，会发生光散射效应。配置于光源模块102一侧的光电转换元件104可接收经悬浮粒子散射的光，且将光能转换为电信号。在一些实施例中，此电信号可实质上为脉冲信号。脉冲信号的强度与第一流道CH1内悬浮粒子的粒径有关，而单位时间内脉冲信号出现的次数与第一流道CH1内悬浮粒子的悬浮粒子浓度有关。如此一来，可通过演算法推算出空气中悬浮粒子的浓度。在一些实施例中，上述的单位时间可以是每1秒，或其他特定周期，本发明并不以此为限。
图2A至图2F是依照本发明的一些实施例的光源模块102与光电转换元件104的一些配置的示意图。图2A至图2F所绘示的示意图是面向第一流道CH1的出口端EX1的剖视图。
在一些实施例中，第一流道CH1的剖面可为矩形。举例而言，请参照图2A至图2F，光源模块102可设置于第一流道CH1的左侧壁，而光电转换元件104可设置于第一流道CH1的上壁或下壁。此外，所属领域中具有通常知识者可依据实际需求调整光电转换元件104与光源模块102之间的间距，以使光电转换元件104可位于第一流道CH1的上壁或下壁的左侧(图2B与图2E)、中间(图2A与图2D)、右侧(图2C与图2F)或其他位置。在其他实施例中，第一流道CH1的剖面也可为其他形状，例如是圆形、椭圆形、多边形等，本发明并不以此为限。
请参照图1A至图1C，悬浮粒子传感装置10还包括悬浮粒子过滤组件110。为简洁起见，图1B仅绘示悬浮粒子过滤组件110的部分构件。悬浮粒子过滤组件110设置于第一流道CH1的第一入口端EN1。在一些实施例中，悬浮粒子过滤组件110包括壳体112。壳体112具有第一开口P1与第二开口P2。在一些实施例中，第一开口P1可与第二开口P2彼此相对。第一开口P1连通于第一流道CH1的第一入口端EN1，而第二开口P2则连通于外界环境。在一些实施例中，壳体112与第一流道CH1的第一入口端EN1之间还可设置有套管SL。壳体112的形状可包括立方体、球体、多边形体或其他形状。所属领域中具有通常知识者可依据设计需求选择壳体112的尺寸、外形以及材质，本发明并不以此为限。
请参照图1A至图1C，悬浮粒子过滤组件110还包括悬浮粒子过滤结构120。悬浮粒子过滤结构120覆盖壳体112的第二开口P2。如此一来，外界的空气会先经过悬浮粒子过滤结构120再通过壳体112的第一开口P1而进入第一流道CH1中。在一些实施例中，壳体112还可具有除第一开口P1与第二开口P2以外的一或多个额外开口P(如图1B所示)，且悬浮粒子过滤组件110可包括多个悬浮粒子过滤结构120，以覆盖第二开口P2以及上述的一或多个额外开口P。如此一来，可增加由外界进入壳体112的悬浮粒子的数量。
请参照图1C，在一些实施例中，悬浮粒子过滤结构120可以是微机电系统(Microelectromechanical Systems，MEMS)。在悬浮粒子过滤结构120为微机电系统的实施例中，悬浮粒子过滤结构120包括半导体基底122以及设置于半导体基底122上的悬浮粒子过滤层124。在一些实施例中，半导体基底122可为半导体晶片或绝缘体上覆半导体(semiconductor-on-insulator，SOI)晶片的一部分。半导体基底122具有开口P3，且开口P3连通于壳体112的第二开口P2。半导体基底122可作为悬浮粒子过滤层124的支撑，以加强悬浮粒子过滤结构120的机械强度。在一些实施例中，半导体基底122的厚度范围可为400μm至480μm。悬浮粒子过滤层124设置于半导体基底122上，且具有多个穿孔T。多个穿孔T连通于半导体基底122的开口P3。多个穿孔T可被配置以筛选进入第一流道CH1的悬浮粒子的尺寸。粒径大于穿孔T的孔径的悬浮粒子无法通过悬浮粒子过滤层124，而粒径小于穿孔T的孔径的悬浮粒子则可能通过悬浮粒子过滤层124以进入图1A所示的第一流道CH1中。举例而言，若欲感测粒径小于或等于2.5μm的悬浮微粒(亦即PM 2.5)，则可将穿孔T的孔径形成为例如是3μm至5μm。
在一些实施例中，多个穿孔T的形成方法可以是对悬浮粒子过滤层124进行光刻制作工艺与蚀刻制作工艺，以在悬浮粒子过滤层124中形成。在另一些实施例中，也可使用电铸、铸造、放电加工、激光等制作工艺来形成多个穿孔T。如此一来，多个穿孔T可具有实质上相同的孔径以及实质上相同的轮廓。因此，可提高粒径筛选效果，亦即可更精准地控制进入第一流道CH1中的悬浮粒子的粒径范围，进而提高悬浮粒子传感装置10对于悬浮粒子浓度感测的精准度。在一些实施例中，穿孔T的孔径在穿孔T的延伸方向上为实质上固定，亦即穿孔T可经形成为直管状。在另一些实施例中，穿孔T可朝向悬浮粒子过滤层124的靠近半导体基底122的一侧渐扩，而可经形成为类似漏斗的形状。在一些实施例中，悬浮粒子过滤层124的厚度(可等同于穿孔T的深度)范围可为2μm至25μm。另一方面，穿孔T的轮廓(亦即上视图案)可为圆形、矩形或其他多边形。此外，多个穿孔T可阵列排列于悬浮粒子过滤层124的中心区域，而悬浮粒子过滤层124的边缘区域则可不具有上述穿孔T。
在一些实施例中，半导体基底122的材料可包括元素半导体材料或化合物半导体材料。举例而言，元素半导体材料可包括硅、锗或其类似者。化合物半导体材料可包括砷化镓、磷化铟镓或其类似者。另一方面，悬浮粒子过滤层124的材料可包括半导体材料、金属材料或绝缘材料。举例而言，悬浮粒子过滤层124的材料可包括硅、氮化硅、聚酰亚胺、镍钴合金或钯镍合金。在一些实施例中，悬浮粒子过滤结构120的表面(例如是悬浮粒子过滤层124的表面)可经表面改质以具有疏水性或疏油性。换言之，悬浮粒子过滤结构120的表面(例如是悬浮粒子过滤层124的表面)上可涂覆有表面改质层。
在替代实施例中，悬浮粒子过滤结构120也可为多孔性薄膜。举例而言，多孔性薄膜可包括铁弗龙、聚丙烯、不锈钢或聚碳酸酯。多孔性薄膜也包括多个穿孔，惟此些穿孔可能是散乱分布，且此些穿孔的孔径与轮廓(亦即上视图案)可能彼此不同。除此之外，相较于图1A至图1C所示的悬浮粒子过滤层124，多孔性薄膜可具有较高的表面粗糙度。
此外，请参照图1B与图1C，在一些实施例中，悬浮粒子过滤组件110更可包括保护层PL。保护层PL覆盖悬浮粒子过滤结构120，且具有开口以暴露出多个穿孔T。在一些实施例中，壳体112的位于第二开口P2周围的部分可具有凹槽，以使悬浮粒子过滤结构120可放置于此凹槽的底面上。再者，在一些实施例中，悬浮粒子过滤结构120与此凹槽的底面之间及/或悬浮粒子过滤结构120与保护层PL之间可设置有接着层AD。举例而言，接着层AD可为O形环(O-ring)。
请继续参照图1A与图1B，悬浮粒子过滤组件110还包括震动器130。震动器130设置于壳体112的表面上。在一些实施例中，震动器130可设置于壳体112的不具有开口的表面上。震动器130可包括震动马达、压电致动电极、其类似者或其组合。通过在悬浮粒子过滤组件110中设置震动器130，可有助于将累积在悬浮粒子过滤层124上的无法通过穿孔T的较大悬浮粒子排除。如此一来，可避免因穿孔T堵塞而造成悬浮粒子传感器10对于悬浮粒子浓度感测的精准度下降的问题。在一些实施例中，更可设置保护层PL1，以覆盖且保护震动器130。
请参照图1A，尽管可设置震动器130来辅助排除累积于悬浮粒子过滤结构120上的较大悬浮粒子，然而悬浮粒子传感装置10经过一段时间的运作之后，悬浮粒子或空气中的灰尘仍可能会逐渐地堵塞悬浮粒子过滤层124的穿孔T。如此一来，有可能会降低第一流道CH1内气流的流速，且降低第一流道CH1内气流所挟带的悬浮粒子数量，进而使得悬浮粒子浓度传感器100得到的测量值低于空气中实际的悬浮粒子浓度。在一些实施例中，可透过校正的悬浮粒子浓度来排除悬浮粒子过滤结构120堵塞所造成的误差。校正的悬浮粒子浓度为当前悬浮粒子浓度传感器100测量到的测量值与悬浮粒子浓度补偿系数的比值。悬浮粒子浓度补偿系数为第一流道CH1内当前的气流流速对于初始流速的比值。此初始流速定义为更换悬浮粒子过滤结构120后随即测量到的第一流道CH1内的气流流速。
在一些实施例中，可通过浓度补偿系统CS来校正悬浮粒子浓度传感器100得到的测量值。浓度补偿系统CS经配置以依据第一流道CH1内挟带悬浮粒子的气流的流速而计算出悬浮粒子浓度补偿系数。此悬浮粒子浓度补偿系数可用以校正悬浮粒子浓度传感器100得到的测量值，以取得更精准的悬浮粒子浓度。
请参照图1A，在一些实施例中，浓度补偿系统CS包括流速计150。流速计150设置于第一流道CH1的第一入口端EN1与第一出口端EX1之间。流速计150经配置以在更换悬浮粒子过滤结构120之后随时间测量并记录第一流道CH1内挟带有悬浮粒子的气流的流速。如此一来，可得到上述的初始流速与当前的流速，而可计算出悬浮粒子浓度补偿系数。再者，此悬浮粒子浓度补偿系数可校正悬浮粒子浓度传感器100测得的测量值。在一些实施例中，可通过以下式(1)取得悬浮粒子浓度补偿系数，且可通过以下式(2)校正悬浮粒子浓度传感器100测得的测量值。
PDC＝VP/V0 (I)
VC＝CP/PDC (2)
其中PDC代表悬浮粒子浓度补偿系数，而VP与V0分别代表当前流速与初始流速。另外，VC代表经校正后的悬浮粒子浓度值，而CP代表未经校正的当前悬浮粒子浓度值。
在一些实施例中，流速计150可每秒测量并记录一次第一流道CH1内的气流流速。在其他实施例中，流速计150可每5分钟或每1小时测量并记录一次第一流道CH1内的气流流速。此外，在一些实施例中，当所得到的悬浮粒子浓度补偿系数低于一预设的门槛值时，流速计150可发送警示通知，以通知使用者更换悬浮粒子过滤结构120。举例而言，上述的警示通知可为灯光闪烁，或流速计150可通过有线或无线的方式将警示讯息传送至终端设备。
请参照图1A，在一些实施例中，悬浮粒子传感装置10还可包括抽气系统140。抽气系统140设置于第一流道CH1的第一出口端EX1。通过调整抽气系统140的抽气速率，可有效地控制第一流道CH1内挟带有悬浮粒子的气流的流速，故可进一步提升悬浮粒子传感装置10对于悬浮粒子浓度感测的精准度。
在一些实施例中，抽气系统140为具有回授补偿功能的抽气系统，且浓度补偿系统CS包括设置于此抽气系统140上的电流感测计142。换言之，抽气系统140能够依据进气压力调整抽气速率，而维持实质上固定的排气量。当悬浮粒子或空气中的灰尘逐渐地堵塞悬浮粒子过滤层124的穿孔T时，可能会降低第一流道CH1内气流的流速，且降低第一流道CH1内气流所挟带的悬浮粒子数量。此时，具有回授补偿功能的抽气系统140可提高抽气速度。当抽气系统140提高抽气速率时，需要更大的输入电流。电流感测计142可在更换悬浮粒子过滤结构120之后随时间测量并记录抽气系统140的输入电流。另一方面，流速计150可在更换悬浮粒子过滤结构120之后随时间测量并记录第一流道CH1内的气流流速。通过整理输入电流与气流流速的数据，可得到第一流道CH1内气流的流速与抽气系统140的输入电流的通式。如此一来，可以当前流速对应到的输入电流(或称为当前输入电流)代入上述的通式，而计算出当前流速。
图3是依照本发明一些实施例的设置于第一流道CH1的流速计150的电压对抽气系统140的输入电流的关系图。
请参照图3，在一些实施例中，上述通式中的气流流速是以流速计150的电压来表示。换言之，上述的通式可由流速计150的电压与抽气系统140的输入电流来表示。一般而言，流速计150的电压正比于第一流道CH1内的气流流速。一旦将当前输入电流带入此通式，则可得到对应的流速计150的电压，从而得到当前流速。在一些实施例中，上述通式例如是多项式。
接着，可将初始流速与当前流速代入上述的式(1)，而取得悬浮粒子浓度补偿系数。接着，可将悬浮粒子浓度补偿系数代入上述的式(2)，以取得经校正后的悬浮粒子浓度值。
在一些实施例中，电流感测计142可每秒测量并记录一次抽气系统140的输入电流。在其他实施例中，电流感测计142可每5分钟或每1小时测量并记录一次抽气系统140的输入电流。此外，在一些实施例中，当所得到的悬浮粒子浓度补偿系数低于一预设的门槛值时，电流感测计142可发送警示通知，以通知使用者更换悬浮粒子过滤结构120。举例而言，上述的警示通知可为灯光闪烁，或电流感测计142可通过有线或无线的方式将警示讯息传送至终端设备。
除上述校正悬浮粒子浓度的方法之外，在一些实施例中，可预先通过已知悬浮粒子浓度的样品进行测试，以通过使用悬浮粒子浓度传感器100得到真实悬浮粒子浓度对于随时间测量到的悬浮粒子浓度之间的关系。在此些实施例中，悬浮粒子浓度补偿系数可定义为真实悬浮粒子浓度对于测量到的悬浮粒子浓度的比值。通过上述关系，可得到随时间的悬浮粒子浓度补偿系数。此外，也可将随时间的悬浮粒子浓度补偿系数整理为随时间加总的悬浮粒子浓度测量值对于悬浮粒子浓度补偿系数的表格。如此一来，可通过查表的方式找到直至当前加总的悬浮粒子浓度测量值所对应到的悬浮粒子浓度补偿系数，亦即可得到当前的悬浮粒子浓度补偿系数。通过将当前测量到的悬浮粒子浓度除上当前的悬浮粒子浓度补偿系数，即可得到经校正的悬浮粒子浓度。在此些实施例中，可通过使用悬浮粒子浓度传感器100对已知悬浮粒子浓度的样品进行预测试而进行悬浮粒子浓度的校正。换言之，在此些实施例中，浓度补偿系统CS可包括悬浮粒子浓度传感器100。
在一些实施例中，浓度补偿系统CS可包括流速计150、设置于抽气系统140上的电流感测计142以及悬浮粒子浓度传感器100中的任一者。在其他实施例中，浓度补偿系统CS可包括流速计150、设置于抽气系统140上的电流感测计142以及悬浮粒子浓度传感器100中的至少两者的组合。在一些实例中，通过设置浓度补偿系统CS，对于PM 2.5的浓度感测精准度可由69.6％提升至89.3％。
图4是依照本发明的一些实施例的悬浮粒子传感装置20的示意图。图4所示的悬浮粒子传感装置20相似于图1所示的悬浮粒子传感装置10，以下仅描述两者的差异处，相同或相似处则不再赘述。此外，图1A与图4中相同或相似的元件符号代表相同或相似的构件。
请参照图4，悬浮粒子传感装置20还包括第二流道CH2。第二流道CH2具有第二入口端EN2与第二出口端EX2。第二流道CH2的介于第二入口端EN2与第二出口端EX2之间的部分具有开口P4。开口P4连通于第一流道CH1的第一入口端EN1。在此些实施例中，第一流道CH1的第一入口端EN1经由悬浮粒子过滤组件110而连通于第二流道CH2。挟带有悬浮粒子的气流可由第二流道CH2的第二入口端EN2进入悬浮粒子传感装置20，粒径小于悬浮粒子过滤结构120的穿孔T的孔径的悬浮粒子可经由悬浮粒子过滤结构120而进入第一流道CH1，而粒径大于悬浮粒子过滤结构120的穿孔T的孔径的悬浮粒子可沿着第二流道CH2离开悬浮粒子传感装置20。通过设置第二流道CH2，可将具有大粒径的悬浮粒子或空气中的灰尘经由第二流道CH2带离悬浮粒子过滤结构120，而可解决具有大粒径的悬浮粒子或灰尘堵塞于悬浮粒子过滤结构120上的问题。如此一来，可更进一步地提高悬浮粒子传感装置20对于悬浮粒子浓度感测的精准度。
在一些实施例中，悬浮粒子传感装置20还可包括第一流道抽气系统240与第二流道抽气系统241。第一流道抽气系统240可连通于第一流道CH1的第一出口端EX1。第二流道抽气系统241可连通于第二流道CH1的第二出口端EX2。通过分别调整第一流道抽气系统240与第二流道抽气系统241的抽气速率，可有效地控制第一流道CH1内挟带有悬浮粒子的气流的流速，且可有效地将具有大粒径的悬浮粒子或空气中的灰尘经由第二流道CH2带离悬浮粒子传感装置20。在一些实施例中，第一流道抽气系统240为具有回授补偿功能的抽气系统，且第一流道抽气系统240上可设置有电流感测计242。在此些实施例中，第一流道CH1与第二流道CH2可以使用个别独立的抽气系统。
在一些实施例中，震动器130搭配第二流道抽气系统241可进一步地辅助排除累积于悬浮粒子过滤结构120上的具有较大粒径的悬浮粒子。在一些实施例中，每隔一段时间可暂停第一流道抽气系统240，同时启动震动器130且提高第二流道抽气系统241的抽气速率，以对悬浮粒子过滤结构120进行清洁。在其他实施例中，第一流道CH1与第二流道CH2也可连通于同一个抽气系统。
图5是依照本发明的一些实施例的悬浮粒子传感装置30的示意图。图5所示的悬浮粒子传感装置30相似于图4所示的悬浮粒子传感装置20，以下仅描述两者的差异处，相同或相似处则不再赘述。此外，图5与图4中相同或相似的元件符号代表相同或相似的构件。
请参照图5，悬浮粒子传感装置30的悬浮粒子过滤组件110a可设置于第一流道CH1内，且悬浮粒子过滤组件110a的表面可与第二流道CH2的侧壁实质上齐平。在一些实施例中，第二流道为直通型。在此些实施例中，悬浮粒子过滤组件110a的尺寸可大于第一流道CH1的尺寸。此外，可省略套管SL，而在第一流道CH1的靠近第一入口端EN1的侧壁形成凹槽R1，且将悬浮粒子过滤组件110a固定凹槽R1。再者，也可省略设置震动器130。通过使悬浮粒子过滤组件110a的表面与第二流道CH2的表面实质上齐平，可使第二流道CH2的侧壁更为平整。如此一来，可避免因第二流道CH2不平整而造成的扰流，且避免对排除大粒径的悬浮粒子或粉尘的排除造成干扰。换言之，可提高悬浮粒子传感装置30的测量准确性，且可使大粒径的悬浮粒子或粉尘能够顺利经由第二流道CH2排出。当第二流道为直通型，可以避免外在风速变化时，影响第一流道风速，进而影响浓度检测的准确度。
在一些实施例中，悬浮粒子过滤组件110a包括悬浮粒子过滤结构120a与壳体112a。壳体112a具有位于其中心区域的开口，且其本体可具有一夹层空间。悬浮粒子过滤结构120a可设置于壳体112a的夹层空间中，且可使悬浮粒子过滤结构120a的多个穿孔T位于壳体112a的中心开口中。如此一来，穿孔T连通第一流道CH1与第二流道CH2。在一些实施例中，壳体112a的开口的形状可包括圆形、矩形、多边形或其他形状。所属领域中具有通常知识者可依据设计需求改变壳体112a的尺寸、外形以及材质，本发明并不以此为限。
综上所述，本发明的悬浮粒子传感装置包括设置于流道入口端的悬浮粒子过滤组件以及设置于流道内的悬浮粒子浓度传感器。悬浮粒子过滤组件包括具有多个穿孔的悬浮粒子过滤结构。悬浮粒子过滤结构可对即将进入流道的悬浮粒子做筛选，其中粒径小于穿孔孔径的悬浮粒子可进入流道内，而粒径大于穿孔孔径的悬浮粒子则无法经过穿孔而进入流道。如此一来，可控制流道内悬浮粒子的粒径范围，故可更精确地感测对于具有特定粒径范围的悬浮粒子的浓度。此外，悬浮粒子过滤组件还可包括震动器。通过设置震动器，可有助于将累积在悬浮粒子过滤结构上的无法通过穿孔的较大悬浮粒子排除。因此，可避免因穿孔堵塞而造成悬浮粒子传感器对于悬浮粒子浓度感测的精准度下降的问题。在一些实施例中，悬浮粒子传感装置更包括浓度补偿系统。浓度补偿系统经配置以依据流道内挟带悬浮粒子的气流的流速或悬浮粒子的浓度而计算出悬浮粒子浓度补偿系数。此悬浮粒子浓度补偿系数可用以校正悬浮粒子浓度传感器得到的测量值。因此，可取得更精准的悬浮粒子浓度值。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (17)
1.一种悬浮粒子传感装置，其特征在于，包括：
第一流道，具有第一入口端与第一出口端；
悬浮粒子浓度传感器，设置于所述第一流道内，且位于所述第一入口端与所述第一出口端之间；以及
悬浮粒子过滤组件，设置于所述第一流道的所述第一入口端，且包括：
壳体，具有第一开口以及第二开口，其中所述第一开口连通于所述第一流道的所述第一入口端；以及
悬浮粒子过滤结构，覆盖所述第二开口。
2.如权利要求1所述的悬浮粒子传感装置，还包括震动器，设置于所述壳体的表面上。
3.如权利要求2所述的悬浮粒子传感装置，其中所述震动器包括震动马达、压电致动电极或其组合。
4.如权利要求1所述的悬浮粒子传感装置，还包括抽气系统，设置于所述第一流道的所述第一出口端。
5.如权利要求1所述的悬浮粒子传感装置，还包括第二流道，具有第二入口端与第二出口端，其中所述第一流道的所述第一入口端连通于所述第二流道的位于所述第二入口端与所述第二出口端之间的开口。
6.如权利要求5所述的悬浮粒子传感装置，还包括连通于所述第一流道的第一流道抽气系统与连通于所述第二流道的第二流道抽气系统。
7.如权利要求5所述的悬浮粒子传感装置，其中所述悬浮粒子过滤组件的表面齐平于所述第二流道的侧壁。
8.如权利要求1所述的悬浮粒子传感装置，其中所述悬浮粒子过滤结构包括：
半导体基底，具有连通于所述壳体的所述第一开口的开口；以及
悬浮粒子过滤层，设置于所述半导体基底上，且具有多个穿孔，其中所述多个穿孔连通于所述半导体基底的所述开口，且所述多个穿孔具有相同的孔径以及相同的轮廓。
9.如权利要求8所述的悬浮粒子传感装置，其中每一穿孔的孔径在每一穿孔的延伸方向上为固定，或每一穿孔朝向所述悬浮粒子过滤层的靠近所述半导体基底的一侧渐扩。
10.如权利要求8所述的悬浮粒子传感装置，其中所述悬浮粒子过滤结构的表面涂覆有表面改质层。
11.如权利要求1所述的悬浮粒子传感装置，其中所述悬浮粒子过滤结构的材料包括铁弗龙、聚丙烯、不锈钢或聚碳酸酯，且所述悬浮粒子过滤结构包括多个穿孔。
12.一种悬浮粒子传感装置，其特征在于，包括：
第一流道，具有第一入口端与第一出口端；
悬浮粒子浓度传感器，设置于所述第一流道内，且位于所述第一入口端与所述第一出口端之间；
悬浮粒子过滤组件，设置于所述第一流道的所述第一入口端，且包括：
壳体，具有第一开口以及第二开口，其中所述第一开口连通于所述第一流道的所述第一入口端；
悬浮粒子过滤结构，覆盖所述第二开口，且具有多个孔洞；以及
浓度补偿系统，经配置以依据所述第一流道内气流的流速或悬浮粒子浓度计算悬浮粒子浓度补偿系数，所述悬浮粒子浓度补偿系数用以校正所述悬浮粒子浓度传感器得到的测量值。
13.如权利要求12所述的悬浮粒子传感装置，还包括震动器，设置于所述壳体的表面上。
14.如权利要求12所述的悬浮粒子传感装置，还包括第二流道，具有第二入口端与第二出口端，其中所述第一流道的所述第一入口端连通于所述第二流道的位于所述第二入口端与所述第二出口端之间的开口。
15.如权利要求12所述的悬浮粒子传感装置，其中所述浓度补偿系统包括流速计，所述流速计设置于所述第一流道的所述第一入口端与所述第一出口端之间，且经配置以随时间记录所述第一流道内气流的流速。
16.如权利要求12所述的悬浮粒子传感装置，还包括抽气系统，设置于所述第一流道的所述第一出口端，其中所述抽气系统能够依据进气压力调整抽气速率而维持固定的排气量。
17.如权利要求16所述的悬浮粒子传感装置，其中所述浓度补偿系统包括电流感测计，所述电流感测计设置于所述抽气系统上，且经配置以随时间记录所述抽气系统的电流量变化。
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