ES2992735T3 - Device for detecting the presence of pollen in the air, and corresponding detection method - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo para detectar la presencia de polen en el aire (1), que comprende una cámara de medida aislada de la luz exterior, medios para impulsar un flujo de aire a través de la cámara de medida, y una fuente luminosa que emite un haz luminoso en una dirección de propagación a través del flujo de aire, hacia el interior de la cámara de medida. Según la invención, el dispositivo (1) comprende al menos cuatro sensores fotosensibles capaces de medir el flujo luminoso difundido por el flujo de aire iluminado, en cuatro direcciones diferentes, un reloj (37), al menos dos sensores meteorológicos, y al menos un ordenador (5) capaz de determinar la naturaleza de una partícula de polen presente en el aire a partir de los datos medidos por los sensores fotosensibles, el reloj (37) y los sensores meteorológicos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de detección de presencia de polen en el aire, y método de detección correspondiente

Sector de la técnica

[0001] La presente invención se refiere a un dispositivo de detección de presencia de polen en el aire.

[0002] La invención también se refiere a un método de detección de presencia de polen en el aire.

Estado anterior de la técnica

[0003] Las partículas o granos de polen, cuando están diseminados en el aire, son una causa importante de reacciones alérgicas. Para las personas sensibles, pueden provocar síntomas generalmente en forma de rinitis alérgica, a menudo acompañada de conjuntivitis. Las reacciones alérgicas de este tipo pueden ser muy perjudiciales para las personas afectadas. También pueden provocar la aparición de asma en estas personas.

[0004] Las personas alérgicas no son sensibles a todos los tipos de polen. En general, una persona puede ser sensible a un tipo de polen o a varios. En Francia, los pólenes de ciertos árboles, como el abedul, el ciprés, el fresno y el avellano, de ciertas gramíneas, como los cereales y los dáctilos, y de ciertas plantas herbáceas, como la acedera y la ambrosía, son particularmente conocidos por desencadenar reacciones alérgicas en las personas sensibles.

[0005] Para las personas sensibles, resulta especialmente útil saber dónde y cuándo aparecen los pólenes que desencadenan en ellos reacciones alérgicas. Este conocimiento les permite tomar medidas para reducir el riesgo de reacción alérgica, como evitar las zonas afectadas, confinarse en el interior de los edificios cuando el aire contiene una concentración demasiado elevada del polen agresor, llevar una mascarilla respiratoria, tomar medicamentos preventivos como un antihistamínico, etc.

[0006] Para obtener esta información, existen calendarios que dan una indicación aproximada de los periodos de difusión de cada polen y mapas que muestran las zonas en las que aparecen estos pólenes. Sin embargo, estos datos son muy imprecisos. También existen sensores diseñados para medir la concentración de partículas de polen en el aire durante un periodo determinado. Los sensores más utilizados son gravimétricos o volumétricos.

[0007] Se conocen los llamados dispositivos gravimétricos, que recogen los granos de polen depositados por gravedad sobre un soporte horizontal. Estos dispositivos, por ejemplo, el tipo conocido como "Durham", tienen una eficacia de recuperación relativamente baja. En consecuencia, sus mediciones tienen fama de no ser muy precisas, especialmente cuando abarcan periodos de medición relativamente cortos.

[0008] También se conocen dispositivos volumétricos, por ejemplo, del tipo conocido como "Hirst", en los que se proyecta un flujo de aire sobre un soporte adhesivo y las partículas contenidas en el aire se adhieren a este soporte adhesivo. A continuación, es posible observar mediante microscopía óptica las partículas de polen así atrapadas.

[0009] En otros dispositivos, denominados "Cour", un flujo de aire pasa a través de un filtro que recoge las partículas de polen. A continuación, el filtro se disuelve en el laboratorio para poder observar el polen mediante microscopía óptica.

[0010] Estos dispositivos, que son los equipos de medición de referencia hasta la fecha, requieren una gran manipulación. Por ejemplo, el soporte adhesivo o el filtro que ha recogido las partículas de polen debe retirarse regularmente y analizarse después en el laboratorio. La precisión de las mediciones depende de la frecuencia con que se realicen, y los resultados de un periodo determinado no pueden obtenerse hasta varias horas después de que haya finalizado dicho periodo.

[0011] Por consiguiente, las mediciones del polen obtenidas por estos métodos son incapaces de proporcionar a las personas sensibles una información verdaderamente pertinente que les permita evitar un ataque alérgico. En efecto, estas personas sólo pueden obtener información sobre la aparición de polen en el aire varias horas después de esta aparición y, por tanto, la mayoría de las veces, después de que se haya desencadenado su reacción alérgica. La falta de información en tiempo real sobre la presencia de polen en el aire es, por tanto, perjudicial para estas personas sensibles.

[0012] Se han propuesto muchos otros métodos para medir la concentración de pólenes en el aire. Sin embargo, presentan desventajas, como el elevado coste y tamaño de los equipos necesarios, la dificultad para discriminar entre los tipos de polen observados y un gran retraso entre el periodo de observación y la obtención de los resultados. Por ello, estos métodos alternativos se utilizan raramente. También se conoce, según el documento CN106018193 A, la determinación de la presencia y concentración de partículas contaminantes en el aire mediante mediciones de difusión de la luz en al menos cuatro direcciones diferentes. Además, según EP3413034 A1, las mediciones de fluorescencia y difusión óptica combinadas con datos sobre la localización geográfica de las mediciones permiten identificar y contar los diferentes pólenes presentes en un lugar determinado.

[0013]Debido a estas dificultades para detectar y medir las partículas de polen presentes en el aire, la densidad geográfica de los puntos de medición es muy baja, y los resultados no se conocen hasta mucho después del periodo de medición. Por consiguiente, la información obtenida es poco útil para las personas sensibles.

Objetivos de la invención

[0014]El objetivo de la presente invención es superar estos inconvenientes del estado anterior de la técnica.

[0015]En particular, el objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo de detección de polen que permita una detección y medición fiable, eficaz y rápida de las partículas de polen presentes en el aire.

[0016]Según al menos algunas de sus realizaciones, la invención también tiene por objeto proporcionar un dispositivo de este tipo que permita medir con precisión la cantidad de cada tipo de polen presente en el aire.

[0017]La invención también tiene por objeto proporcionar un dispositivo de este tipo que permita identificar con mayor fiabilidad los tipos de polen presentes en el aire.

[0018]Al menos en algunas realizaciones, la invención también tiene por objeto permitir que la cantidad de polen presente en el aire en un punto dado se comunique a los usuarios en un plazo muy breve después de su medición.

[0019]En una realización particular, la invención también tiene por objeto proporcionar un dispositivo de este tipo que permita predecir la presencia de polen en el aire en un punto dado.

[0020]La invención también tiene por objeto proporcionar un método de detección de presencia de polen en el aire, que permita llevar a cabo dicha detección de forma más rápida y eficaz que los métodos conocidos.

Exposición de la invención

[0021]Estos objetivos, y otros que se precisarán más adelante, se alcanzan con ayuda de un dispositivo de detección de la presencia de polen en el aire, que comprende una cámara de medición aislada de la luz exterior, medios de accionamiento de un flujo de aire a través de esta cámara de medición, y una fuente luminosa que emite un haz de luz en una dirección de propagación que atraviesa el flujo de aire en la cámara de medición, comprendiendo este dispositivo, según la invención, al menos cuatro sensores fotosensibles capaces de medir el flujo luminoso difundido por el flujo de aire iluminado, incluyendo :

• un primer sensor que mide el flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo comprendido entre 5° y 25° con la dirección de propagación;

• un último sensor que mide el flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo comprendido entre 150° y 175° con la dirección de propagación;

• al menos dos sensores, cada uno de los cuales mide el flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo comprendido entre 25° y 150° con la dirección de propagación;

el dispositivo comprende también un reloj, al menos dos sensores meteorológicos, y al menos un computador capaz de determinar la naturaleza de una partícula de polen presente en el aire a partir de los datos medidos por los sensores fotosensibles, el reloj y los sensores meteorológicos.

[0022]Un dispositivo de este tipo permite una detección fiable, eficaz y casi instantánea de las partículas de polen en el aire. Además, es relativamente fácil de fabricar y barato, lo que permite equipar un gran número de emplazamientos.

[0023]Ventajosamente, el dispositivo comprende sólo cuatro sensores fotosensibles capaces de medir el flujo luminoso difundido por el flujo de aire iluminado.

[0024]Estos cuatro sensores son suficientes para obtener medidas que permitan reconocer satisfactoriamente la mayoría de los pólenes conocidos como desencadenantes de alergias. Así pues, un dispositivo que comprenda estos cuatro sensores puede, con un coste moderado, detectar en tiempo real la presencia en el aire de granos de polen e identificar el tipo de cada grano de polen.

[0025]Ventajosamente, el primer sensor mide el flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo de entre 5° y 20° con la dirección de propagación.

[0026]Ventajosamente, el último sensor mide dicho flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo de entre 150° y 160° con la dirección de propagación.

[0027] Estos son los ángulos que han sido identificados como los que proporcionan las mediciones más útiles para la detección de polen.

[0028] Según una realización preferente, el dispositivo comprende una base de datos que contiene datos sobre el flujo luminoso difundido por diferentes tipos de polen, pudiendo el computador comparar estos datos con el flujo luminoso medido por los sensores fotosensibles.

[0029] Preferentemente, los sensores meteorológicos comprenden al menos dos sensores elegidos entre:

- un termómetro,

- un barómetro,

- un higrómetro,

- un anemómetro,

- un pluviómetro y

- un sensor de luminosidad.

[0030] Ventajosamente, los sensores meteorológicos comprenden al menos:

- un termómetro,

- un barómetro,

- un higrómetro.

[0031] La elección de estos tres sensores meteorológicos permite una medición eficaz de los parámetros meteorológicos, limitando al mismo tiempo la complejidad y el coste del sistema.

[0032] Ventajosamente, el dispositivo comprende una base de datos que contiene datos relativos a la probabilidad de aparición del polen en función de la fecha y de los parámetros meteorológicos, y el computador es capaz de comparar estos datos con los datos medidos por el reloj y los sensores meteorológicos.

[0033] Ventajosamente, el dispositivo comprende al menos un equipo de geolocalización y una base de datos que contiene datos relativos a la probabilidad de aparición del polen en función de la geolocalización, siendo el computador capaz de tener en cuenta la geolocalización para determinar la naturaleza de una partícula de polen.

[0034] La invención también se refiere a un método de detección de presencia de polen en el aire, que comprende:

- una etapa de iluminación de un flujo de aire que circula en una cámara de medición con un flujo luminoso orientado en una dirección de propagación;

- una etapa de medición del flujo luminoso difundido por el flujo de aire iluminado, en al menos cuatro direcciones, incluida una dirección que forme un ángulo de entre 5° y 25° con la dirección de propagación, una dirección que forme un ángulo de entre 150° y 175° con la dirección de propagación, y al menos dos direcciones que formen cada una un ángulo de entre 25° y 150° con la dirección de propagación;

- una etapa de determinación, mediante un computador, de la naturaleza de una partícula de polen presente en el flujo de aire, a partir de los datos de flujo luminoso difundido medidos en la etapa de medición, los datos de datación y los datos meteorológicos.

Lista de figuras

[0035] La invención se comprenderá mejor al leer la siguiente descripción de las realizaciones preferentes, dada a modo de simple ejemplo figurativo y no limitativo, y acompañada de figuras que incluyen:

[Fig. 1] La figura 1 es una representación esquemática de un dispositivo de detección de polen según una realización de la invención;

[Fig. 2] La figura 2 es una vista en perspectiva del detector de polen del dispositivo mostrado en la figura 1;

[Fig. 3] La figura 3 es otra vista en perspectiva del detector de polen mostrado en la figura 2;

[Fig. 4] La figura 4 es una vista superior del detector de polen mostrado en la figura 2;

[Fig. 5] La figura 5 es una sección longitudinal del detector de polen mostrado en la figura 2;

[Fig. 6] La figura 6 es una sección transversal del detector de polen mostrado en la figura 2;

[Fig. 7] La figura 7 es una curva que representa la luz difundida por dos partículas de polen iluminadas, en función de la dirección de la difusión.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

[0036] La figura 1 es una representación esquemática de un dispositivo de detección de presencia de polen en el aire según una realización de la invención. Este dispositivo 1 comprende varios componentes, y en particular un detector de polen 2, capaz de detectar y medir la presencia de granos de polen en el aire. También incluye un conjunto 3 de sensores meteorológicos, un reloj 37, un equipo de geolocalización 38, una base de datos 4, un computador 5 y un módulo de transmisión 6.

[0037] El detector de polen 2 se muestra en diferentes orientaciones en las Figuras 2 a 4 y vistas en corte transversal en las Figuras 5 y 6.

[0038] Este detector 2 comprende una caja de medición 21 que está equipada, en uno de sus extremos, con una bomba de aspiración 22 y, en el otro extremo, con un tubo de aspiración 23. La bomba de aspiración 22 y el tubo de aspiración 23 están montados en los dos extremos de un conducto interno 24 de la caja de medición 21. De este modo, la bomba de aspiración 22 puede crear una presión negativa en este conducto interno 24 y en el tubo de aspiración 23, de modo que el aire ambiente es aspirado a través del extremo abierto 230 del tubo de aspiración 23, y pasa a través del tubo de aspiración 23 y del conducto interno 24 de la caja de medición 21 antes de ser expulsado del detector de polen 2 por la bomba 22.

[0039] Ventajosamente, en la realización mostrada, la carcasa de medición 21 está hecha de una sola pieza. Por lo tanto, se produce mediante un proceso de fabricación aditiva. Esta configuración permite evitar que la carcasa de medición 21 sea atravesada por un plano de corte, lo que podría generar un riesgo de introducción de luz en el conducto interno 24 e interferir en las mediciones.

[0040] La figura 5 es una vista en corte longitudinal del detector 2, que muestra el conducto interno 24 de la caja de medición 21. Este conducto interno comprende una porción de entrada 241 sustancialmente cilíndrica, que se abre sobre el tubo de aspiración 23 en un primero de sus extremos. En el segundo extremo de esta porción de entrada 241, el conducto interno 24 comprende una cámara de medición 242. Una porción de salida 243, sustancialmente cilíndrica, se abre en la cámara de medición 242, en el lado opuesto a la porción de entrada 241.

[0041] Entre la porción de salida 243 y la bomba de aspiración 22, el conducto interno adopta la forma de una porción cónica 244, un extremo de la cual tiene el diámetro de la bomba de aspiración 22 y el otro extremo tiene el diámetro del tubo de salida 243. Preferentemente, el tubo de aspiración 23 y todas las porciones del tubo interior 24, con excepción de la cámara de medición 242, están centrados en el mismo eje longitudinal, denominado en lo sucesivo eje longitudinal del tubo interior 24.

[0042] Preferentemente, la bomba de aspiración 22 aspira el aire de manera que éste adquiera una velocidad rápida en la porción de entrada 241 y en la cámara de medición 242. Así, en la realización mostrada, la bomba de aspiración 22 está configurada para bombear entre 0,5 m3 y 1 m3 de aire por hora.

[0043] La porción de entrada 241 tiene un diámetro relativamente pequeño, 4 mm en la realización mostrada, con el fin de impartir una velocidad relativamente alta al aire que fluye a través de esta porción de entrada 241 y dentro de la cámara de medición 242.

[0044] La porción de salida 243 tiene un diámetro ligeramente superior al de la porción de entrada 241, 6 mm en la realización mostrada, para facilitar el paso a través de esta porción de salida 243 de las partículas presentes en el aire que circula por el conducto interno 24, y evitar que estas partículas queden atrapadas en la cámara de medición 242.

[0045] La disposición del equipo de aspiración y del conducto interno 24 de la caja de medición 21 permite, por tanto, el paso de un flujo de aire de circulación rápida a través de la cámara de medición 242, estando este flujo de aire inscrito sustancialmente en un cilindro de diámetro inferior a 6 mm.

[0046] Ventajosamente, la caja de medición 21 está equipada para analizar, de manera óptica, las partículas contenidas en este flujo de aire que atraviesa la cámara de medición 242.

[0047] La figura 6 es una vista en corte del detector 2, a lo largo de un plano transversal al eje longitudinal del conducto interno 24 y que pasa por la cámara de medición 242. Esta cámara de medición 242 está organizada alrededor de un punto de medición 2420, que corresponde a la intersección entre el eje longitudinal del conducto interno 24 y el plano de medición, correspondiente al plano transversal de la figura 6, en el que están alineados los instrumentos de medición.

[0048] Varios orificios están previstos en la cámara de medición 242 para recibir el equipo de medición. Así, un primer orificio cilíndrico 2421, cuyo eje está alineado con el plano de medición y con el punto de medición 2420, está destinado a recibir un emisor láser 25, que constituye una fuente de luz que emite un haz luminoso en una dirección de propagación 250 centrada en el punto de medición 2420, con el fin de iluminar el flujo de aire que pasa a través de la cámara de medición 242. Preferentemente, la apertura de este haz luminoso se elige de manera que ilumine toda la anchura del flujo de aire que atraviesa la cámara 242.

[0049] En su extremo opuesto al conducto 2421, la cámara de medición 242 tiene un orificio cerrado 2422, conformado para formar una trampa de luz. Esta trampa de luz garantiza que el haz de luz emitido por el emisor láser 25 no interfiera con los demás componentes de la caja de medición 24, después de haber iluminado el flujo de aire que pasa a través de la cámara 242.

[0050] La cámara de medición 242 también tiene cuatro orificios de medición cilíndricos, cuyos ejes están incluidos en el plano de medición y se intersecan en el punto de medición 2420. Cada uno de estos orificios de medición tiene una orientación precisa, medida en la Figura 6 con respecto a la dirección de propagación 250 del haz láser, que corresponde al eje del orificio 2421. Así pues,

- el eje de un primer orificio de medida 2423, en cuyo extremo se sitúa un sensor fotosensible 261, forma un ángulo a l = 15° con la dirección de propagación 250 ;

- el eje de un segundo orificio de medida 2424, en cuyo extremo se sitúa un sensor fotosensible 262, forma un ángulo a2 = 60° con la dirección de propagación 250 ;

- el eje de un tercer orificio de medición 2425, en cuyo extremo se sitúa un sensor fotosensible 263, forma un ángulo a3 = 125° con la dirección de propagación 250 ;

- el eje de un cuarto orificio de medición 2426, en cuyo extremo está colocado un sensor fotosensible 264, forma un ángulo a4 = 157° con la dirección de propagación 250.

[0051] Además, cada uno de estos orificios de medición tiene unas dimensiones elegidas de forma que ofrezca una abertura angular determinada, desde el punto de medición 2420 hasta el extremo del orificio de medición, que está cubierto por el sensor fotosensible. Esta abertura angular, alrededor del eje del orificio de medición, se elige de manera que el sensor fotosensible capte simultáneamente la luz emitida en un intervalo angular determinado. En consecuencia,

- la abertura de medición 2423 está dimensionada de forma que el sensor fotosensible 261 capta la luz difundida en un intervalo angular de abertura (31=4,4° y centrado en el ángulo a1 ;

- la abertura de medición 2424 está dimensionada de forma que el sensor fotosensible 262 capta la luz difundida en un intervalo angular de abertura p2=13,5° y centrado en el ángulo a2 ;

- la abertura de medición 2425 está dimensionada de forma que el sensor fotosensible 263 capta la luz difundida en un intervalo angular de abertura p3=10,6° y centrado en el ángulo a3 ;

- la abertura de medición 2426 está dimensionada de forma que el sensor fotosensible 264 capta la luz difundida en un intervalo angular de abertura p4=7,5° y centrado en el ángulo a4.

[0052] Cabe señalar que, en otras posibles realizaciones de la invención, la posición angular de los distintos orificios de medición puede variar. Sin embargo, es importante que un primer orificio de medición esté centrado en una dirección que forme un ángulo pequeño con la dirección de propagación, preferentemente entre 5° y 25°, y más ventajosamente entre 5° y 20°, y que un último orificio de medición esté centrado en una dirección que forme un ángulo grande con la dirección de propagación, preferentemente entre 150° y 175° y más ventajosamente entre 150° y 160°.

[0053] Entre estos dos orificios de medición, deben colocarse al menos otros dos orificios de medición en diferentes posiciones angulares con respecto a la dirección de propagación. Las posiciones angulares de estos orificios de medición, y por lo tanto de los sensores fotosensibles, pueden sin embargo ser diferentes de las mostradas en la figura 6.

[0054] En la realización mostrada, la cámara de medición 242 tiene cuatro sensores fotosensibles. También es posible implementar un detector en el que la cámara de medición comprenda más de cuatro sensores fotosensibles, por ejemplo cinco sensores fotosensibles. En este caso, tres orificios que comprenden sensores fotosensibles se colocan en varias posiciones angulares entre el primer orificio centrado en una dirección que forma un ángulo de entre 5° y 25° con la dirección de propagación, y el último orificio centrado en una dirección que forma un ángulo de entre 150° y 175° con la dirección de propagación.

[0055] Sin embargo, los inventores determinaron que la elección de una cámara de medida compuesta por cuatro sensores fotosensibles, cada uno de los cuales mide la luz emitida en una dirección que forma un ángulo diferente con la dirección de propagación, constituía el compromiso más ventajoso. En efecto, estos fotosensores son suficientes, en un gran número de situaciones, para que sus mediciones permitan identificar las partículas de polen. Un mayor número de fotosensores puede proporcionar mediciones más precisas, pero que sólo permiten obtener mejoras relativamente pequeñas en la identificación del polen. Por otra parte, la instalación de un mayor número de sensores fotosensibles aumenta significativamente la complejidad, y por tanto el coste, del detector de polen.

[0056] Cuando el detector 2 está en funcionamiento, el emisor láser 25 emite un haz de luz, en la dirección de propagación 250, que ilumina el flujo de aire que atraviesa la cámara de medición 242. Cuando este flujo de aire no contiene partículas, es transparente y todo el haz láser termina su trayectoria en la trampa de luz formada por el orificio 2422.

[0057] Cuando el flujo de aire contiene una partícula, ésta es brevemente iluminada por el haz de luz al pasar cerca del punto de medición 2420. Al ser iluminada, esta partícula difundirá la luz que recibe en diferentes direcciones. El flujo de luz emitido durante esta difusión varía según el ángulo de emisión, o ángulo de difusión, que se mide en relación con la dirección de propagación del haz láser de iluminación.

[0058]Este flujo luminoso es variable en función de diversos criterios, como la potencia de la iluminación por el haz láser, la longitud de onda de esta iluminación, la forma de la partícula iluminada, el color de la partícula iluminada, el tamaño de la partícula iluminada, el estado de la superficie de la partícula iluminada, la opacidad de la partícula iluminada, la naturaleza reflectante de la partícula iluminada, etc.

[0059]Los inventores han observado que, para una misma iluminación, los diferentes tipos de partículas difunden un flujo luminoso diferente en función del ángulo de difusión. Así, a título de ejemplo, la figura 7 es una curva que representa el flujo luminoso difundido por dos partículas diferentes, sometidas a la misma iluminación, en función del ángulo de difusión. Así, la curva 701 representa el flujo luminoso difundido por una primera partícula, que es una partícula de polen de abeto, y la curva 702 representa el flujo difundido por una segunda partícula, que es una partícula de polen de maíz.

[0060]En esta figura, el eje x representa los ángulos de difusión a, en los que cada partícula emite luz difundida cuando es iluminada. El eje y representa el flujo luminoso emitido por cada partícula en cada una de estas direcciones. Este eje es un eje logarítmico, graduado en una unidad arbitraria. Cabe señalar que, para cada partícula, el valor del flujo se normaliza de forma que tenga un valor idéntico a 15°. Las curvas 70 ll y 7012 representan las incertidumbres de medida correspondientes a la curva 701, y las curvas 7021 y 7022 representan las incertidumbres de medida correspondientes a la curva 702.

[0061]Los inventores analizaron así la difusión luminosa de un gran número de partículas susceptibles de estar presentes en el aire, y en particular las partículas de polen más comúnmente observadas. Observaron que las curvas de difusión de la luz, producidas con equipos configurados para dar resultados comparables, eran generalmente distintas según el tipo de partículas iluminadas, y similares para partículas iluminadas del mismo tipo. Por ejemplo, la curva de difusión 701 para el polen de abeto es muy diferente de la curva 702 para el polen de maíz.

[0062]Por ejemplo, una partícula de polen de un primer tipo de planta presenta sistemáticamente una curva de difusión similar a la de otras partículas de polen de la misma planta. Por supuesto, esto no significa que las curvas de difusión de dos partículas sean exactamente idénticas. Pueden producirse ligeras variaciones entre dos partículas, o en función de la orientación de la partícula iluminada. Sin embargo, analizando un gran número de partículas de polen de cada tipo, los inventores han obtenido una curva que representa la difusión media de las partículas de cada tipo, asociada a curvas de incertidumbre, que pueden variar en función del ángulo de difusión.

[0063]Cuando se miden partículas con curvas de difusión diferentes, es posible discriminarlas midiendo la luz difundida en posiciones angulares elegidas de modo que el valor de difusión de los dos tipos de partículas represente una diferencia superior a las desviaciones típicas. Sin embargo, como las partículas que pueden estar presentes en el aire son muy diversas, es imposible discriminarlas todas con una sola medición.

[0064]A partir del análisis de las curvas de difusión de un gran número de pólenes y otras partículas, los inventores determinaron que las mediciones de la luz difundida en cuatro rangos angulares diferentes eran suficientes para identificar las partículas de polen en la gran mayoría de los casos.

[0065]Así pues, un primer sensor fotosensible que mide la luz difundida en una zona angular comprendida entre 5° y 25° permite medir un valor del flujo luminoso difundido que depende del tamaño de la partícula, y permite así determinar este tamaño. Así pues, este primer sensor permite detectar el paso de una partícula y, por consiguiente, incrementar un contador que cuenta las partículas, determinar su tamaño y dar el valor de referencia del flujo luminoso difundido, que servirá de base de comparación para las mediciones del flujo luminoso difundido en otros ángulos. Cabe señalar que este ángulo de medición para el primer sensor fotosensible se elige de manera que sea lo más pequeño posible, evitando al mismo tiempo recibir el flujo luminoso directamente emitido por el haz de luz.

[0066]La determinación del tamaño de las partículas permite distinguir los granos de polen, que suelen tener un tamaño de entre 10 y 100 pm, de partículas más finas como el hollín o el polvo. Se ha observado que las partículas minerales raramente superan los 10 pm de tamaño. También permite distinguir entre granos de polen relativamente pequeños, como los granos de polen de pelitre de unos 15 pm, y granos de polen más grandes, como los granos de polen de maíz de unos 100 pm.

[0067]Los otros sensores fotosensibles, colocados para medir la luz difundida en otros ángulos, permiten medir el flujo luminoso difundido por la partícula cuando está iluminada, que puede compararse con el flujo luminoso medido por el primer sensor, colocado en el ángulo más bajo.

[0068]Así, en la realización representada, el segundo sensor, colocado para medir la luz difundida en una zona angular situada alrededor de 60°, el tercer sensor, colocado para medir la luz difundida en una zona angular situada alrededor de 125°, y el cuarto sensor, colocado para medir la luz difundida en una zona angular situada alrededor de 157°, permiten determinar el flujo luminoso difundido por una partícula, en la dirección en la que están colocados. A continuación, es posible determinar la relación entre el flujo luminoso difundido en cada una de estas direcciones y el flujo luminoso difundido a 15°, y comparar estas relaciones con las curvas de difusión de diferentes tipos de partículas de tamaño comparable, para determinar a qué curvas se parecen más estas relaciones.

[0069]Así, la combinación de medidas en estas cuatro zonas angulares permite, en un gran número de casos, identificar la naturaleza de una partícula de polen. Cabe señalar que es particularmente importante que uno de estos sensores esté situado en una zona angular comprendida entre 150° y 175°, y más ventajosamente entre 150° y 160°. En efecto, los inventores han determinado que varias partículas, en particular los pólenes, presentan curvas de difusión muy similares para ángulos de difusión inferiores a 150°, pero que divergen claramente para ángulos de difusión comprendidos entre 150° y 160°. Por consiguiente, un sensor fotosensible situado en esta zona angular puede determinar la relación entre el flujo luminoso difundido en esta zona angular y el flujo luminoso difundido a 15°, para distinguir las partículas cuya curva de difusión se aproxima por debajo de 150°.

[0070]Estos datos medidos por el detector 2 se transmiten al computador 5 del dispositivo de detección 1, que compara, durante la iluminación de cada partícula, los valores de flujo luminoso difuso medidos por cada uno de los cuatro sensores fotosensibles con los datos de flujo luminoso difuso típicos de cada tipo de polen, que están almacenados en la base de datos 4. En muchos casos, esta comparación permite al computador 5 determinar la naturaleza del grano de polen que ha sido iluminado.

[0071]En algunos casos, sin embargo, esta comparación es insuficiente para determinar la naturaleza del grano de polen con un nivel de fiabilidad suficiente. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando dos tipos diferentes de polen muestran curvas muy próximas en las direcciones de difusión en las que se mide el flujo luminoso, y los valores medidos para una partícula son susceptibles de corresponder a varios tipos de polen.

[0072]Para permitir la identificación de la partícula iluminada, el dispositivo de detección 1 comprende un conjunto de sensores meteorológicos 3. En la realización mostrada, este conjunto de sensores meteorológicos 3 comprende un termómetro 31, un barómetro 32, un higrómetro 33, un anemómetro 34, un pluviómetro 35 y un sensor de luminosidad 36. En otras realizaciones, el conjunto de sensores meteorológicos 3 puede comprender menos sensores, u otros tipos de sensores. Así, un conjunto de sensores meteorológicos eficiente, compacto y barato puede comprender únicamente un termómetro, un barómetro y un higrómetro.

[0073]Ventajosamente, el dispositivo de detección 1 también comprende un reloj 37, que permite conocer la hora y la fecha, denominadas en lo sucesivo datos de datación, y un equipo de geolocalización 38.

[0074]Los sensores meteorológicos, el reloj y el equipo de geolocalización 38 pueden transmitir al computador 5 los datos que miden. Este computador 5 puede comparar estos datos con datos de referencia almacenados en la base de datos 4, tales como datos de referencia relativos a las condiciones de aparición de diferentes tipos de polen. Por ejemplo, puede comparar los datos de datación suministrados por el reloj 37 con un calendario de aparición de los diferentes tipos de polen. Este calendario puede a su vez ser elegido por el computador 5, entre varios calendarios disponibles, en función de los datos de geolocalización medidos por el equipo de geolocalización 38, de manera que este calendario corresponda lo más estrechamente posible a las condiciones climáticas, y a los tipos de vegetación conocidos en la zona en la que se encuentra el dispositivo de detección 1.

[0075]El computador 5 también puede comparar los datos meteorológicos medidos por los sensores del conjunto de sensores meteorológicos 3 con datos conocidos relativos a la aparición de cada tipo de polen. Se sabe, por ejemplo, por el estudio de K. Laaidi, M. Laaidi y J.-P. Besancenot, 1997: POLLENS, POLLINOSES ET MÉTÉOROLOGIE, La Météorologie 8e série - n° 20, 41-56, que el polen de abedul aparece en París cuando se acumula la suma de 260°C.día por encima de 3°C a partir del 11 de febrero. La base de datos 4 contiene información de este tipo, procedente sobre todo de publicaciones científicas.

[0076]La comparación, por el computador 5, de esta información con las medidas obtenidas del conjunto de sensores ambientales 3 permite ventajosamente determinar una probabilidad de aparición de cada tipo de polen. Así, en el caso en que la iluminación de una partícula conduce a la medida, por el detector de polen 2, de valores de flujo luminoso difundido que pueden corresponder a varios tipos de polen, la probabilidad de aparición asociada a cada uno de estos tipos de polen permite, en un gran número de casos, determinar el tipo de esta partícula con un nivel de fiabilidad suficiente.

[0077]Ventajosamente, el computador 5 puede incluir así un programa para tener en cuenta la información procedente de los sensores fotosensibles, los sensores meteorológicos, el reloj y el equipo de geolocalización, con el fin de determinar la naturaleza de la partícula de polen detectada.

[0078]Según una realización ventajosa, el computador 5 puede estar equipado con un programa de aprendizaje automático, generalmente denominado programa de "Machine Learning", capaz de identificar correlaciones entre los datos medidos por diversos sensores del dispositivo de detección 1 y el tipo de partículas de polen detectadas por el detector 2. Dicho programa de aprendizaje automático puede definir reglas de identificación para acelerar y hacer más fiable la identificación de las partículas detectadas por el detector 2. En algunos casos, también puede predecir la aparición de determinados tipos de polen, incluso antes de que sean detectados por el detector 2, a partir de los datos medidos por los sensores meteorológicos, el reloj 37 y el equipo de geolocalización 38.

[0079]El dispositivo de detección 1 está ventajosamente equipado con un módulo de comunicación 6. Este módulo permite enviar a un servidor remoto información sobre el tipo y la cantidad de granos de polen detectados. De este modo, el servidor remoto puede recoger, en tiempo real, los datos de medición del polen en el lugar donde está colocado el dispositivo de detección 1.

[0080]En una realización ventajosa, el servidor remoto también puede comunicar al dispositivo de detección 1 datos meteorológicos, por ejemplo datos de previsión meteorológica, y datos de medición o de presencia de polen medidos por otros dispositivos de detección de polen, del mismo tipo o de un tipo diferente. Estos datos pueden ser utilizados ventajosamente por el computador 5, del mismo modo que los datos procedentes de los sensores del dispositivo de detección 1, para determinar la probabilidad de aparición de cada tipo de polen, con el fin de ayudar a identificar una partícula iluminada en el sensor 2 o predecir la aparición de polen.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de detección de presencia de polen en el aire, que comprende una cámara de medición (242) aislada de la luz exterior, medios de accionamiento de un flujo de aire a través de dicha cámara de medición (242), y una fuente luminosa (25) que emite un haz de luz en una dirección de propagación (250) que atraviesa dicho flujo de aire, en dicha cámara de medición (242),

caracterizado porquecomprende al menos cuatro sensores fotosensibles (261, 262, 263, 264) capaces de medir el flujo luminoso difundido por dicho flujo de aire iluminado, incluyendo:

- un primer sensor (261) que mide dicho flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo comprendido entre 5° y 25° con dicha dirección de propagación (250);

- un último sensor (264) que mide dicho flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo comprendido entre 150° y 175° con dicha dirección de propagación (250);

- al menos dos sensores (262, 263) que miden cada uno dicho flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo comprendido entre 25° y 150° con dicha dirección de propagación (250);

y porque comprendeun reloj (37), al menos dos sensores meteorológicos, y al menos un computador (5) capaz de determinar la naturaleza de una partícula de polen presente en el aire a partir de los datos medidos por dichos sensores fotosensibles (261, 262, 263, 264), dicho reloj (37) y dichos sensores meteorológicos.

2. Dispositivo de detección según la reivindicación anterior,caracterizado porquecomprende únicamente cuatro sensores fotosensibles (261, 262, 263, 264) capaces de medir el flujo luminoso difundido por dicho flujo de aire iluminado.

3. Dispositivo de detección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquedicho primer sensor (261) mide dicho flujo luminoso difundido en una dirección que forma un ángulo comprendido entre 5° y 20° con dicha dirección de propagación (250).

4. Dispositivo de detección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquedicho último sensor (264) mide dicho flujo luminoso difuso en una dirección que forma un ángulo comprendido entre 150° y 160° con dicha dirección de propagación (250).

5. Dispositivo de detección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquecomprende una base de datos (4) que comprende datos de flujos luminosos difundidos por pólenes de diferentes tipos, pudiendo dicho computador (5) comparar dichos datos con los flujos luminosos medidos por dichos sensores fotosensibles (261, 262, 263, 264).

6. Dispositivo de detección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquedichos sensores meteorológicos comprenden al menos dos sensores elegidos entre:

- un termómetro (31),

- un barómetro (32),

- un higrómetro (33),

- un anemómetro (34),

- un pluviómetro (35) y

- un sensor de luminosidad (36).

7. Dispositivo de detección según la reivindicación anterior,caracterizado porquedichos sensores meteorológicos comprenden al menos:

- un termómetro (31),

- un barómetro (32),

- un higrómetro (33).

8. Dispositivo de detección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquecomprende una base de datos (4) que comprende datos relativos a la probabilidad de aparición de polen en función de la fecha y de parámetros meteorológicos, pudiendo dicho computador (5) comparar dichos datos con los datos medidos por dicho reloj (37) y dichos sensores meteorológicos.

9. Dispositivo de detección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquecomprende al menos un equipo de geolocalización (38) y una base de datos (4) que comprende datos relativos a la probabilidad de aparición del polen en función de la geolocalización, siendo dicho computador (5) capaz de tener en cuenta dicha geolocalización para determinar la naturaleza de una partícula de polen.

10. Método de detección de la presencia de polen en el aire, que comprende:

- una etapa de iluminación de un flujo de aire que circula en una cámara de medición (242) con un flujo luminoso orientado en una dirección de propagación (250);

- una etapa de medición del flujo luminoso difundido por dicho flujo de aire iluminado, en al menos cuatro direcciones, incluyendo una dirección que forme un ángulo comprendido entre 5° y 25° con dicha dirección de propagación (250), una dirección que forme un ángulo comprendido entre 150° y 175° con dicha dirección de propagación (250), y al menos dos direcciones que formen cada una un ángulo comprendido entre 25° y 150° con dicha dirección de propagación (250);

- una etapa de determinación, mediante un computador (5), de la naturaleza de una partícula de polen presente en dicho flujo de aire, a partir de los datos de flujos luminosos difundidos medidos en dicha etapa de medición, los datos de datación y los datos meteorológicos.