使用悬臂传感器检测颗粒的方法和设备与流程

相关申请

本申请要求于2020年2月19日提交的美国临时专利申请序列no.62/978,634的权益和优先权，该申请通过引用整体并入本文。

本申请一般而言涉及机电传感器，并且更具体地涉及检测颗粒的机电传感器。

背景技术：

在监视空气传播颗粒方面一直存在长久的兴趣。来自排气源(例如，内燃机)的空气传播颗粒已得到广泛研究。近年来，人们越来越关注从非排放源检测颗粒。例如，汽车从非排气源生成颗粒，诸如轮胎磨损颗粒、道路磨损颗粒和制动磨损颗粒等。

但是，从非排气源检测颗粒是具有挑战性的，部分是由于难以采样和运输颗粒以进行实验室分析。

技术实现要素：

本文描述的设备和方法解决与常规的用于检测空气传播颗粒的设备和方法相关联的挑战。所公开的设备允许直接安装在车辆上靠近颗粒源(例如，轮胎或制动器)，这消除了将颗粒采样和运输到远程位置以进行实验室分析的需要并且即使车辆正在运转也允许进行实时(道路上)测量。

根据一些实施例，可邻近车轮安装的传感器组件包括一种设备，该设备包括一个或多个悬臂以及至少部分地封住一个或多个悬臂的壳体。壳体中定义有一个或多个通孔。传感器组件还包括与一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合的第一电路，以测量来自相应悬臂的电信号。在一些实施例中，第一电路测量相应悬臂的谐振频率。在一些实施例中，第一电路测量来自相应悬臂的峰-峰电压。在一些实施例中，一个或多个悬臂包括压电材料。

根据一些实施例，一种设备包括一个或多个悬臂和至少部分地封住一个或多个悬臂的壳体。在壳体中定义有一个或多个通孔。在一些实施例中，一个或多个悬臂包括压电材料，

根据一些实施例，一种用于检测颗粒的方法包括将本文描述的任何设备暴露于空气传播颗粒并测量来自一个或多个悬臂中的相应悬臂的电信号。

附图说明

所公开的设备和方法允许直接安装在车辆上，这即使在车辆正在运行时也允许进行道路上测量并且不需要采样颗粒并将其运输到远程位置以进行实验室分析。

为了更好地理解各种描述的实施例，应当结合以下附图参考以下具体实施例，贯穿所有附图，相似的附图标记指代对应的部分。

图1是图示根据一些实施例的悬臂设备的示意图。

图2a是图示根据一些实施例的频率响应曲线中的移位的示意图。

图2b图示了根据一些实施例的示例曲线，其示出了作为谐振频率的函数的颗粒的数量。

图2c图示了根据一些实施例的颗粒的示例尺寸分布。

图2d图示了根据一些实施例的示例曲线，其示出了作为峰-峰电压的函数的颗粒的数量。

图2e图示根据一些实施例的示例校正曲线，其示出了来自悬臂的峰-峰电压与温度之间的关系。

图3a和3b是图示根据一些实施例的传感器设备的示意图。

图4a-图4c是图示根据一些实施例的壳体的示意图。

图5a是图示根据一些实施例的多个悬臂的示意图。

图5b-图5d图示了根据一些实施例的具有多个悬臂的传感器设备。

图6是图示根据一些实施例的汽车的零件的示意图。

图7a-图7d图示了根据一些实施例的传感器设备的安装位置和朝向。

图8a-图8c图示了根据一些实施例的示例悬臂的结构。

图9是图示根据一些实施例的用于测量频率的电路的示意图。

图10是图示根据一些实施例的检测颗粒的方法的流程图。

具体实施方式

将参考实施例，其示例在附图中示出。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对所描述的各种实施例的透彻理解。但是，对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践各种描述的实施例。在其它情况下，没有详细描述本领域普通技术人员众所周知的方法、过程、部件、电路和网络，以免不必要地混淆实施例的各个方面。

将理解的是，虽然在本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离所描述的各种实施例的范围的情况下，第一悬臂可以被称为第二悬臂，并且类似地，第二悬臂可以被称为第一悬臂。第一悬臂和第二悬臂都是悬臂，但它们不是同一个悬臂。

在本文的实施例的描述中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制权利要求的范围。如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还应理解的是，如本文所使用的术语“和/或”是指并涵盖相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有可能组合。将进一步理解的是，当在本说明书中使用术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”时，其指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。

图1是图示根据一些实施例的悬臂设备100的示意图。

悬臂设备100包括悬臂102，其是由一端支撑的突出梁。悬臂102的特征在于其长度l、宽度w和厚度。在一些实施例中，悬臂102沿着其长度具有均匀的宽度和均匀的厚度，如图1中所示。在一些实施例中，悬臂102(1)沿着其长度具有不均匀的宽度，同时其厚度沿着其长度保持均匀，(2)沿着其长度具有不均匀的厚度，同时其宽度沿着其长度保持均匀，或者(3)沿着其长度具有不均匀的宽度且不均匀的厚度。

图1还示出了夹具104，该夹具被构造为支撑并固定悬臂102的一端。在图1中，夹具104具有板的形状。但是，可以使用具有任何其它形状的夹具。虽然图1示出夹具104位于悬臂102的尖端处，但是夹具104不需要与悬臂102的尖端对准。例如，夹具104可以被定位成从悬臂102的尖端偏移(例如，偏移1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、7mm、10mm、15mm、20mm、25mm等)，因此当夹具104定位在悬臂102上时会出现悬垂。在一些实施例中，夹具104和/或悬臂102具有一个或多个通孔106，用于将悬臂102和夹具固定到基座。例如，可以通过对应的通孔放置螺钉，以固定夹具104和悬臂102。可替代地，可以使用其它机构来固定悬臂102。例如，夹具104和悬臂102可以具有狭缝，夹具通过狭缝插入以固定夹具104和悬臂102。在另一个示例中，悬臂102可以与其基座集成在一起，在这种情况下，夹具104被省略。

固有频率(也称为谐振频率或本征频率)是机械系统在没有任何驱动力或阻尼力的情况下振荡(或谐振)的频率。图2a中所示的频率响应曲线202表示机械系统中的位移的振幅(例如，悬臂设备100中的悬臂102的弯曲)随频率的变化。频率响应曲线202具有最大振幅的频率212与固有频率对应。

对于具有均匀形状(例如，沿着其长度具有均匀宽度和均匀厚度)的悬臂，悬臂的固有频率fn定义如下：

其中e是弹性模量，i是面积惯性矩，g是重力常数，w是每单位长度的均匀载荷，l是悬臂的长度，并且kn是特定于振动模式的常数。例如，对于第一模式，kn是3.52，对于第二模式，kn是22.0，对于第三模式，kn是61.7，对于第四模式，kn是121，并且对于第五模式，kn是200。

当颗粒被吸附在悬臂102上时，w改变(例如，增加)，这进而改变(例如，减小)固有频率fn。如图2a中所示，当颗粒被吸附在悬臂102上时，悬臂102的频率响应曲线移位，以使频率响应曲线204与频率214处的谐振频率匹配。此外，随着吸附在悬臂102上的颗粒的数量的增加，悬臂102的谐振频率移位更多。因此，可以通过监视悬臂设备100的固有频率fn的改变来确定吸附的颗粒的数量。图2b图示了根据一些实施例的示例曲线210，其示出了作为谐振频率的函数的颗粒的数量，并且曲线210或对应的数值表可以被用于基于悬臂102的谐振频率来确定颗粒的数量。

悬臂102的振动(和谐振频率)可以使用光信号(例如，使用激光反射)、机械信号和/或电信号来测量。在一些实施例中，悬臂102包括一层或多层，该一层或多层包括压电材料(例如，如关于图8a-图8c所描述的)。压电材料的示例包括氮化镓、氮化铟、氮化铝、氧化锌、钛酸钡、锆钛酸铅、铌酸钾、钨酸钠、ba2nanb5o5、pb2knb5o5、单晶氧化锌、硅酸镧、正磷酸镓、铌酸锂、钽酸锂、铌酸钠钾、铁酸铋、铌酸钠、钛酸铋、钛酸铋钠、石英、柏林铁矿、黄玉、钛酸铅，以及压电聚合物(诸如聚偏二氟乙烯、聚酰胺、对苯二烯-c、聚酰亚胺和聚偏二氯乙烯)。压电材料能够响应于所施加的机械应力而生成电荷。因此，当悬臂102弯曲时，压电材料提供指示悬臂102弯曲了多少的振幅(例如，悬臂102的自由端的位移)的电荷。类似地，当悬臂102振动时，悬臂102中的压电材料提供与悬臂102的振动对应的(振荡)电信号。因此，可以通过测量电信号的频率来确定悬臂102的谐振频率(或固有频率)。

选择悬臂102的长度、宽度和厚度以获得悬臂设备100的期望性能。在一些实施例中，长度在1cm和30cm之间，在1cm和10cm之间，在5cm和15cm之间，在10cm和20cm之间，在15cm和25cm之间，在20cm和30cm之间，在1cm和5cm之间，在5cm和10cm之间，在10cm和15cm之间，在15cm和20cm之间，在20cm和25cm之间，在25cm和30cm之间，在1cm和3cm之间，在2cm和4cm之间，在3cm和5cm之间，在4cm和6cm之间，在5cm和7cm之间，在6cm和8cm之间，在7cm和9cm之间，或在8cm和10cm之间。在一些实施例中，长度是大约1cm、大约2cm、大约3cm、大约4cm、大约5cm、大约6cm、大约7cm、大约8cm、大约9cm、大约10cm、大约15cm。大约20cm、大约25cm或大约30cm。在一些实施例中，宽度在1cm和10cm之间、在5cm和15cm之间、在10cm和20cm之间、在1cm和5cm之间、在5cm和10cm之间、在10cm和15cm之间、在15cm和20cm之间、在1cm和4cm之间、2cm和5cm之间、在3cm和6cm之间、在4cm和7cm之间、在5cm和8cm之间、在6cm和9cm之间，或在7cm和10cm之间。在一些实施例中，宽度是大约1cm、大约2cm、大约3cm、大约4cm、大约5cm、大约6cm、大约7cm、大约8cm、大约9cm、大约10cm、大约15cm或大约20cm。在一些实施例中，悬臂102的厚度在100μm和5mm之间、在100μm和3mm之间、在1mm和4mm之间、在2mm和5mm之间、在100μm和1mm之间、在500μm和1.5mm之间、在1mm和2mm之间、在1.5mm和2.5mm之间、在2mm和3mm之间、在2.5mm和3.5mm之间、在3mm和4mm之间、在3.5mm和4.5mm之间、在4mm和5mm之间、在100μm和500μm之间、在500μm和1mm之间、在1mm和1.5mm之间、在1.5mm和2mm之间、在2mm和2.5mm之间，或在2.5mm和3mm之间。在一些实施例中，悬臂102的厚度是大约100μm、大约200μm、大约300μm、大约400μm、大约500μm、大约600μm、大约1mm、大约2mm、大约3mm、大约4mm或大约5mm。在一些实施例中，悬臂102中的压电材料的层的厚度在10μm和1mm之间、在100μm和500μm之间、在200μm和600μm之间、在300μm和700μm之间、在400μm和800μm之间、在500μm和900μm之间、在600μm和1mm之间、在50μm和150μm之间、在100μm和200μm、在150μm和250μm之间、在200μm和300μm之间、在250μm和350μm之间、在300μm和400μm之间、在350μm和450μm之间、在400μm和500μm之间、在500μm和600μm之间、在600μm和700μm之间、在700μm和800μm之间，或在800μm和900μm之间。在一些实施例中，悬臂102中的压电材料层的厚度为大约100μm、大约200μm、大约300μm、大约400μm、大约500μm、大约600μm、大约700μm、大约800μm、大约900μm、大约1mm、大约2mm、大约3mm、大约4mm或大约5mm。

返回到图1，在一些实施例中，对悬臂102的一个或多个部分108进行化学或物理处理以促进颗粒的吸附。例如，可以将涂层放置在悬臂的一个或多个部分108上。涂层可以包括丙烯酸、氨基甲酸酯、硅树脂或环氧树脂。在一些实施例中，涂层覆盖悬臂102的整个顶表面和底表面。在一些实施例中，涂层覆盖悬臂102的整个单个表面(例如，或者顶表面或者底表面)。在一些实施例中，涂层仅覆盖单个表面的一部分，少于全部。在一些实施例中，涂层仅覆盖顶表面的一部分，少于全部，并且仅覆盖底表面的一部分，少于全部。在一些实施例中，至少一个被涂覆的部分与悬臂102的自由端相邻定位。在一些实施例中，至少一个被涂覆的部分远离悬臂102的自由端定位(例如，远离悬臂102的自由端尖端至少5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm、20mm、25mm等)。在一些实施例中，所有部分都覆盖有相同类型的涂层。在一些实施例中，相应部分覆盖有不同类型的涂层。在一些实施例中，多层涂层在悬臂102的特定区域上。

图2c图示了根据一些实施例的颗粒的示例尺寸分布。在一些实施例中，使用多个悬臂来检测颗粒的尺寸分布。例如，多个悬臂可以包括第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂和第四悬臂，第一悬臂被配置为基于第一悬臂的谐振频率来测量具有第一尺寸范围的颗粒的数量(例如，第一悬臂位于具有通孔的腔室中，该通孔被构造为允许第一尺寸范围的颗粒通过)，第二悬臂被配置为基于第二悬臂的谐振频率来测量具有第二尺寸范围的颗粒的数量(例如，第二悬臂位于具有通孔的腔室中，该通孔被构造为允许第二尺寸范围的颗粒通过)，第三悬臂被配置为基于第三悬臂的谐振频率来测量具有第三尺寸范围的颗粒的数量(例如，第三悬臂位于具有通孔的腔室中，该通孔被构造为允许第三尺寸范围的颗粒通过)，而第四悬臂被配置为基于第四悬臂的谐振频率来测量具有第四尺寸范围的颗粒的数量(例如，第四悬臂位于具有通孔的腔室中，该通孔被构造为允许第四尺寸范围的颗粒通过)。在一些实施例中，第一尺寸范围、第二尺寸范围、第三尺寸范围与第四尺寸范围彼此不同。在一些实施例中，第一尺寸范围、第二尺寸范围、第三尺寸范围和第四尺寸范围彼此不至少部分地重叠(例如，没有两个尺寸范围具有任何部分重叠)。在一些实施例中，第一尺寸范围、第二尺寸范围、第三尺寸范围和第四尺寸范围可以具有部分重叠。由第一悬臂测得的数量222、由第二悬臂测得的数量224、由第三悬臂测得的数量226和由第四悬臂测得的数量228共同表示颗粒的尺寸分布。

如关于图2b所述，测量悬臂的谐振频率并将其用于确定吸附在悬臂上的颗粒的数量。在一些其它配置中，间接测量悬臂的谐振频率(例如，通过测量与谐振频率相关联的信号)。在一些配置中，一些其它信号可以被用于确定吸附在悬臂上的颗粒的数量。例如，来自悬臂的峰-峰电压可以被用于确定吸附在悬臂上的颗粒的数量。图2d图示了根据一些实施例的示例曲线230，其示出了作为峰-峰电压的函数的颗粒的数量，并且曲线230或对应的数值表可以被用于基于来自悬臂102的峰-峰电压来确定颗粒的数量。在一些配置中，峰-峰电压的改变与由颗粒在悬臂上的吸附造成的谐振频率的移位相关联。

在一些配置中，即使悬臂上吸附的颗粒数量没有改变，悬臂的谐振频率或来自悬臂的峰-峰电压也根据悬臂的温度(这可以从悬臂周围的温度确定)而改变。在悬臂位于温度波动大的环境中的配置中(例如，与汽车的车轮相邻)，大温度波动会对来自悬臂的信号的变化有贡献，诸如测得的谐振频率或峰-峰电压。因此，在一些实施例中，与悬臂相关联的温度信息被用于确定吸附在悬臂上的颗粒的数量(连同来自悬臂的电信号)或调整来自悬臂的电信号。例如，可以使用自愈电路(例如，信号校正电路)或一个或多个处理器来调整来自悬臂的电信号。在一些实施例中，可以使用以下表达式来描述自愈操作(例如，校正操作)：

vpp,corr＝vpp,uncorr-vcorrection(t)

其中vpp,corr是校正后的峰-峰电压，vpp,uncorr是未校正的峰-峰电压，而vcorrection(t)是作为温度t的函数的校正因子。在一些配置中，vcorrection(t)与图2e中所示的校正曲线对应。基于温度的这种校正或调整允许更准确地确定吸附在悬臂上的颗粒的数量。

图3a和图3b是图示根据一些实施例的传感器设备300的示意图。图3a是具有线iiib-iiib的平面图，其表示从中截取图3b中所示的横截面视图的视图。

图3a和图3b中所示的传感器设备300包括壳体308，壳体308封住与上述悬臂102对应的悬臂302。图3a还图示了在壳体308中定义一个或多个通孔310。一个或多个通孔310的尺寸(例如，具有特定的直径和深度)被设置为促进某些尺寸的颗粒(例如，颗粒320)通过一个或多个通孔310，同时阻止或减少其它尺寸的颗粒(例如，颗粒330)通过一个或多个通孔310的过程。在一些实施例中，通孔310的直径在1μm和1mm之间、在1μm和100μm之间、在50μm和150μm之间、在100μm和200μm之间、在150μm和250μm之间、在200μm和300μm之间、在250μm和350μm和、在300μm和400μm之间、在350μm和450μm之间、在400μm和500μm之间、在450μm和550μm之间、在500μm和600μm之间、在550μm之间650μm之间、在600μm和700μm之间、在650μm和750μm之间、在700μm和800μm之间、在750μm和850μm之间、在800μm和900μm之间、在850μm和950μm之间、在900μm和1000μm之间、在1μm和50μm之间、在10μm和60μm之间、在20μm和70μm之间、在30μm和80μm之间、在40μm和90μm之间、在90μm和100μm之间、在1μm和20μm之间、在10μm和30μm之间、在20μm和40μm之间，或在30μm和50μm之间。在一些实施例中，通孔310的直径为大约1μm、大约2μm、大约3μm、大约4μm、大约5μm、大约6μm、大约7μm、大约8μm、大约9μm、大约1μm。10μm、大约20μm、大约30μm、大约40μm、大约50μm、大约60μm、大约70μm、大约80μm、大约90μm、大约100μm、大约200μm、大约300μm、大约400μm大约500μm、大约600μm、大约700μm、大约800μm、大约900μm或大约1mm。在一些实施例中，筛网被定位成与通孔310相邻，使得筛网进一步限制进入壳体308的颗粒的尺寸。在一些实施例中，通孔310的深度在1μm和1mm之间、在1μm和100μm之间、在50μm和150μm之间、在100μm和200μm之间、在150μm和250μm之间、在200μm和300μm之间、在250μm和350μm之间、在300μm和400μm之间、在350μm和450μm之间、在400μm和500μm之间、在450μm和550μm之间、在500μm和600μm之间、在550μm和650μm之间、在600μm和700μm之间、在650μm和750μm之间、在700μm和800μm之间、在750μm和850μm之间、在800μm和900μm之间、在850μm和950μm之间、在900μm和1000μm之间、在1μm和50μm之间、在10μm和60μm之间、在20μm和70μm之间、在30μm和80μm之间、在40μm和90μm之间、在90μm和100μm之间、在1μm和20μm之间、在10μm和30μm之间、在20μm和40μm之间，或在30μm和50μm之间。在一些实施例中，通孔310的深度为大约1μm、大约2μm、大约3μm、大约4μm、大约5μm、大约6μm、大约7μm、大约8μm、大约9μm、大约10μm、大约20μm、大约30μm、大约40μm、大约50μm、大约60μm、大约70μm、大约80μm、大约90μm、大约100μm、大约200μm、大约300μm、大约400μm大约500μm、大约600μm、大约700μm、大约800μm、大约900μm或大约1mm。在一些实施例中，通孔310的深度由定位在通孔310周围的壳体308的一部分的厚度定义。在一些实施例中，壳体308的在通孔310周围的一部分是凹入的或压花的，使得通孔310的深度与壳体308的远离通孔310的一部分的厚度不同。在一些实施例中，在壳体308中定义的多个通孔310具有相同的直径。在一些实施例中，在壳体308中定义的多个通孔310具有不同的直径(例如，第一组通孔中的每个通孔具有第一直径，而第二组通孔中的每个通孔具有不同于第一直径的第二直径)。在一些实施例中，在壳体308中定义的多个通孔310具有相同的深度。在一些实施例中，在壳体308中定义的多个通孔310具有不同的深度(例如，第一组通孔中的每个通孔具有第一深度，而第二组通孔中的每个通孔具有不同于第一深度的第二深度)。

图3b还图示了通过使用夹具304将悬臂302固定到基座306，夹具304与图1中的夹具104对应。

虽然传感器设备300包括用于传输来自悬臂302中的压电材料的电信号的一个或多个电极和布线，但是在图3a和图3b中省略了这些电极和布线，以免模糊传感器设备的其它方面300。

图4a-图4c是图示根据一些实施例的壳体400的示意图。图4a是壳体400的侧视图，图4b是前视图，并且图4c是后视图。在一些实施例中，壳体400具有不对称的形状，并且为了简洁，在本文中省略了顶视图和底视图。

在壳体400中定义多个通孔(例如，通孔402、404、406、408和410)。在一些实施例中，多个通孔径向布置在壳体400的鼻部区域401周围。一个或多个通孔之一(例如，通孔404)定义参考轴线403(例如，从鼻部区域401的中心朝着通孔404延伸的轴线或壳体400的对称轴线405)，并且在从鼻部区域401的中心或壳体400的对称轴线405朝着与参考轴403既不平行也不垂直的方向定位一个或多个通孔(例如，通孔402和406)。这种配置允许颗粒从多个方向(例如，从壳体400的侧面)进入壳体400，这改善了取决于传感器设备相对于围绕传感器设备的气流方向的朝向的颗粒的采样。在一些实施例中，使用壳体400代替图3a和图3b中所示的壳体308。

图4c还示出了位于壳体400上的电极(或电连接器)412和414。电极412和414电连接到位于壳体400内的悬臂302(例如，电极412电连接到悬臂302中的压电材料的顶表面，并且电极414电连接到悬臂302中的压电材料的底表面)，因此可以使用位于壳体400外部的电路来测量悬臂302的振动频率。

图5a是图示根据一些实施例的具有多个悬臂的悬臂设备500的示意图。在图5a中，悬臂设备500包括悬臂502、504、506和508。图5a还图示了夹具510，其类似于图1中所示的夹具104。在一些实施例中，多个悬臂用单个夹具(诸如夹具510)固定。在一些实施例中，多个悬臂被多个夹具固定。

在一些实施例中，多个悬臂包括具有第一长度的悬臂和具有不同于第一长度的第二长度的悬臂(例如，悬臂504和506)。在一些实施例中，多个悬臂包括具有第一宽度的悬臂和具有不同于第一宽度的第二宽度的悬臂(例如，悬臂506和508)。在检测颗粒时，具有不同长度和/或不同宽度的悬臂可以使用来提供不同的传感器特点(例如，谐振频率、灵敏度等)。在一些实施例中，多个悬臂包括具有相同长度和相同宽度的两个或更多个悬臂(例如，悬臂502和504)。具有相同长度和相同宽度的悬臂可以被用于重复测量，这被用于减少测量误差和/或增加传感器设备的使用寿命(例如，即使一个悬臂失效，传感器设备也可以继续执行测量)。在一些情况下，具有相同长度和相同宽度的悬臂具有不同的涂层(例如，用于检测不同类型的颗粒和/或提供不同的吸附速率)。在一些情况下，具有相同长度和相同宽度的悬臂定位在具有不同尺寸的通孔附近，如图5b中所示。

图5b-图5d图示了根据一些实施例的具有多个悬臂(如图5a中所示)的传感器设备。图5b是具有线vc-vc和线vd-vd的平面图，线vc-vc表示从中截取图5c中所示的横截面视图的视图，并且线vd-vd表示从中截取图5d中所示的横截面视图的视图。

传感器设备包括壳体520，壳体520部分地封住多个悬臂。在壳体520中定义了多个通孔(例如，通孔522、524、526和528)，使得颗粒可以通过多个通孔进入壳体520(用于随后在悬臂上的吸附)。

在一些实施例中，在壳体520中定义不同尺寸(例如，不同的直径和/或不同的深度)的通孔。在图5b中，第一组通孔522在壳体520的第一区域中定义(用于悬臂502)，第二组通孔524在壳体520的不与第一区域重叠的第二区域中定义(用于悬臂504)，第三组通孔526在壳体520的不与第一区域和第二区域重叠的第三区域中定义(用于悬臂506)，并且第四组通孔528在壳体520的不与第一区域、第二区域和第三区域重叠的第四区域中定义(用于悬臂508)。在一些实施例中，第一组通孔522具有第一尺寸(例如，每个通孔522具有第一直径和第一深度)，第二组通孔524具有第二尺寸(例如，每个通孔524具有第二直径和第二深度，其中第二直径不同于第一直径和/或第二深度不同于第一深度)。在一些实施例中，第三组通孔526具有第三尺寸(例如，每个通孔526具有第三直径和第三深度，其中第三直径可以与第一直径或第二直径相同或不同，并且第三深度可以与第一深度或第二深度相同或不同)，并且第四组通孔528具有第四尺寸(例如，每个通孔528具有第四直径和第四深度，其中第四直径可以与第一直径、第二直径或第三直径相同或不同，并且第四深度可以与第一深度、第二深度或第三深度相同或不同)。在一些实施例中，第一组通孔522具有第一数量的通孔，第二组通孔524具有第二数量的通孔，第三组通孔526具有第三数量的通孔，并且第四组通孔528具有第四数量的通孔。在一些实施例中，第一数量、第二数量、第三数量与第四数量相同。在一些实施例中，第一数量、第二数量、第三数量与第四数量中的至少两个是不同的。

在一些实施例中，传感器设备包括一个或多个挡板(例如，挡板532、534和536)。一个或多个挡板限制气流(以及空气携带的颗粒的流)，以便通过特定的通孔进入壳体520的颗粒被输送到具体的悬臂(例如，挡板532限制颗粒主要通过通孔522到达悬臂502的移动，并减少颗粒通过通孔522到达任何其它悬臂504、506和508的移动)。

在一些实施例中，当传感器设备未安装时，多个悬臂的至少一部分从壳体520暴露(例如，从壳体520的外部可见多个悬臂的至少一部分)，如图5b和图5c中所示。但是，当安装了传感器设备时，另一个部件590(例如，安装了传感器设备的部件)的一个或多个部分与壳体520相结合可以完全封住多个悬臂(除在壳体520中定义的通孔以外)，因此颗粒可以仅通过在壳体520中定义的通孔进入壳体520。

在一些实施例中，传感器设备包括定位成与悬臂502的顶表面相邻的筛网530。筛网530定义了多个孔，使得只有一定尺寸范围的颗粒(例如，小于筛网530中的孔的颗粒)可以通过筛网530。在一些实施例中，筛网530的尺寸和位置被设计为覆盖多个通孔，如图5c中所示。在一些实施例中，筛网530的尺寸和位置被设置为覆盖单个通孔(其可以是具有特征长度(诸如直径或宽度)大于1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm的大通孔，或具有特征长度(例如，直径或宽度)小于1mm、900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、200μm或100μm的小通孔)。

图5d图示了通孔526具有第一深度t1，并且通孔528具有不同于第一深度的第二深度t2。在一些实施例中，特定通孔的深度由与该特定通孔相邻(例如，围绕其)的壳体520的厚度的一部分定义。例如，在一些实施例中，如图5d所示，壳体520的围绕通孔526的一部分是凹入的，使得通孔526的深度小于通孔528的深度。可替代地，壳体520的围绕通孔528的一部分可以被压花，使得通孔528的深度大于通孔526的深度。

图6是图示根据一些实施例的汽车的零件的示意图。在一些实施例中，本文描述的传感器设备(例如，传感器设备300)与汽车的车轮604相邻地安装。因为车轮604与轮胎602耦合并且通常位于制动器附近(例如，盘608和制动钳606的组合)，因此在车轮604附近安装传感器设备促进收集感兴趣的颗粒(例如，轮胎磨损颗粒和制动器磨损颗粒等)。在一些实施例中，一个或多个传感器设备被安装到与车轮相邻的固定框架。例如，一个或多个传感器设备可以被安装到汽车的车身(例如，在挡泥板周围，诸如在轮舱610内的位置)。在另一个示例中，可以将一个或多个传感器设备安装到制动钳606或汽车的任何其它固定(例如，非旋转)零件。在一些实施例中，一个或多个传感器设备被安装到车轮604的旋转框架(例如，围绕车轮604的轮辐或中心盘)或汽车的任何其它旋转零件(例如，车轮604被安装到的轮毂612)。

图7a-图7d图示了根据一些实施例的传感器设备的安装位置和朝向。

图7a和图7b图示了传感器组件702(其包括本文描述的任何传感器设备以及用于测量传感器设备中的悬臂的谐振频率的电路(诸如电路820))安装到车轮604的旋转框架(例如，直接安装在车轮604或耦合到车轮604的另一个旋转部件(诸如图6中所示的轮毂612)上)。在图7a中，传感器组件702(特别是传感器组件702中的传感器设备)被定向成使得传感器组件702的通孔基本上面朝车轮604的中心。这种构造促进从车轮604的中心区域对通过离心力径向输送的颗粒进行采样。在图7b中，传感器组件702(特别是传感器组件702中的传感器设备)被定向为使得传感器组件702的通孔面向切线方向(例如，垂直于径向方向)。由于传感器组件702的旋转速度，这种配置促进对进入传感器组件702的壳体的颗粒进行采样。

图7c和图7d图示了传感器组件702安装在与车轮604相邻的固定框架上(例如，在汽车的车身上，诸如轮舱610内的位置，或与车轮604相邻的任何其它部件(诸如与盘608相邻的制动钳606))。在图7c中，传感器组件702(特别是传感器组件702中的传感器设备)被定位成与车轮(或盘608)的上半部相邻，并且其通孔基本上面朝下(例如，朝着车轮的中心)。这种配置促进由对流运输的颗粒进行采样。例如，由车轮604周围的零件生成的热梯度引起空气的对流，从而向上携带颗粒，并且具有通孔面朝下的传感器设备可以检测由对流携带的颗粒。在图7d中，传感器组件702(特别是传感器组件702中的传感器设备)被定位成与车轮(或盘608)的后半部相邻。这种配置促进对通过在汽车移动时生成的气流运输的颗粒进行采样。

虽然图7a-图7d图示了用于安装传感器组件702的示例配置，但是传感器组件702(特别是传感器组件702中的传感器设备)可以定位在其它位置和/或其它朝向。例如，传感器组件702可以倾斜地定向。

图8a-图8c图示了根据一些实施例的示例悬臂的结构。

图8a示出了悬臂，其中压电材料层802位于电极804和806之间(而电极804和806与压电材料层802接触)。当悬臂弯曲时，压电材料层802提供电荷，该电荷指示悬臂弯曲了多少的振幅(例如，悬臂的自由端的位移)。电荷的量由电路820测量，该电路能够确定悬臂的谐振频率。在一些实施例中，电路820通过电极(例如，图4c中所示的电极412和414)电耦合到压电材料层802。

但是，悬臂可以包括两层或更多层压电材料。图8b示出了具有压电材料层802和808的悬臂，其中电极810位于其间。压电材料层802与电极804接触，并且压电材料层808与电极806接触。由压电材料层802和808生成的电荷量由电路820测量。在一些实施例中，层802中的压电材料与层808中的压电材料是相同的。在一些实施例中，层802中的压电材料与层808中的压电材料是不同的。

在一些情况下，压电材料层802不必沿着悬臂的整个长度延伸。图8c示出了悬臂，其中压电材料的层802在悬臂内部分地延伸。在一些实施例中，悬臂包括弹性材料层812。

虽然图8a-图8c图示了包括压电材料的悬臂的示例构造，但是可以使用包括压电材料的悬臂的其它构造。例如，悬臂可以包括压电材料或电极材料以外的一层或多层材料(例如，当传感器设备包括多个悬臂时，如图5b中所示，多个悬臂中的一个或多个悬臂可以包括一层低弹性(高硬度)材料，诸如钢)。低弹性材料层减少了悬臂的弯曲并增加了测量的动态范围(例如，具有低弹性材料层的悬臂可以检测更大数量的颗粒)。在一些实施例中，两个或更多个悬臂中的每一个都包括低弹性材料层，但是低弹性材料层的厚度在两个或更多个悬臂之间不同。

此外，虽然图8a-图8c图示了电路820与单个悬臂耦合。但是，在一些实施例中，电路820可以与多个悬臂耦合(例如，使用开关(switch)一次将来自一个悬臂的电信号中继到电路820)。

图9是图示根据一些实施例的用于测量信号的频率的电路820的示意图。

在一些实施例中，电路820包括输入电路910、计数器电路920和输出电路930。

在一些实施例中，输入电路910包括以下一项或多项：

·前置滤波器912(例如，包括电容器的电路)，其减少接收到的电信号中的噪声；

·平方电路914(例如，比较器，诸如schmitt触发器)，其将正弦信号转换成方波信号；以及

·振幅稳定器916，其稳定方波信号的振幅。

计数器电路920对方波信号的频率进行计数。在一些实施例中，计数器电路920包括时钟922，使得计数器电路920可以测量在特定时间段内方波的数量(和/或以特定时间间隔重置计数器电路920)。

输出电路930被配置为提供频率信息(例如，提供给另一个电路，诸如电路940)。在一些实施例中，输出电路930被配置为经由有线通信提供频率信息。在一些实施例中，输出电路930被配置为经由无线通信(诸如蓝牙、zigbee、wi-fi等)提供频率信息。

电路940被配置用于基于来自电路820的频率信息来确定颗粒的数量。在一些实施例中，电路940包括输入电路942，其经由有线或无线通信从电路820接收频率信息。电路940包括一个或多个处理器944(例如，微处理器、中央处理单元(cpu)、加速处理单元(apu)等)。在一些实施例中，一个或多个处理器944与存储器946耦合，存储器946存储用于将频率信息转换成颗粒的数量的指令和/或数据(例如，与曲线210对应的查找表)。在一些实施例中，一个或多个处理器944将确定的数量存储在存储器946中。在一些实施例中，存储器946包括高速随机存取存储器，诸如dram、sram、ddrram或其它随机存取固态存储设备；并且可以包括非易失性存储器，诸如闪存设备或其它非易失性固态存储设备。

在一些实施例中，电路940包括输出电路948，其被配置用于输出数量信息(例如，输出到分离的扫描仪或汽车的车载计算机)。

在一些实施例中，输入电路942从温度传感器932接收温度信息。在一些实施例中，温度传感器932与悬臂相邻地定位(例如，在至少部分地封住悬臂的壳体(诸如图3b中的壳体308)内)。这允许温度传感器932提供与悬臂相关联的温度信息。在一些实施例中，温度传感器932与悬臂集成在一起。在一些实施例中，一个或多个处理器944基于频率信息和温度信息(例如，使用预定的校准曲线或查找表)来确定颗粒的数量。在一些实施例中，一个或多个处理器944基于频率信息独立于温度信息来确定颗粒的数量，并且基于温度信息来调整颗粒的数量(例如，使用预定的校准曲线或查找表)。在一些实施例中，在电路820或940中包括基于温度信息来修改表示频率信息的电信号的分离的电路。

虽然图9图示了电路820的一个示例，但是可以使用其它电路来确定电信号的频率。例如，电路820可以包括与频率计数器耦合的模数转换器。在另一个示例中，电路820可以包括过零检测器而不是比较器。在一些实施例中，电路820可以包括具有不同谐振频率的谐振电路。

此外，虽然图9图示了基于频率信息确定颗粒的数量的电路820和电路940，但是在一些实施例中，电路820和电路940基于其它电信号(其可以与悬臂的谐振频率相关联或不与其相关联)(诸如来自压电悬臂的峰-峰电压)来确定颗粒的数量。

此外，虽然图9将电路820和电路940图示为分离的电路，但是在一些实施例中，电路820和电路940集成在一起。在一些实施例中，电路820与电路940分离并远离其定位。

图10是图示根据一些实施例的检测颗粒的方法1000的流程图。

方法1000包括(1002)将本文描述的任何设备暴露于空气传播颗粒。例如，本文描述的任何传感器设备都邻近车轮安装到汽车上。

方法1000还包括(1004)测量(或确定)来自一个或多个悬臂中的相应悬臂的电信号。在一些实施例中，方法1000包括(1004-1)测量(或确定)一个或多个悬臂中的相应悬臂的谐振频率。例如，如上文关于图9所述，使用电路(例如，电路820)来测量悬臂的谐振频率。在一些实施例中，方法1000包括(1004-2)测量(或确定)来自一个或多个悬臂中的相应悬臂的峰-峰电压。

在一些实施例中，方法1000包括(1006)至少基于电信号(例如，使用电路940)来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

在一些实施例中，方法1000包括(1006-1)至少基于测得的谐振频率(例如，使用电路940)来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

在一些实施例中，基于测得的谐振频率相对于相应悬臂的一个或多个先前谐振频率的移位来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

在一些实施例中，方法1000包括(1006-2)至少基于测得的峰-峰电压(例如，使用电路940)来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

在一些实施例中，设备包括多个悬臂(例如，图5a)。方法1000包括(1008)基于来自多个悬臂的电信号来确定颗粒的尺寸分布。在一些实施例中，方法1000包括(1008-1)基于多个悬臂的谐振频率(例如，图2c)来确定颗粒的尺寸分布。在一些实施例中，方法1000包括(1008-2)基于来自多个悬臂的峰-峰电压来确定颗粒的尺寸分布。

在一些实施例中，多个悬臂彼此不同。在一些实施例中，多个悬臂与彼此不同的通孔耦合。在一些实施例中，多个悬臂与彼此不同的筛网耦合。

在一些实施例中，设备邻近车轮安装，并且空气传播颗粒从车轮的制动器或车轮的轮胎发出(例如，图6)。

鉴于这些原理和示例，现在转向某些实施例。

根据一些实施例，设备(例如，传感器设备300)包括一个或多个悬臂(例如，悬臂302)和至少部分地封住一个或多个悬臂的壳体(例如，壳体308)。在壳体中定义一个或多个通孔(例如，通孔310)。

在一些实施例中，一个或多个悬臂包括压电材料(例如，压电材料层802)。在一些实施例中，一个或多个悬臂与一个或多个应变仪耦合。压电材料和/或一个或多个应变仪可以被用于测量相应悬臂的谐振频率。

在一些实施例中，一个或多个通孔被构造为允许空气传播颗粒通过一个或多个通孔进入壳体并与一个或多个悬臂相互作用(例如，在图3b中，颗粒320被允许通过一个或多个通孔310)。

在一些实施例中，一个或多个通孔被定位成与一个或多个悬臂的自由端相邻(例如，在图3b中，一个或多个通孔310被定位成与悬臂302的自由端相邻)。

在一些实施例中，在壳体中定义了多个通孔；并且多个通孔包括具有第一直径的第一通孔和具有不同于第一直径的第二直径的第二通孔(例如，在图5b中，在壳体520中定义了具有第一直径的通孔522和具有不同于第一直径的第二直径的通孔524)。

在一些实施例中，在壳体中定义了多个通孔，并且多个通孔包括具有第一深度的第一通孔和具有不同于第一深度的第二深度的第二通孔深度(例如，在图5d中，通孔526具有第一深度t1，并且通孔528具有不同于第一深度的第二深度t2)。

在一些实施例中，在壳体中定义了多个通孔；并且多个通孔包括在第一方向上定向的第一通孔和在不同于第一方向的第二方向上定向的第二通孔(例如，在图4a和图4b中，通孔408基本向上定向，而通孔404基本侧向定向)。

在一些实施例中，设备还包括具有多个孔的筛网(例如，图5c中的筛网530)，该筛网定位成与一个或多个悬臂的相应悬臂的顶表面相邻。

在一些实施例中，一个或多个悬臂包括第一悬臂和不同于第一悬臂的第二悬臂(例如，图5a中的悬臂502、504、506和508的任何组合)。

在一些实施例中，第一悬臂具有第一长度并且第二悬臂具有不同于第一长度的第二长度(例如，在图5a中，悬臂504具有第一长度，并且悬臂506具有不同于第一长度的第二长度)。在一些实施例中，第一悬臂与第二悬臂具有相同的长度。

在一些实施例中，第一悬臂具有第一宽度并且第二悬臂具有不同于第一宽度的第二宽度(例如，在图5a中，悬臂506具有第一宽度，并且第二悬臂508具有不同于第一宽度的第二宽度)。在一些实施例中，第一悬臂与第二悬臂具有相同的宽度。

在一些实施例中，第一悬臂具有第一表面积并且第二悬臂具有不同于第一表面积的第二表面积(例如，在图5a中，悬臂506具有第一表面积，并且悬臂508具有不同于第一表面积的第二表面积)。在一些实施例中，第一悬臂与第二悬臂具有相同的表面积。

在一些实施例中，第一悬臂具有第一厚度并且第二悬臂具有不同于第一厚度的第二厚度。在一些实施例中，第一悬臂与第二悬臂具有相同的厚度。

在一些实施例中，设备还包括第一电路，该第一电路与一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合以测量相应悬臂的谐振频率(例如，电路820)。

在一些实施例中，设备还包括第二电路，该第二电路与第一电路耦合以至少基于测得的谐振频率来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量(例如，电路940)。

根据一些实施例，可安装成与车轮相邻的传感器组件包括一种设备，该设备包括包含压电材料的一个或多个悬臂和至少部分地封住一个或多个悬臂(例如，传感器设备300)的壳体。在壳体中定义一个或多个通孔。传感器组件还包括与一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合的电路，以测量相应悬臂的谐振频率(例如，电路820)。

在一些实施例中，传感器组件被配置用于安装到车轮的旋转框架；并且包括设备在传感器组件上被定向成允许空气传播颗粒在设备与车轮一起旋转时通过一个或多个通孔进入壳体(例如，图7a和图7b)。

在一些实施例中，传感器组件被配置用于安装到与车轮相邻的固定框架；并且该设备在传感器组件上被定向成允许在车轮与设备相邻地旋转时允许空气传播颗粒通过一个或多个通孔进入壳体(例如，图7c和图7d)。

可以关于以下条款描述一些实施例：

条款1.一种可与车轮相邻地安装的传感器组件，该传感器组件包括：

设备，其包括：

一个或多个悬臂；以及

壳体，其至少部分地封住所述一个或多个悬臂，其中在壳体中定义一个或多个通孔；以及

第一电路，与所述一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合以测量来自相应悬臂的电信号。

条款2.条款1的传感器组件，其中：

传感器组件被配置用于安装到车轮的旋转框架；并且

设备在传感器组件上被定向成允许空气传播颗粒在设备随车轮旋转时通过所述一个或多个通孔进入壳体。

条款3.条款1的传感器组件，其中：

传感器组件被配置用于安装到与车轮相邻的固定框架；并且

设备在传感器组件上被定向成允许空气传播颗粒在车轮与设备相邻地旋转时通过所述一个或多个通孔进入壳体。

条款4.条款1-3中的任一项的传感器组件，其中：

第一电路包括用于测量相应悬臂的谐振频率的电路。

条款5.条款1-3中的任一项的传感器组件，其中：

第一电路包括用于测量来自相应悬臂的峰-峰电压的电路。

条款6.条款1-5中的任一项的传感器组件，还包括：

第二电路，其与第一电路耦合，以至少基于测得的电信号来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款7.条款1-5中的任一项的传感器组件，还包括：

温度传感器，用于提供与至少相应悬臂相关联的温度信息。

条款8.条款7的传感器组件，还包括：

第二电路，其与第一电路耦合，以至少基于测得的电信号和来自温度传感器的温度信息来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款9.一种设备，包括：

一个或多个悬臂；以及

壳体，其至少部分地封住一个或多个悬臂，其中在壳体中定义一个或多个通孔。

条款10.条款9的设备，其中所述一个或多个通孔被构造为允许空气传播颗粒通过所述一个或多个通孔进入壳体并与所述一个或多个悬臂相互作用。

条款11.条款9或10的设备，其中所述一个或多个通孔被定位成与所述一个或多个悬臂的自由端相邻。

条款12.条款9-11中的任一项的设备，其中：

在壳体中定义多个通孔，包括第一通孔和第二通孔。

条款13.条款12的设备，其中：

第一通孔具有第一直径并且第二通孔具有不同于第一直径的第二直径。

条款14.条款12或13的设备，其中：

第一通孔具有第一深度并且第二通孔具有不同于第一深度的第二深度。

条款15.条款12-14中的任一项的设备，其中：

第一通孔在第一方向上定向并且第二通孔在不同于第一方向的第二方向上定向。

条款16.条款9-15中的任一项的设备，还包括：

具有多个孔的筛网，该筛网被定位成与所述一个或多个悬臂中的相应悬臂的顶表面相邻。

条款17.条款9-16中的任一项的设备，其中：

所述一个或多个悬臂包括第一悬臂和不同于第一悬臂的第二悬臂。

条款18.条款17的设备，其中：

第一悬臂具有第一长度并且第二悬臂具有不同于第一长度的第二长度。

条款19.条款17或18的设备，其中：

第一悬臂具有第一表面积并且第二悬臂具有不同于第一表面积的第二表面积。

条款20.条款9-19中的任一项的设备，还包括：

第一电路，其与所述一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合，以测量相应悬臂的谐振频率。

条款21.条款20的设备，还包括：

第二电路，其与第一电路耦合，以至少基于测得的谐振频率来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款22.条款21的设备，其中：

第二电路被配置为至少基于测得的谐振频率和与相应悬臂相关联的温度信息来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款23.条款9-19中的任一项的设备，还包括：

第一电路，其与所述一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合，以测量来自相应悬臂的峰-峰电压。

条款24.条款23的设备，还包括：

第二电路，其与第一电路耦合，以至少基于测得的峰-峰电压来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款25.条款24的设备，其中：

第二电路被配置为至少基于测得的峰-峰电压和与相应悬臂相关联的温度信息来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款26.一种方法，包括：

将条款9-25中的任一项的设备暴露于空气传播颗粒；并且

测量来自所述一个或多个悬臂中的相应悬臂的电信号。

条款27.条款26的方法，其中：

测量来自相应悬臂的电信号包括测量相应悬臂的谐振频率。

条款28.条款27的方法，还包括：

至少基于测得的谐振频率来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款29.条款28的方法，包括：

至少基于测得的谐振频率和与相应悬臂相关联的温度信息来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款30.条款28或29的方法，其中基于测得的谐振频率相对于相应悬臂的一个或多个先前谐振频率的移位来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款31.条款27-30中的任一项的方法，其中：

设备包括多个悬臂；并且

该方法包括基于所述多个悬臂的谐振频率来确定颗粒的尺寸分布。

条款32.条款26的方法，其中：

测量来自相应悬臂的电信号包括测量来自相应悬臂的峰-峰电压。

条款33.条款32的方法，还包括：

至少基于测得的峰-峰电压来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款34.条款33的方法，包括：

至少基于测得的峰-峰电压和与相应悬臂相关联的温度信息来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款35.条款32或33的方法，其中基于测得的峰-峰电压从相应悬臂的一个或多个先前峰-峰电压的改变来确定吸附在相应悬臂上的颗粒的数量。

条款36.条款32-35中的任一项的方法，其中：

设备包括多个悬臂；并且

该方法包括基于来自所述多个悬臂的峰-峰电压来确定颗粒的尺寸分布。

条款37.条款26-36中的任一项的方法，其中设备与车轮相邻地安装，并且空气传播颗粒从车轮的制动器或车轮的轮胎发出。

条款38.一种可与车轮相邻地安装的传感器组件，该传感器组件包括：

条款9-25中的任一项的设备；以及

电路，与所述一个或多个悬臂中的相应悬臂耦合，以测量来自相应悬臂的电信号。

条款39.条款38的传感器组件，其中：

传感器组件被配置用于安装到车轮的旋转框架；并且

设备在传感器组件上被定向成允许空气传播颗粒在设备随车轮旋转时通过所述一个或多个通孔进入壳体。

条款40.条款38的传感器组件，其中：

传感器组件被配置用于安装到与车轮相邻的固定框架；并且

设备在传感器组件上被定向成允许空气传播颗粒在车轮与设备相邻地旋转时通过所述一个或多个通孔进入壳体。

为了解释的目的，已经参考具体实施例描述了前述描述。但是，以上说明性讨论并非旨在是详尽的或将权利要求的范围限制到所公开的精确形式。鉴于以上教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施例是为了最好地解释所描述的各种实施例的原理及其实践应用，从而使本领域的其他技术人员能够最佳地利用原理和所描述的各种实施例，并进行各种修改以适合预期的特定使用。