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智能粒子传感器以低成本提供高精度

Piera Systems成立于2018年，是一家早期创业公司，已开发出一种突破性方法，可以更准确地检测和测量悬浮在空气中的颗粒Piera-1的数量和大小。这很重要，因为颗粒物（PM）由可吸入的空气中固体颗粒和液滴的混合物组成，有可能引起严重的健康问题。

首先，对颗粒物精度为何重要的背景知识：PM测量由颗粒直径表示，单位为微米（微米）中国机械网okmao.com。2.5微米或更小的PM直径被认为对人体健康最有害。此外，世界卫生组织将尺寸从0.1到10微米不等的机载PM归类为第1类致癌物，对健康的环境危害最大。

测量PM的最准确方法是所谓的重量分析法，该方法确定“质量浓度”中的颗粒污染，即1立方米空气中颗粒物的质量。但是，这种方法昂贵，笨重，并且对于实时PM监测来说成本不可行。尽管精度较低，但由于它们更具成本效益且易于实现，因此光学粒子计数器（或灰尘传感器）已成为测量空气的实际手段。此外，这些传感器的小尺寸使其易于集成到空气净化器和空调中。

传统的光学粒子计数器使用与PM浓度成正比的低脉冲占用时间（LPO），来测量PM含量。LPO的工作原理是将颗粒散射的光转换成电压信号，然后估算各种颗粒大小。

Piera-1智能粒子感测模块（IPS）由光子计数，高灵敏度光电传感器和低成本红色激光组成，可实现高采样率并检测<0.3微米的粒子。由于该技术直接计算不同水平的光子能量的脉冲，首席运营官Vin Ratford表示，它能够达到与更昂贵的参考仪器类似的精确度。

拉特福德说：“其他传感器使用一些滤波后再进行A / D采样。” “ LPO系统的频率为1 Khz，这基本上意味着它们会看到一个粒子“云”并估计其数量。对它们的检测进行“调整”并针对PM2.5进行校准。其他所有尺寸均为估算值。”拉特福德说。“我们获得专利的ASIC使用专用电路进行转换，以滤除噪声并将颗粒大小测量到可编程的分档中。我们以1 Mhz采样，这意味着我们可以检测到较小的粒子并对其进行计数。基本上，我们可以以较低的成本完成昂贵的参考仪器的工作。”

典型的LMO传感器的价格在<$ 10到?$ 25之间。IPS传感器的价格在30到95美元之间，具体取决于所报告的仓位大小。

拉特福德说，机器学习/人工智能和算法将进一步帮助对PM进行分类，例如在公司的vape和烟雾探测器中。称为Canāree的它可以识别和区分香烟和vape烟雾，计算PM的质量浓度耗散及其他特征。

“目前，我们仍在学习ML的学习部分，”拉特福德说。“我们专注于特定的粒子源，例如vape和烟雾，它们基于粒子的大小和数量具有独特的特征。生成的直方图可用于创建ML模型，然后对来源进行分类。Canāree生成直方图，我们正在使用MS Azure运行算法和ML模型。”

该公司的SenseiAQ软件可以在本地或在云服务（MS Azure）上控制传感器和Canāree设备。该设备当前在Mac / Windows设备上本地运行，并计划将来支持IoS / Android。SenseAQ每0.5秒以可编程的采样率从传感器或Canāree检索数据。连接后，设备每分钟将数据发送到云一次，这也是可编程的。

IPS传感器的目标应用是空气净化器，HVAC系统和空气质量监视器。该产品通过SenseiAQ作为空气质量监测即服务提供。客户可以选择通过自己的云服务购买和管理设备，也可以选择让Piera在包括云服务，数据存储和传感器维护在内的年度租赁模式下管理设备。提供了一个可以使用户入门的评估套件以及三个月的试用包。

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