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DE10309518A1 - Assembly for trapping and classifying airborne particulate impurities, comprises a camera linked via a microcomputer to screen the presentation of germs, spores, bacteria and parasites - Google Patents

Assembly for trapping and classifying airborne particulate impurities, comprises a camera linked via a microcomputer to screen the presentation of germs, spores, bacteria and parasites Download PDF

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DE10309518A1
DE10309518A1 DE2003109518 DE10309518A DE10309518A1 DE 10309518 A1 DE10309518 A1 DE 10309518A1 DE 2003109518 DE2003109518 DE 2003109518 DE 10309518 A DE10309518 A DE 10309518A DE 10309518 A1 DE10309518 A1 DE 10309518A1
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electrode
carrier
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image recording
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Petra Perner
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Individual
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Abstract

An assembly that traps and classifies airborne particles comprises an ambient air supply to a trap substrate with a camera, where the substrate (2) is either a flat panel electrode, or is located at an electrode, located in proximity to but not in contact with a second electrode (1) unit, and the two electrodes (1, 2) are coupled to a high voltage current (4). The camera (6) is directed at the substrate (4) and the resulting image is presented on a screen (8) together with a count and classification of the trapped particle impurities. The second electrode is a spiral wire or a tubular emission electrode with or without tips (3). The second unit (1) consists of two or more electrodes, one of which bears a positive charge and the other a negative charge. The first electrode bears a reference potential. In conjunction with the camera the data processing system classifies the type, size, origin and number of trapped particles e.g. whether these be of biological non-biological origin.

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Sammlung und Bestimmung luftgetragener Partikel mit jeweils mindestens einem Träger für luftgetragene Partikel, einer Bildaufnahmeeinrichtung für Partikel auf dem Träger und einer Einrichtung zum Ansaugen von Luft.The invention relates to devices for the collection and determination of airborne particles with each at least one carrier for airborne Particles, an image recording device for particles on the carrier and a device for sucking in air.

Die Sammlung luftgetragener Partikel und deren Auswertung erfolgt unter anderem bekannterweise durch die Abscheidung der Partikel auf einem Nährmedium, das sich in einer Schale befindet. Grundlage bildet ein dabei sich ausbildende Sogwirkung in Richtung des Nährmediums. Über die Reaktion der Keime als Partikel mit dem Nährboden, können die Keime erfasst werden. Ein Nachteil besteht darin, dass dabei nur die Lebendzahl bestimmbar ist.The collection of airborne particles and their evaluation is known to be carried out by, among others the separation of the particles on a nutrient medium that is in a Shell is located. The basis is a suction effect that develops towards the nutrient medium. About the If the germs react as particles with the nutrient medium, the germs can be detected. A disadvantage is that only the live number can be determined is.

In weiteren Vorrichtungen werden Filter zur Sammlung der Partikel eingesetzt. Eine derartige Lösung unter anderem durch die DE 198 26 835 A1 (Anordnung und Verfahren zur automatischen Bestimmung luftgetragener Mikroorganismen, biotischer und/oder abiotischer Partikel) bekannt. Die Abscheidung der Partikel erfolgt auf einer Filtermembran. Diese Filtermembran besitzt Öffnungen zum Durchtritt der Luft, die gleichzeitig Unebenheiten darstellen. Die Anlagerung der Partikel erfolgt auf keiner glatten Oberfläche, so dass eine Vereinzelung der Partikel über Bildauswerteverfahren nur mit einem erhöhten Aufwand erfolgen kann.Filters for collecting the particles are used in further devices. Such a solution, among others, by DE 198 26 835 A1 (Arrangement and method for the automatic determination of airborne microorganisms, biotic and / or abiotic particles) known. The particles are separated on a filter membrane. This filter membrane has openings for the passage of air, which also represent bumps. The particles are not deposited on a smooth surface, so that the particles can only be separated using image evaluation methods with increased effort.

Eine weitere bekannte Vorrichtung beruht auf einem Objektträger im Luftstrom, der adhäsiv beschichtet ist, wobei lebende und tote Keime erfassbar sind. Der Nachteil besteht in der adhäsiven Schicht, die bei der Bildauswertung ausgeblendet werden muss. Es müssen gleichbleibende Schichtdicken gewährleistet werden, um eine daraus resultierende fehlerhafte Bildauswertung zu vermeiden. Weiterhin sind derartige Objektträger durch die adhäsive Schicht über Mechanismen nur erschwert handzuhaben.Another known device rests on a slide in the airflow that is adhesive is coated, whereby living and dead germs can be detected. The Disadvantage is the adhesive Layer that must be hidden during image evaluation. It have to constant layer thicknesses can be guaranteed in order to get from it to avoid resulting incorrect image evaluation. Furthermore are such slides through the adhesive layer via mechanisms only difficult to handle.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach handzuhabende Einrichtung zur Sammlung von luftgetragenen Partikeln auf einem Träger und zur Bestimmung luftgetragener Partikel auf dem Träger so zu schaffen, dass in kurzen Zeitabständen luftgetragene Partikel bestimmbar sind.The specified in claim 1 The invention has for its object an easy to use Device for collecting airborne particles on one carrier and for the determination of airborne particles on the carrier create that airborne particles in short intervals are determinable.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the in the claim 1 listed Features resolved.

Die Einrichtungen zur Sammlung und Bestimmung luftgetragener Partikel mit jeweils mindestens einem Träger für luftgetragene Partikel, einer Bildaufnahmeeinrichtung für Partikel auf dem Träger und einer Einrichtung zum Ansaugen von Luft zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass luftgetragene Partikel quasi kontinuierlich oder in diskreten Zeitintervallen ohne große Zeitabstände zwischen Sammlung und Bestimmung bestimmt werden können. Zu bestimmende luftgetragene Partikel sind besonders Pilze, Bakterien, Sporen von Pilzen und Bakterien, Mykotoxine aus Schimmelpilzen, Parasiten und Zellkomponenten. Vorzugsweise gesundheitsgefährdende luftgetragene Partikel und/oder luftgetragene Partikel als Verunreinigungen werden mit den erfindungsgemäßen Einrichtungen in der Zuluft bestimmt.The facilities for collection and Determination of airborne particles with at least one each carrier for airborne Particles, an image recording device for particles on the carrier and a device for drawing in air are particularly noteworthy characterized by the fact that airborne particles are quasi continuous or in discrete time intervals without large time intervals between collection and determination can be determined. Airborne particles to be determined are especially fungi, bacteria, Spores of fungi and bacteria, mycotoxins from mold, Parasites and cell components. Preferably a health hazard airborne particles and / or airborne particles as impurities are with the facilities according to the invention determined in the supply air.

Dadurch, dass der Träger entweder eine flächige Abscheideelektrode ist oder sich auf einer Flächenelektrode befindet und mit einem Abstand zum Träger wenigstens eine Elektrode angeordnet ist, besteht zwischen dem Träger und der Elektrode bei der Verbindung mit einer Hochspannungsquelle ein elektrisches Feld. Gleichzeitig werden von der Elektrode Ionen emittiert, die die luftgetragene Partikel aufladen. Über das elektrische Feld werden diese geladenen luftgetragenen Partikel zum Träger transportiert und auf diesem gesammelt. Dadurch kann der Träger parallel zur Luftströmung, mit einem Abstand parallel zur Luftströmung oder schräg von der Luftströmung weg angeordnet werden. Besondere Haftschichten sind damit auf dem Träger nicht notwendig. Der Träger kann dabei so angeordnet werden, dass die Partikel auf dem Träger verbleiben. Damit ist weiterhin der Vorteil gegeben, dass der Träger nicht als Prallplatte für Partikel ausgebildet ist. Eine derartige Prallplatte muss winklig im Luftstrom angeordnet werden, um Partikel auf dieser zu sammeln. Gleichzeitig müssen diese Partikel aber auf der Oberfläche gehalten werden, das Bekannterweise durch adhäsive Schichten erfolgen kann.In that the carrier either a flat Is or is located on a surface electrode and at a distance from the wearer at least one electrode is arranged between the carrier and the electrode when connecting to a high voltage source electric field. At the same time, ions are emitted from the electrode, that charge the airborne particles. Be over the electric field these charged airborne particles are transported to and on the carrier collected. This allows the carrier to be parallel for air flow, at a distance parallel to the air flow or at an angle from the Airflow away to be ordered. There are therefore no special adhesive layers on the carrier necessary. The carrier can be arranged so that the particles remain on the carrier. This also has the advantage that the carrier is not as a baffle for Particle is formed. Such a baffle plate must be angular arranged in the air flow to collect particles on it. At the same time as is known, these particles are kept on the surface through adhesive Layers can be done.

Die Bestimmung von auf dem Träger vorhandenen Partikel erfolgt mit der Bildaufnahmeeinrichtung, die mit einer Partikel auf dem Träger identifizierenden, zählenden, entsprechend wenigstens eines Merkmals sowohl bestimmenden als auch klassifizierenden Bildauswerteeinrichtung verbunden ist. Ein Träger als flächige Abscheideelektrode oder in Verbindung mit einer Flächenelektrode kann vorteilhafterweise so ausgestaltet werden, dass für die Bildauswertung störende Strukturen vermieden werden. Derartige störende Strukturen sind insbesonders die adhäsiven Schichten auf dem Träger, wobei Schwankungen in der Schichtdicke die Bildauswertung beeinflussen, oder geometrische Unebenheiten der Oberfläche, um zum Beispiel einen Luftdurchtritt zu gewährleisten (Filter). Die Oberfläche des Trägers luftgetragener Partikel kann somit so ausgestaltet werden, dass durch Oberflächenunebenheiten oder Schichten hervorgerufene Fehlbestimmungen weitestgehend vermieden werden können. Gleichzeitig kann die Oberfläche in Farbe und/oder Form der eingesetzten Bildaufnahmeeinrichtung und/oder Bildauswerteeinrichtung angepasst werden, so dass sichere und eindeutige Bestimmungen luftgetragener Partikel möglich sind und Fehlbestimmungen weitestgehend vermeidbar sind.The determination of existing on the carrier Particle takes place with the image recording device, which with a Particles on the carrier identifying, counting, according to at least one characteristic, both determining and classifying image evaluation device is connected. A carrier as area Separation electrode or in connection with a surface electrode can advantageously be designed so that for image evaluation disturbing Structures are avoided. Such disturbing structures are particularly the adhesive Layers on the carrier, fluctuations in the layer thickness influence the image evaluation, or geometric unevenness of the surface, for example one To ensure air passage (Filter). The surface of the carrier more airborne Particles can thus be designed in such a way that due to surface unevenness or layers of incorrect determinations avoided as far as possible can be. At the same time, the surface in color and / or shape of the image recording device used and / or image evaluation device can be adapted so that safe and clear determinations of airborne particles are possible and incorrect determinations are largely avoidable.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 17 angegeben.Advantageous embodiments of the Invention are specified in claims 2 to 17.

Drahtförmige oder rohrförmige Sprühelektroden mit oder ohne Spitzen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 sind leicht im Luftstrom platzierbar. Sprühelektroden sind Elektroden, an denen Entladungen in den Luftstrom erfolgen. Dabei werden Ionen emittiert, die sich an Partikel im Luftstrom anlagern und damit für eine Ladung dieser Partikel sorgen.Wire or tubular spray electro those with or without tips according to the further development of claim 2 are easily placed in the air flow. Spray electrodes are electrodes on which discharges occur in the air flow. Ions are emitted, which accumulate on particles in the air flow and thus ensure that these particles are charged.

Ein weiterer Vorteil dieser Art von Sprühelektroden besteht darin, dass diese leicht an den Strömungsverlauf angepasst werden können. Spitzen an der Oberfläche erhöhen die Feldstärke an diesen Stellen, so dass geringere Spannungen gegenüber keine Spitzen aufweisende Sprühelektroden zu Entladungen und damit Bildung von Ionen führen.Another advantage of this type of discharge electrodes is that they are easily adapted to the flow pattern can. Tips on the surface increase the field strength at these points, so lower tensions compared to none Pointed spray electrodes lead to discharges and thus the formation of ions.

Mindestens zwei Elektroden, die mit einem positiven und einem negativen Spannungspotential verbunden sind, nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 bilden eine positive und eine negative Korona im Luftstrom. Vorteilhafterweise sind die Elektroden so angeordnet, dass sich in Richtung des Luftstromes die positive Korona vor der negativen Korona befindet. Durch die positive Korona werden Verbindungen aus dem Luftstrom entfernt, die ansonsten eine Korona-Unterdrückung und damit eine Herabsetzung der Stromdichten der negativen Korona bewirken können.At least two electrodes with a positive and a negative voltage potential are, after the further development of claim 3 form a positive and a negative corona in the airflow. The electrodes are advantageous arranged in such a way that the positive Corona is located in front of the negative corona. Through the positive corona connections are removed from the air flow, which otherwise are Corona suppression and thus a reduction in the current density of the negative corona can effect.

Eine Anordnung von mehreren Trägern auf einem teller- oder sternenförmigen Trägerelement, der mit einem rotatorischen Antrieb gekoppelt ist, nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 führt vorteilhafterweise zu einer erfindungsgemäßen Einrichtung, mit der quasi kontinuierlich und damit in diskreten Zeitintervallen Partikel der Luft bestimmt werden können. Dabei befindet sich jeweils mindestens ein Träger in den Stationen Sammlung von Partikeln und Bildaufnahme der Partikel auf dem Träger. Der Träger wird nach der Bildaufnahme entfernt. In Fortführung dieser Anordnung mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 werden die Partikel auf den Trägern nach der Bildaufnahme in einer Station Reinigung des Trägers entfernt. Damit steht dem Nutzer ein geschlossener Kreislauf zur Verfügung. In Verbindung mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 bilden die Bildaufnahmeeinrichtung, die Bildauswerteeinrichtung, die Hochspannungsquelle und der rotatorische Antrieb einen Regelkreis. Regelgrößen sind die Anzahl der Partikel und/oder das Vorhandensein wenigstens eines durch mindestens ein Merkmal bestimmten Partikels für die Zeitdauer der Verbindung zwischen entweder der Abscheideelektrode oder der Flächenelektrode und der Hochspannungsquelle und für den rotatorischen Antrieb. Die Anzahl der Partikel kann so gewählt werden, dass zum Beispiel sich überlagernde Partikel während des Abscheidens auf dem Träger weitestgehend vermieden werden können.An arrangement of several carriers on one plate-shaped or star-shaped Carrier element, the is coupled with a rotary drive, according to the training of claim 4 leads advantageously to a device according to the invention, with the quasi-continuously and thus in discrete time intervals Particles of the air can be determined. It is located in each case at least one carrier in the stations collection of particles and image recording of the particles on the carrier. The carrier is removed after the image is captured. Continuing this arrangement with The development of claim 5, the particles the porters Removed the carrier after taking the picture in a station cleaning. This provides the user with a closed cycle. In Connection with the development of claim 6 form the Image recording device, the image evaluation device, the high voltage source and the rotary drive a control loop. Are controlled variables the number of particles and / or the presence of at least one by at least one characteristic of certain particle for the duration the connection between either the deposition electrode or the surface electrode and the high voltage source and for the rotary drive. The number of particles can be chosen such that, for example overlapping Particles during of deposition on the carrier can be largely avoided.

Damit steht dem Anwender eine kompakte erfindungsgemäße Einrichtung zur Verfügung, über die automatisch luftgetragene Partikel im Luftstrom einer Zuluftleitung bestimmbar sind.The user thus has a compact device according to the invention available through the automatically airborne particles in the air flow of a supply air line are determinable.

Eine Anordnung der drahtförmigen oder rohrförmigen Sprühelektrode im Luftkanal nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 lässt sich leicht über Abstandhalter zwischen der Wandung des Luftkanals und der Sprühelektrode realisieren. Die zum Beispiel säulenförmigen Abstandhalter sind vorteilhafterweise Isolatoren. Damit ist gleichzeitig ein Berührungsschutz gewährleistet, so dass weitere Schutzmaßnahmen gegenüber Berührung nicht notwendig sind.An arrangement of the wire-shaped or tubular spray electrode in the air duct after the further development of claim 7 can slightly over Spacer between the wall of the air duct and the spray electrode realize. The columnar spacers, for example are advantageously insulators. This is also a protection against accidental contact guaranteed so that further protective measures across from contact are not necessary.

Die Abscheideelektrode oder die Flächenelektrode sind vorteilhafterweise mit Erde als Bezugspotential verbunden.The deposition electrode or the surface electrode are advantageously connected to earth as a reference potential.

Ein mit dem Träger gekoppelter Ultraschallwandler nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 dient vorteilhafterweise zum Einen der Reinigung des Trägers von den darauf sich befindenden Partikeln und zum Anderen der Verteilung der Partikel auf dem Träger vor der Bildaufnahme.An ultrasound transducer coupled to the carrier after the further development of claim 8 advantageously serves on the one hand cleaning the carrier on the particles on it and on the other hand the distribution the particle on the carrier before taking the picture.

Die Quelle für elektromagnetische Strahlen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 dient einer verbesserten Bildaufnahme der auf dem Träger befindlichen Partikel. Zum Einen wird die Fläche des Trägers während der Bildaufnahme beleuchtet oder zum Anderen können Partikel auf dem Träger zur Abgabe von elektromagnetischen Strahlen angeregt werden. Im letzteren Fall kann durch den Zusatz von wenigstens einer Markerflüssigkeit die Fluoreszenz oder Phosphoreszenz auch nach Abschalten der Quelle bewirken, so dass Partikel mit derartigen Eigenschaften über die Bildaufnahme bestimmbar sind.The source of electromagnetic radiation after the development of claim 9 serves an improved Image of those on the carrier Particle. First, the area of the carrier while Illuminated for image acquisition or, on the other hand, particles can be on the support Emission of electromagnetic radiation. In the latter This can be done by adding at least one marker liquid the fluorescence or phosphorescence even after switching off the source cause particles with such properties over the Image acquisition can be determined.

Eine günstige Bildaufnahmeeinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 ein elektronisches Bildaufnahmesystem mit digitalem Speicher und Schnittstelle für eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung. Dadurch werden digitale Bilddaten zur Verfügung gestellt, die nach den unterschiedlichsten Kriterien weiter verarbeitet werden können.A cheap image acquisition device is an electronic after the further development of claim 10 Image acquisition system with digital memory and interface for an electronic one Data processing device. This makes digital image data to disposal provided that is processed according to a wide variety of criteria can be.

Befindet sich zwischen dem Partikel und dem Objektiv der Bildaufnahmeeinrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 eine Immersionsflüssigkeit, so wird die Auflösungsgrenze verbessert. Das ist insbesondere durch die kleinen Gegenstandsweiten der Partikel von besonderer Bedeutung, so dass auch kleinere Partikel über die Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen werden können.Located between the particle and the lens of the image recording device after the training of claim 11 an immersion liquid, so the resolution limit improved. This is particularly due to the small object sizes of particles of particular importance, so that even smaller particles over the Image recording device can be recorded.

Eine vorteilhafte Bildauswerteeinrichtung besteht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 aus einer Einrichtung zur Bildsegmentierung, einer Einrichtung zur Vereinzelung sich überlagernder Partikel, einer Partikel zählenden Einrichtung, einer Einrichtung zur Merkmalsbestimmung und einer Partikel klassifizierende Einrichtung.An advantageous image evaluation device consists of a further development of claim 12 Device for image segmentation, a device for separation overlapping particles, of a particle counting Facility, a facility for determining features and a Particle classifying facility.

Günstige Parameter für eine Klassifikation sind in der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 aufgeführt.Cheap Parameters for are a classification in the further development of the claim 13 listed.

Günstige Einrichtungen zur Identifizierung der Partikel sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 entweder eine nach dem Schwellwertverfahren arbeitende und die Grauwertverteilung in einem Histogramm gewandelter Partikel auswertende oder eine nach der Wasserscheidentransformation arbeitende Einrichtung zur Bildsegmentierung in der Bildauswerteeinrichtung.Favorable facilities for the identification of the particles are after the training of the godfather Claim 14 either a device that works according to the threshold value method and evaluates the gray value distribution in a histogram of converted particles, or a device for image segmentation in the image evaluation device that works according to the watershed transformation.

Das Schwellwertverfahren zur Bildanalyse ist mit einem geringen Aufwand und in Echtzeit realisierbar. Bei der Betrachtung der einzelnen Objekte sind dabei sowohl entweder Erwartungswert oder Mittelwert als auch Varianz, aber auch die Beschreibung einer Wahrscheinlichkeitsverteilung mit Binominal- oder Normalverteilung einsetzbar. Über ein Histogramm erfolgt eine Trennung der einzelnen Objekte, so daß deren Kontur und Struktur erfasst und ausgewertet werden können.The threshold method for image analysis is realizable with little effort and in real time. In the Consideration of the individual objects are both either expected value or mean as well as variance, but also the description of a Probability distribution with binomial or normal distribution used. about a histogram separates the individual objects so that their Contour and structure can be recorded and evaluated.

Bei der Wasserscheidentransformation werden Objektkonturen bestimmt, wobei sowohl Linien als auch Kanten extrahiert werden. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass geschlossene Konturen erzeugt werden. Das folgt aus der Definition, da jedes Auffangbecken von allen benachbarten durch eine lückenlose Wasserscheide getrennt sein muss.In the watershed transformation object contours are determined, with both lines and edges be extracted. A major advantage is that closed contours are generated. This follows from the definition since each catchment basin is separated from all neighboring ones by a Watershed must be separated.

Wenigstens eine Prallplatte im Luftstrom vor dem Träger nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 15 führt zu einer Verwirbelung des Luftstromes in Strömungsrichtung hinter der Prallplatte. Eine günstige Platzierung kann vorteilhafterweise dazu führen, dass über dem Träger eine geringere Strömungsgeschwindigkeit der Luft vorhanden ist, so dass darauf vorhandene Partikel nicht weggerissen werden.At least one baffle in the airflow in front of the carrier after the further development of claim 15 leads to a turbulence of Air flow in the direction of flow behind the baffle. A cheap one Placement can advantageously result in a lower flow rate over the carrier the air is present, so that there are no particles on it be torn away.

Der er Luftkanal kann nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 16 wenigstens vor dem Träger entweder geradlinig ausgebildet sein oder wenigstens eine Krümmung besitzen. Im letzteren Fall können Wirbel entstehen oder Wirbel abgebaut werden.He can air duct after training of claim 16 at least in front of the carrier either straight be or at least a curve have. In the latter case, you can Eddies arise or eddies are broken down.

Die Bildauswerteeinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 17 vorteilhafterweise ein Bestandteil der Datenverarbeitungseinrichtung, die mit einem Speicher und wenig stens einer Schnittstelle zusammengeschaltet ist. Vorteilhafterweise sendet die Datenverarbeitungseinrichtung bei Vorhandensein wenigstens eines vorbestimmten Partikels bestimmte Daten an wenigstens ein Alarmgerät, so dass dieses Vorhandensein wahrnehmbar ist.The image evaluation device is after the development of claim 17 advantageously Part of the data processing device with a memory and at least one interface is interconnected. advantageously, at least the data processing device sends if present of a predetermined particle certain data on at least one Alarm device, so that this presence is perceptible.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen jeweils als prinzipielle Darstellung:They each show as principal Presentation:

1 eine Anordnung eines Trägers als flächige Abscheideelektrode und einer Elektrode zur Sammlung luftgetragener Partikel, 1 an arrangement of a carrier as a flat separating electrode and an electrode for collecting airborne particles,

2 eine Anordnung eines Trägers auf einer Flächenelektrode und einer Elektrode zur Sammlung luftgetragener Partikel, 2 an arrangement of a carrier on a surface electrode and an electrode for collecting airborne particles,

3 eine Einrichtung zur Sammlung und Bestimmung luftgetragener Partikel, 3 a facility for the collection and determination of airborne particles,

4 eine Anordnung eines Trägers und einer Elektrode zur Sammlung luftgetragener Partikel mit einem Luftkanal und einer Einrichtung zum Ansaugen von Luft und 4 an arrangement of a carrier and an electrode for collecting airborne particles with an air channel and a device for sucking in air and

5 eine Einrichtung zur Sammlung und Bestimmung luftgetragener Partikel mit mehreren Trägern. 5 a facility for the collection and determination of airborne particles with multiple carriers.

1. Ausführungsbeispiel1st embodiment

Eine Einrichtung zur Sammlung und Bestimmung luftgetragener Partikel besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einer Einrichtung 10 zum Ansaugen von Luft, einer Elektrode 1, einem Träger 2 für luftgetragene Partikel, einer Bildaufnahmeeinrichtung 6 für Partikel auf dem Träger 2 und einer Bildauswerteeinrichtung 8.A device for collecting and determining airborne particles essentially consists of a device in a first exemplary embodiment 10 for sucking in air, an electrode 1, a carrier 2 for airborne particles, an image recording device 6 for particles on the carrier 2 and an image evaluation device 8th ,

Der Träger 2 selbst ist entweder eine flächige Abscheideelektrode oder befindet sich auf einer Flächenelektrode 5. Mit einem Abstand zum Träger 2 ist die drahtförmige und mit Spitzen 3 versehene Elektrode 1 als Sprühelektrode angeordnet. Die flächige Abscheideelektrode oder die Flächenelektrode sind mit Erde als Bezugspotential und die Elektrode 1 mit dem negativen Pol einer Hochspannungsquelle 4 zusammengeschaltet. Die 1 und 2 zeigen derartige Anordnungen als prinzipielle Darstellungen. Zwischen dem Träger 2 und der Elektrode 1 bildet sich damit ein elektrisches Feld aus.The carrier 2 itself is either a flat deposition electrode or is located on a surface electrode 5 , At a distance from the wearer 2 is the wire-shaped and with tips 3 provided electrode 1 arranged as a spray electrode. The flat deposition electrode or the surface electrode are grounded as the reference potential and the electrode 1 with the negative pole of a high voltage source 4 connected together. The 1 and 2 show such arrangements as basic representations. Between the carrier 2 and the electrode 1 an electric field is formed.

Die Bildaufnahmeeinrichtung 6 ist gegenüber dem Träger 1 mit Partikeln so angeordnet, dass Partikel bildlich erfasst werden können. Derartige Bildaufnahmeeinrichtungen 6 sind insbesondere bekannte digitale Kameras. Die Auflösungsgrenze kann durch große Apertur und Immersion verbessert werden. Die Bildaufnahmeeinrichtung 6 ist mit der aufgenommene Partikel auf dem Träger 2 identifzierenden, zählenden, entsprechend wenigstens eines Merkmals sowohl bestimmenden als auch klassifizierenden Bildauswerteeinrichtung 8 verbunden. Die Bildauswerteeinrichtung 8 besteht aus einer aufgenommene Partikel des Trägers 2 extrahierenden und einzelne Partikel identifizierenden Einrichtung zur Bildsegmentierung als erster Bestandteil. Das ist entweder eine nach dem Schwellwertverfahren arbeitende und die Grauwertverteilung in einem Histogramm gewandelter Partikel auswertende oder eine nach der Wasserscheidentransformation arbeitende Einrichtung zur Bildsegmentierung.The image capture device 6 is towards the wearer 1 with particles arranged so that particles can be captured. Such image recording devices 6 are particularly well-known digital cameras. The resolution limit can be improved by large aperture and immersion. The image capture device 6 is with the captured particle on the carrier 2 identifying, counting, according to at least one feature, both determining and classifying image evaluation device 8th connected. The image evaluation device 8th consists of an absorbed particle of the carrier 2 Extracting and individual particle-identifying device for image segmentation as the first component. This is either a device that works according to the threshold value method and evaluates the gray value distribution in a histogram of particles, or a device for image segmentation that works according to the watershed transformation.

Bei dem Schwellwertverfahren werden die aufgenommenen Partikel entsprechend ihrer Grauwertverteilung in ein Histogramm gewandelt. Dadurch ist es möglich, innerhalb der Bildsegmentierung die einzelnen Partikel zu bestimmen.With the threshold value method the particles taken up according to their gray value distribution converted into a histogram. This makes it possible to segment within the image to determine the individual particles.

Bei der Wasserscheidentransformation wird der numerische (Grau-)Wert eines Bildpunktes als Erhebung interpretiert. Das führt zu einem Grauwertgebirge. Die auf das Relief fallenden „Tropfen" streben entlang des stärksten Abfalls den regionalen Minima zu und bilden an diesen Stellen kleine Staubecken. Die Wasserscheide als Trennlinie zweier Staubecken ergibt sich durch die Definition aller der Punkte, von denen ein „Tropfen" diesem Minima zustrebt. Die Trennlinie zweier Staubecken besitzt die Eigenschaft, dass ein auf einen Punkt der Trennlinie fallender „Tropfen" in jedes der beiden benachbarten Staubecken gleichermaßen abfließen kann. Damit sind sowohl Linien als auch Kanten (über den Gradientenbetrag ist gleich der mathematisch stärkste Abfall) detektierbar. Durch sukzessives Fluten verschmelzen die kleineren und niedriger liegenden Becken miteinander, so daß alle Linien und Konturen erfasst werden.In the watershed transformation, the numerical (gray) value of a pixel is interpreted as an elevation. This leads to a gray scale mountain range. The "drops" falling on the relief strive towards the regional minima along the strongest drop and form small dusts at these points CKEN. The watershed as a dividing line between two reservoirs results from the definition of all the points from which a "drop" strives for this minimum. The dividing line between two reservoirs has the property that a "drop" falling on one point of the dividing line into each of the two neighboring reservoirs can flow away equally. Both lines and edges can thus be detected (the mathematically strongest drop is equal to the gradient amount). The smaller and lower pools merge with each other by successive flooding so that all lines and contours are captured.

Ein zweiter Bestandteil der Bildauswerteeinrichtung ist eine aufgenommene und sich überlagernde Partikel sowohl isolierende als auch vereinzelnde Einrichtung, wobei diese Partikel mit modellbasierten Methoden vereinzelt werden.A second component of the image evaluation device is an absorbed and overlapping Particle both isolating and separating device, where these particles are separated using model-based methods.

Ein dritter Bestandteil stellt eine Partikel zählende Einrichtung.A third component is one Particle counting Facility.

Diese ermittelten Partikel werden durch die Merkmale wie Form, Textur, Farbe, Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Größe, Struktur und eventuell anderer interessierender Merkmale in der Einrichtung zur Merkmalsbestimmung als vierten Bestandteil beschrieben.These particles are determined through the characteristics such as shape, texture, color, fluorescence, phosphorescence, Size, structure and possibly other features of interest in the facility for Characteristic determination described as fourth component.

Ein fünfter Bestandteil ist eine Partikel klassifizierende Einrichtung, wobei mindestens einer der folgenden Parameter

  • – Anzahl der Partikel unabhängig von ihrer Zusammensetzung und Herkunft,
  • – Größe von Partikeln,
  • – Textur von Partikeln,
  • – Form von Partikeln,
  • – Anzahl alveolengängiger Partikel,
  • – Anzahl von Partikeln Biogenen Ursprungs,
  • – Größe von Partikeln Biogenen Ursprungs,
  • – Form von Partikeln Biogenen Ursprungs,
  • – Anzahl toter Partikel Biogenen Ursprungs,
  • – Anzahl lebensfähiger und eventuell vermehrungsfähiger Partikel Biogenen Ursprungs,
  • – Arten oder Gattungen aufgrund charakteristischer Sporen- oder Pollenformen,
  • - Verhältnis von luftgetragenen abiotischen zu biotischen Partikeln und
  • – Verhältnis von toten zu lebensfähigen luftgetragenen Partikeln als Mikroorganismen der Klassifikation dient.
A fifth component is a particle classifying device, wherein at least one of the following parameters
  • - number of particles regardless of their composition and origin,
  • - size of particles,
  • - texture of particles,
  • - shape of particles,
  • Number of respirable particles,
  • - number of particles of biogenic origin,
  • - size of particles of biogenic origin,
  • - shape of particles of biogenic origin,
  • - number of dead particles of biogenic origin,
  • - number of viable and possibly reproductive particles of biogenic origin,
  • - species or genera based on characteristic spore or pollen shapes,
  • - ratio of airborne abiotic to biotic particles and
  • - The ratio of dead to viable airborne particles serves as classification microorganisms.

Die Bildauswerteeinrichtung 8 ist vorteilhafterweise ein Bestandteil einer Datenverarbeitungseinrichtung 7 zum Beispiel in Form eines Mikrorechners oder eines Computers, der wenigstens über einen Speicher und mindestens eine Schnittstelle 9 verfügt. Die 3 zeigt eine Einrichtung zur Sammlung und Bestimmung luftgetragener Partikel in einer prinzipiellen Darstellung. Die Steuerung der Hochspannungsquelle 4, der Bildaufnahmeeinrichtung 6 und eines Bewegungsmechanismus 12 für den Träger 2 erfolgt vorteilhafterweise über die Datenverarbeitungseinrichtung 7. Dazu sind diese Bestandteile mit der Datenverarbeitungseinrichtung 7 zusammengeschaltet.The image evaluation device 8th is advantageously a component of a data processing device 7 for example in the form of a microcomputer or a computer that has at least one memory and at least one interface 9 features. The 3 shows a device for collecting and determining airborne particles in a basic representation. The control of the high voltage source 4 , the image recording device 6 and a movement mechanism 12 for the wearer 2 is advantageously carried out via the data processing device 7 , For this purpose, these components are with the data processing device 7 connected together.

In einer Ausführungsform können über die Datenverarbeitungseinrichtung 7 bei Vorhandensein wenigstens eines vorbestimmten Partikels bestimmte Daten an wenigstens ein Alarmgerät gesendet werden.In one embodiment, the data processing device 7 in the presence of at least one predetermined particle, certain data are sent to at least one alarm device.

2. Ausführungsbeispiel2nd embodiment

Eine Einrichtung zur Sammlung und Bestimmung luftgetragener Partikel besteht in einem zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einer Einrichtung 10 zum Ansaugen von Luft, einem Lufkanal 11, einer Elektrode 1, einem Trägerelement mit mehreren Trägern 2 für luftgetragene Partikel, einer Bildaufnahmeeinrichtung 6 für Partikel auf dem Träger 2 und einer Bildauswerteeinrichtung 8 (Darstellungen in den 4 und 5, wobei das Trägerelement nicht mit dargestellt ist).In a second exemplary embodiment, a device for collecting and determining airborne particles essentially consists of one device 10 for sucking in air, an air duct 11 , an electrode 1, a carrier element with a plurality of carriers 2 for airborne particles, an image recording device 6 for particles on the carrier 2 and an image evaluation device 8th (Representations in the 4 and 5 , wherein the carrier element is not shown).

Das Trägerelement ist teller- oder sternenförmig ausgebildet, drehbar gelagert und mit einem rotatorischen Antrieb gekoppelt. Dabei befindet sich ein erster Träger 2 entweder in dem Luftkanal 11 mit der Elektrode 1 oder ist ein Teil als Wandungsbereich des Luftkanals 11 mit der Elektrode 1. Diese ist als drahtförmige und mit Spitzen 3 versehene Elektrode 1 als Sprühelektrode ausgebildet. Über säulenartige Abstandhalter aus einem elektrischen Isolator ist die Elektrode 1 im Luftkanal 11 befestigt. Die flächige Abscheideelektrode oder die Flächenelektrode sind mit Erde als Bezugspotential und die Elektrode mit dem negativen Pol einer Hochspannungsquelle 4 zusammengeschaltet. Zwischen dem Träger 2 und der Elektrode 1 bildet sich damit ein elektrisches Feld aus.The carrier element is plate-shaped or star-shaped, rotatably mounted and coupled to a rotary drive. There is a first carrier 2 either in the air duct 11 with the electrode 1 or is part of the wall area of the air duct 11 with the electrode 1 , This is as wire-shaped and with tips 3 provided electrode 1 designed as a spray electrode. The electrode is via columnar spacers made of an electrical insulator 1 in the air duct 11 attached. The flat deposition electrode or the surface electrode are grounded as a reference potential and the electrode with the negative pole of a high voltage source 4 connected together. Between the carrier 2 and the electrode 1 an electric field is formed.

Ein zweiter Träger 2 und die Bildaufnahmeeinrichtung 6 sind so angeordnet, dass mindestens ein Bild von Partikeln auf dem Träger 2 über die Bildaufnahmeeinrichtung 6 aufnehmbar ist. Der Träger 2 selbst ist entweder eine flächige Abscheideelektrode oder befindet sich auf einer Flächenelektrode.A second carrier 2 and the image pickup device 6 are arranged so that at least one image of particles on the carrier 2 via the image recording device 6 is recordable. The carrier 2 itself is either a flat deposition electrode or is located on a surface electrode.

Die Bildaufnahmeeinrichtung 6, die Bildauswerteeinrichtung 8, die Hochspannungsquelle 4 und der rotatorische Antrieb sind vorzugsweise Bestandteile eines Regelkreises, wobei die Anzahl von Partikeln und/oder wenigstens ein durch mindestens ein Merkmal bestimmtes Partikel eine erste Regelgröße für die Zeitdauer der Verbindung zwischen entweder der Abscheideelektrode oder der Flächenelektrode und der Hochspannungsquelle 4 und eine zweite Regelgröße für den rotatorischen Antrieb sind.The image capture device 6 , the image evaluation device 8th , the high voltage source 4 and the rotary drive are preferably components of a control circuit, the number of particles and / or at least one particle determined by at least one characteristic being a first control variable for the duration of the connection between either the separating electrode or the surface electrode and the high-voltage source 4 and are a second controlled variable for the rotary drive.

Die Bildaufnahmeeinrichtung 6 ist gegenüber dem Träger 2 mit Partikeln so angeordnet, dass Partikel bildlich erfasst werden können. Derartige Bildaufnahmeeinrichtungen 6 sind insbesondere bekannte digitale Kameras. Die Auflösungsgrenze kann durch große Apertur und Immersion verbessert werden. Die Bildaufnahmeeinrichtung 6 ist mit der aufgenommene Partikel auf dem Träger 2 identifizierenden, zählenden, entsprechend wenigstens eines Merkmals sowohl bestimmenden als auch klassifizierenden Bildauswerteeinrichtung 8 verbunden. Die Realisierung der Bildauswerteeinrichtung 8 entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels.The image capture device 6 is towards the wearer 2 with particles arranged so that particles can be captured. Such image recording devices 6 are particularly well-known digital cameras. The resolution limit can be improved by large aperture and immersion. The image capture device 6 is up with the taken particles on the carrier 2 identifying, counting, according to at least one feature, both determining and classifying image evaluation device 8th connected. The realization of the image evaluation device 8th corresponds to that of the first embodiment.

In einer Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels befindet sich nach der Bildaufnahmeeinrichtung 6 eine Reinigungseinrichtung für einen Träger 2.In one embodiment of this embodiment is located after the image recording device 6 a cleaning device for a carrier 2 ,

Zur Reinigung des Trägers 2 wird dieser mit einem Ultraschallwandler gekoppelt. In einer Ausführungsform kann der Träger 2 auch mit einem Ultraschallwandler ausgestattet sein. Der Ultraschallwandler ist vorzugsweise ein plattenförmiger Schwinger in Form eines piezoelektrischen Ultraschallwandlers.For cleaning the carrier 2 it is coupled with an ultrasonic transducer. In one embodiment, the carrier 2 also be equipped with an ultrasonic transducer. The ultrasonic transducer is preferably a plate-shaped oscillator in the form of a piezoelectric ultrasonic transducer.

In einer weiteren Ausführungsform der Ausführungsbeispiele sind wenigstens eine Quelle für elektromagnetische Strahlen und die Bildaufnahmeeinrichtung 6 so angeordnet, dass elektromagnetische Strahlen mindestens einer Wellenlänge auf den Träger 2 gelangen und mindestens ein Bild von Partikeln auf dem Träger 2 über die Bildaufnahmeeinrichtung 6 aufgenommen wird.In a further embodiment of the exemplary embodiments there are at least one source for electromagnetic rays and the image recording device 6 so arranged that electromagnetic radiation of at least one wavelength onto the carrier 2 arrive and at least one image of particles on the carrier 2 via the image recording device 6 is recorded.

In einer weiteren Ausführungsform können mit einem Abstand zum Träger 2 mindestens zwei Elektroden angeordnet sein. Die Abscheideelektrode oder die Flächenelektrode und die Elektroden sind so mit Hochspannungsquellen zusammengeschaltet, dass eine der Elektroden mit dem positiven Spannungspotential, die andere Elektrode mit dem negativem Spannungspotential und die Abscheideelektrode oder die Flächenelektrode mit Erde als dem Bezugspotential verbunden sind.In a further embodiment, the distance to the carrier 2 at least two electrodes can be arranged. The deposition electrode or the surface electrode and the electrodes are connected together with high voltage sources such that one of the electrodes with the positive voltage potential, the other electrode with the negative voltage potential and the deposition electrode or the surface electrode with earth as the reference potential.

Claims (17)

Einrichtung zur Sammlung und Bestimmung luftgetragener Partikel mit jeweils mindestens einem Träger für luftgetragene Partikel, einer Bildaufnahmeeinrichtung für Partikel auf dem Träger und einer Einrichtung zum Ansaugen von Luft, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) entweder eine flächige Abscheideelektrode ist oder sich auf einer Flächenelektrode befindet, dass mit einem Abstand zum Träger (2) wenigstens eine Elektrode (1) angeordnet ist, dass die flächige Abscheideelektrode oder die Flächenelektrode und die Elektrode (1) mit einer Hochspannungsquelle (4) zusammengeschaltet oder zusammenschaltbar sind und dass die Bildaufnahmeeinrichtung (6) mit einer aufgenommene Partikel auf dem Träger (2) identifizierenden, zählenden, entsprechend wenigstens eines Merkmals sowohl bestimmenden als auch klassifizierenden Bildauswerteeinrichtung (8) verbunden ist.Device for collecting and determining airborne particles, each with at least one carrier for airborne particles, an image recording device for particles on the carrier and a device for drawing in air, characterized in that the carrier ( 2 ) is either a flat deposition electrode or is located on a surface electrode that is at a distance from the carrier ( 2 ) at least one electrode ( 1 ) that the flat deposition electrode or the flat electrode and the electrode ( 1 ) with a high voltage source ( 4 ) are interconnected or interconnectable and that the image recording device ( 6 ) with a captured particle on the carrier ( 2 ) identifying, counting, according to at least one characteristic, both determining and classifying image evaluation device ( 8th ) connected is. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (1) wenigstens eine drahtförmige oder rohrförmige Sprühelektrode entweder mit oder ohne Spitzen (3) ist.Device according to claim 1, characterized in that the electrode ( 1 ) at least one wire or tubular spray electrode either with or without tips ( 3 ) is. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Abstand zum Träger (2) mindestens zwei Elektroden angeordnet sind, dass entweder die Abscheideelektrode oder die Flächenelektrode und die Elektroden so mit Hochspannungsquellen zusammengeschaltet oder zusammenschaltbar sind, dass eine der Elektroden mit dem positiven Spannungspotential, die andere Elektrode mit dem negativem Spannungspotential und die Abscheideelektrode oder die Flächenelektrode mit dem Bezugspotential verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that at a distance from the carrier ( 2 ) at least two electrodes are arranged such that either the deposition electrode or the surface electrode and the electrodes are connected or can be connected to high-voltage sources such that one of the electrodes with the positive voltage potential, the other electrode with the negative voltage potential and the separation electrode or the surface electrode with the reference potential are connected. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mehrere Träger (2) auf einem teller- oder sternenförmigen und drehbaren Trägerelement befinden und dass das Trägerelement mit einem rotatorischen Antrieb so gekoppelt ist, dass sich ein Träger (2) entweder in einem Luftkanal (11) mit der Elektrode 1 befindet oder ein Teil eines Luftkanals (11) mit der Elektrode (1) ist und dass ein Träger (2) und die Bildaufnahmeeinrichtung (6) so angeordnet sind, dass mindestens ein Bild von Partikeln auf dem Träger (2) über die Bildaufnahmeeinrichtung (6) aufnehmbar ist.Device according to claim 1, characterized in that several carriers ( 2 ) are on a plate-shaped or star-shaped and rotatable support element and that the support element is coupled to a rotary drive in such a way that a support ( 2 ) either in an air duct ( 11 ) with the electrode 1 or part of an air duct ( 11 ) with the electrode ( 1 ) and that a carrier ( 2 ) and the image recording device ( 6 ) are arranged so that at least one image of particles on the carrier ( 2 ) via the image recording device ( 6 ) is recordable. Einrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich mehrere Träger (2) auf einem teller- oder sternenförmigen und drehbaren Trägerelement befinden und dass das Trägerelement mit einem rotatorischen Antrieb so gekoppelt ist, dass sich ein Träger (2) entweder in einem Luftkanal (11) mit der Elektrode (1) befindet oder ein Teil eines Luftkanals (11) mit der Elektrode (1) ist, dass ein Träger (2) und die Bildaufnahmeeinrichtung (6) so angeordnet sind, dass mindestens ein Bild von Partikeln auf dem Träger (2) über die Bildaufnahmeeinrichtung (6) aufnehmbar ist, und dass ein Träger (2) mit einer Reinigungsvorrichtung koppelbar ist.Device according to claim 4, characterized in that several carriers ( 2 ) are on a plate-shaped or star-shaped and rotatable support element and that the support element is coupled to a rotary drive in such a way that a support ( 2 ) either in an air duct ( 11 ) with the electrode ( 1 ) or part of an air duct ( 11 ) with the electrode ( 1 ) is that a carrier ( 2 ) and the image recording device ( 6 ) are arranged so that at least one image of particles on the carrier ( 2 ) via the image recording device ( 6 ) is recordable, and that a carrier ( 2 ) can be coupled with a cleaning device. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (6), die Bildauswerteeinrichtung (8), die Hochspannungsquelle (4) und der rotatorische Antrieb Bestandteile eines Regelkreises sind, wobei die Anzahl von Partikeln und/oder wenigstens ein durch mindestens ein Merkmal bestimmtes Partikel eine erste Regelgröße für die Zeitdauer der Verbindung zwischen entweder der Abscheideelektrode oder der Flächenelektrode und der Hochspannungsquelle (4) und eine zweite Regelgröße für den rotatorischen Antrieb sind.Device according to the claims 1 . 4 and 5 , characterized in that the image recording device ( 6 ), the image evaluation device ( 8th ), the high voltage source ( 4 ) and the rotary drive are components of a control circuit, the number of particles and / or at least one particle determined by at least one characteristic being a first control variable for the duration of the connection between either the separating electrode or the surface electrode and the high-voltage source ( 4 ) and a second control variable for the rotary drive. Einrichtung nach den Patentansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtförmige oder rohrförmige Sprühelektrode entweder mit oder ohne Spitzen (3) mit einem Abstand zum Träger (2) im Luftkanal (11) angeordnet ist.Device according to the claims 2 and 6 , characterized in that the wire-shaped or tubular spray electrode either with or without tips ( 3 ) at a distance from the carrier ( 2 ) in the air duct ( 11 ) is arranged. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) mit einem Ultraschallwandler gekoppelt ist.Device according to claim 1, characterized in that the carrier ( 2 ) is coupled to an ultrasonic transducer. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (2), wenigstens eine Quelle für elektromagnetische Strahlen und die Bildaufnahmeeinrichtung (6) so angeordnet sind, dass elektromagnetische Strahlen mindestens einer Wellenlänge auf den Träger (2) gelangen und mindestens ein Bild von Partikeln auf dem Träger (2) über die Bildaufnahmeeinrichtung (6) aufgenommen wird.Device according to claim 1, characterized in that a carrier ( 2 ), at least one source for electromagnetic radiation and the image recording device ( 6 ) are arranged so that electromagnetic radiation of at least one wavelength onto the carrier ( 2 ) and at least one image of particles on the carrier ( 2 ) via the image recording device ( 6 ) is recorded. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (6) ein elektronisches Bildaufnahmesystem mit digitalem Speicher und Schnittstelle für eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (7) ist.Device according to claim 1, characterized in that the image recording device ( 6 ) an electronic image recording system with digital memory and interface for an electronic data processing device ( 7 ) is. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) mit den Partikeln zur Bildaufnahme mit einer Immersionsflüssigkeit versehen ist und dass bei der Bildaufnahme die Bildaufnahmeeinrichtung (6) und die Immersionsflüssigkeit miteinander kontaktiert sind.Device according to the claims 1 and 10 , characterized in that the carrier ( 2 ) is provided with the particles for image recording with an immersion liquid and that the image recording device () 6 ) and the immersion liquid are in contact with each other. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinrichtung (8) aus einer aufgenommene Partikel auf dem Träger (2) extrahierenden und einzelne Partikel identifizierenden Einrichtung zur Bildsegmentierung, einer aufgenommene und sich überlagernde Partikel sowohl isolierenden als auch vereinzelnden Einrichtung, einer Partikel zählenden Einrichtung, einer mindestens eines der Merkmale hinsichtlich der Form, Textur, Farbe, Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Größe und Struktur von Partikeln bestimmenden Einrichtung zur Merkmalsbestimmung und einer Partikel klassifizierenden Einrichtung besteht und dass diese Einrichtungen in der Bildauswerteeinrichtung (8) miteinander verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that the image evaluation device ( 8th ) from a captured particle on the carrier ( 2 ) extracting and individual particle-identifying device for image segmentation, a recorded and superimposed particle, both isolating and separating device, a particle counting device, at least one of the features with regard to the shape, texture, color, fluorescence, phosphorescence, size and structure of particles determining device for determining features and a particle classifying device and that these devices in the image evaluation device ( 8th ) are connected. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine mindestens einen der folgenden Parameter als – Anzahl der Partikel unabhängig von ihrer Zusammensetzung und Herkunft, – Größe von Partikeln, – Textur von Partikeln, – Form von Partikeln, – Anzahl alveolengängiger Partikel, – Anzahl von Partikeln biogenen Ursprungs, – Größe von Partikeln biogenen Ursprungs, – Form von Partikeln biogenen Ursprungs, – Anzahl toter Partikel biogenen Ursprungs, – Anzahl lebensfähiger und eventuell vermehrungsfähiger Partikel biogenen Ursprungs, – Arten oder Gattungen aufgrund charakteristischer Sporen- oder Pollenformen, – Verhältnis von luftgetragenen abiotischen zu biotischen Partikeln und – Verhältnis von toten zu lebensfähigen luftgetragenen Partikeln als Mikroorganismen klassifizierende Einrichtung ist.Device according to claim 1, characterized in that the at least one of the following parameters as - Number of the particles independently of their composition and origin, - size of particles, - texture of particles, - Shape of particles, - Number respirable Particle, - Number of particles of biogenic origin, - size of particles of biogenic origin, - form of Particles of biogenic origin, - Number of dead biogenic particles origin, - Number viable and possibly more reproductive Particles of biogenic origin, - Species or genera based on characteristic spore or pollen shapes, - Ratio of airborne abiotic to biotic particles and - Ratio of dead to viable Airborne particles classifying as microorganisms is. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Partikel identifizierender Bestandteil der Bildauswerteeinrichtung (8) entweder eine nach dem Schwellwertverfahren arbeitende und die Grauwertverteilung in einem Histogramm gewandelter Partikel auswertende oder eine nach der Wasserscheidentransformation arbeitende Einrichtung zur Bildsegmentierung ist.Device according to claim 1, characterized in that a particle-identifying component of the image evaluation device ( 8th ) is either a device for image segmentation which works according to the threshold value method and evaluates the gray value distribution in a histogram of converted particles, or a device for image segmentation which works according to the watershed transformation. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Träger (2) wenigstens eine Prallplatte im Luftstrom angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that in front of the carrier ( 2 ) at least one baffle plate is arranged in the air flow. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (11) wenigstens vor dem Träger (1) entweder geradlinig ausgebildet ist oder wenigstens eine Krümmung besitzt.Device according to the claims 1 and 6 , characterized in that the air duct ( 11 ) at least in front of the wearer ( 1 ) is either straight or at least has a curvature. Einrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinrichtung (8) ein Bestandteil der Datenverarbeitungseinrichtung (7) ist, dass die Datenverarbeitungseinrichtung (7) mit einem Speicher und einer Schnittstelle (9) zusammengeschaltet ist und dass das eine bei Vorhandensein wenigstens eines vorbestimmten Partikels bestimmte Daten an wenigstens ein Alarmgerät sendende Datenverarbeitungseinrichtung (7) ist.Device according to the claims 1 and 10 , characterized in that the image evaluation device ( 8th ) part of the data processing facility ( 7 ) is that the data processing device ( 7 ) with a memory and an interface ( 9 ) is interconnected and that the data processing device which sends certain data in the presence of at least one predetermined particle to at least one alarm device ( 7 ) is.
DE2003109518 2003-02-26 2003-02-26 Assembly for trapping and classifying airborne particulate impurities, comprises a camera linked via a microcomputer to screen the presentation of germs, spores, bacteria and parasites Withdrawn DE10309518A1 (en)

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