使用压力波以检测多孔构件中的堵塞

摘要

一种检测多孔构件中的至少堵塞状态的方法，该多孔构件分隔设备的测量腔室，该设备包括定位在测量腔室内的气体传感器，该气体传感器对待采样的周围环境中的分析物进行响应，该方法包括：从压力波源发射压力波，该压力波在测量腔室内传播；通过第一传感器对压力波的响应而测量第一响应，第一传感器位于测量腔室内第一位置处，通过在第二位置处的第二传感器测量第二响应，该第二位置不同于第一位置，并且第二传感器与压力波源流体连接；基于第一响应和第二响应的函数关系，以确定多孔构件的堵塞状态。

说明书

本申请要求在2019年5月14日提交的美国临时专利申请第62/847,705号以及在2020年5月14日提交的美国专利申请第16/874,018号的权利，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

提供以下信息是为了帮助读者理解下面公开的技术以及这些技术通常可以使用的环境。除非在本文件中另有明确说明，否则所使用的术语并不旨在限于任何特定的狭义解释。本文阐述的参考文献可以促进对技术或其背景的理解。引用的所有参考文献的公开内容通过引用并入本文。

许多气体传感器包括气体多孔构件/屏障或扩散屏障，其将传感器的分析部件与传感器旨在监测的环境分开或分隔。这种多孔构件通常用于减少或消除可能阻碍传感器分析部件操作的污染物的进入和/或隔离分析部件(如环境中的点火源，传感器对其暴露)。当使用这种多孔构件时，要被传感器检测/监测的分析物气体(多个)必须穿过多孔构件以到达传感器的分析部件。分析物传输通过多孔构件的能力和有效性直接影响传感器响应被监测的外部周围环境中分析物的相对浓度变化的速度、精度和准确度。因此，多孔构件被设计和/或选择成使得分析物传输通过多孔构件，与传感器的分析部件一致，使得传感器能够以传感应用程序定义的标称或最小速率、精度和准确度，以响应被监测环境中的分析物的水平和/或相对水平的变化。一旦部署了传感器，接触或渗透多孔构件的外来污染物(在正常操作环境中产生或由非通常事件或维护活动引起)可以直接(或作为与多孔构件反应的结果)抑制在环境和传感器的分析组件之间的分析物传输。这种对分析物通过多孔构件传输的抑制，导致了目标传感器响应速率与分析物的偏差和/或分析物浓度的绝对或相对变化的评估精度/准确度的偏差，术语称之为“堵塞(blockage)”或“堵塞(blocking)”。此外，导致堵塞的污染物或状况通常被称为“堵塞(blockage)”。堵塞的一个常见例子发生在工业环境中，在这种环境中，传感器对分析物的响应可能会被重喷涂、水、灰尘/泥、昆虫或动物沉积物、或其他外来阻碍扩散物质等部分或完全抑制。未能识别通过传感器多孔构件的传输障碍会导致分析物浓度水平超过安全环境限值的检测不足或未检测到。

除了扩散或其他传感器多孔构件的堵塞之外，传感器本身的性能可能会随着时间的推移而降低。因此，谨慎决定定期测试气体检测仪器的功能。例如，通常的做法是每天对便携式气体检测仪器执行“碰撞检查(bump check)”或功能检查。该测试的目的是确保整个气体检测系统(通常称为仪器)的功能正常。也可以在永久性气体检测仪器上执行定期碰撞检查或功能检查，例如，延长完全校准之间的时间。气体检测系统包括至少一个气体传感器、电子电路和用于驱动传感器、解释其响应以及向用户显示其响应的电源。该系统还包括外壳，用于封闭和保护这些部件。碰撞检查通常包括：a)应用感兴趣的气体(通常是仪器旨在检测的目标气体或分析物气体)；b)收集和解释传感器响应；c)向最终用户指示系统的功能状态(即仪器是否正常运行)。

如上所述，对于便携式气体检测仪器，定期地(通常每天)执行此类碰撞测试。碰撞检查为用户提供了气体检测设备正常工作的相对较高的保证。碰撞检查以检测危险气体的报警水平必需的相同方式来实施气体检测设备的所有部件的所有必要功能。在这方面，碰撞检查确保从仪器外侧有效输送气体，通过任何传输路径(包括，例如，任何保护和/或扩散构件或膜)以接触活性传感器组件。碰撞检查还确保传感器本身的检测方面工作正常，并且传感器提供正确的响应功能或信号。碰撞检查还确保传感器正确连接到相关联的电源和电子电路以及正确解释传感器信号。此外，碰撞检查确保气体检测仪器的指示器(多个)或用户界面(多个)(例如，显示器和/或通告功能)按预期运行。

然而，定期/每日碰撞检查要求有许多明显的缺点。例如，这种碰撞检查非常耗时，特别是在包括许多气体检测系统或仪器的设施中。碰撞检查还需要使用昂贵且潜在危险的校准气体(即，传感器对其响应的分析物气体或模拟物)。此外，碰撞检查还需要专用气体输送系统，通常包括加压气瓶、减压调节器以及用于正确地向仪器供应校准气体的管道和适配器。对专用气体输送系统的要求通常意味着对个人气体检测设备进行碰撞检查的机会受到气体输送设备的位置和时间可用性的限制。

最近，已经提出了许多系统和方法来减少所需的碰撞测试次数。例如，此类系统可以包括传感器的电子询问和/或到传感器的传输路径的测试，包括通过扩散或其他屏障(而不应用分析物气体或其模拟物)。尽管如此，仍然需要开发改进的测试系统和方法以减少传感器所需的碰撞检查次数。

发明内容

在一个方面，一种检测多孔构件中的至少堵塞状态的方法，该多孔构件分隔设备的测量腔室，该设备包括位于测量腔室内的气体传感器，该气体传感器对待采样的周围环境中的分析物进行响应，该方法包括：发射来自压力波源的压力波，该压力波在测量腔室内传播，通过第一传感器对第一压力波的响应测量第一响应，通过在第二位置处的第二传感器测量第二响应，该第二位置不同于第一位置，并且第二传感器与压力波源流体连接，基于第一响应与第二响应的函数关系确定多孔构件的堵塞状态。在多个实施例中，第二传感器被操作为或用作参考传感器。

压力波源可以例如包括扬声器，并且发射在测量腔室内传播的压力波可以包括激活扬声器以在测量腔室内发射声波。例如，第一传感器可以包括第一麦克风，并且第二传感器可以例如包括第二麦克风。

例如，第二传感器的第二位置可以在参考腔室内，该参考腔室与测量腔室分离但与扬声器流体连接。在多个实施例中，参考腔室通过扬声器与测量腔室分隔。备选地，第二传感器的第二位置可以在测量腔室内。

在多个实施例中，在时间段内在时域中测量第一响应和第二响应，并且将所测量的时域响应变换到频域。

例如，可以针对第一传感器和第二传感器中的每个在一频率处确定幅度和相位中的至少一个。该方法还可以包括确定由第一传感器与第二传感器所测量的幅度和相位中的至少一个的比率。在多个实施例中，包括确定由第一传感器和第二传感器所测量的幅度和相位中的每个的比率。

在多个实施例中，该方法还包括将幅度和相位的所确定的比率的二维图与先前确定的参考图进行比较，以确定多孔构件的堵塞状态。

在多个实施例中，确定堵塞状态包括确定多孔构件中的堵塞程度或堵塞类型中的至少一个。在多个实施例中，该方法还包括使用来自第二传感器的反馈信号以闭环控制方法将压力波源的压力水平驱动到确定的水平。

在另一方面，一种用于检测周围环境中的分析气体的气体传感器设备，包括外壳，该外壳包括测量腔室和端口、与端口操作性连接以将测量腔室与周围环境分开的多孔构件、对位于测量腔室内的分析物气体进行响应的传感器、位于测量腔室内的压力波源；在测量腔室内第一位置处的压力波的第一传感器，对压力波进行响应，在第二位置处的对压力波进行响应的第二传感器，该第二位置不同于第一位置，并且第二传感器与压力波源流体连接；以及，电路，与第一传感器和第二传感器可操作地连接，以基于第一传感器的响应与第二传感器的响应的函数关系确定多孔构件的堵塞状态。例如，第二传感器可以被操作或用作参考传感器。

在多个实施例中，压力源包括扬声器，当其被激活时发射声波。在多个实施例中，第一传感器包括第一麦克风，并且第二传感器包括第二麦克风。

在多个实施例中，第二传感器的第二位置在参考腔室内，该参考腔室与测量腔室分离但与扬声器流体连接。例如，可以通过扬声器将参考腔室与测量腔室分开。备选地，第二传感器的第二位置可以在测量腔室内。

在多个实施例中，通过电路在时间段内在时域中测量多个第一响应和第二响应，并且将所测量的时域响应被变换到频域。

在多个实施例中，针对第一传感器和第二传感器中的每个在一频率处，幅度和相位中的至少一个被确定。例如，可以通过电路确定第一传感器和第二传感器的响应的比率。在多个实施例中，电路确定第一传感器和第二传感器的所测量幅度和所测量相位中的至少一个的比率。在多个实施例中，电路确定第一传感器和第二传感器的所测量幅度和所测量相位中每个的比率。

在多个实施例中，电路将所测量幅度和所测量相位的所确定的比率与先前确定的参考图进行比较，以确定多孔构件的堵塞状态。

在多个实施例中，确定堵塞状态包括确定多孔构件中的堵塞程度或堵塞类型中的至少一个。

例如，该电路可以包括与存储器系统可操作性连接的处理器系统。在多个实施例中，该电路还被配置为使用来自第二传感器的反馈信号，以闭环控制方法将压力波源的压力水平驱动到确定的水平。

在另一方面，一种检测多孔构件中的至少部分堵塞的方法，该多孔构件将设备的第一容积与另一容积分隔，该方法包括从压力波源发射压力波，该压力波在第一容积内传播；响应于位于第一体积内第一位置处的压力波，通过第一传感器测量第一响应；通过在第二位置处的第二传感器测量第二响应，该第二位置不同于第一位置，并且该第二传感器与压力波源流体连接；基于第一响应与第二响应的函数关系，确定多孔构件的操作状态。例如，第二传感器可以被操作或用作参考传感器。在多个实施例中，压力波源包括扬声器，并且发射在第一容积内传播的压力波包括激活扬声器以在第一容积内发射声波。在多个实施例中，第一传感器包括第一麦克风，并且第二传感器包括第二麦克风。

在另一方面，一种设备包括：具有第一容积和端口的外壳；与端口操作性的连接以将第一容积与另一容积分开的多孔构件；位于第一容积内的压力波源；在第一容积内的第一位置处的、对压力波进行响应的第一传感器；在第二位置处的、对压力波进行响应的第二传感器，该第二位置不同于第一位置，并且第二传感器与压力波源流体连接；以及，电路，与第一传感器和第二传感器操作性地连接，以基于第一传感器的响应与第二传感器的响应的函数关系确定多孔构件的操作状态。例如，第二传感器可以被操作或用作参考传感器。在许多实施例中，压力波源包括扬声器，当它被激活时会发射声波。在多个实施例中，第一传感器包括第一麦克风，并且第二传感器包括第二麦克风。

因此，这里的多个设备、系统和方法的实施例，包括压力波源(诸如扬声器)、第一传感器(例如，第一麦克风)和第二参考传感器(例如，第二麦克风)。声导可以分为两个声室：包括第一传感器的测量腔室和包括第二传感器的参考腔室。备选地，声导可以仅包括测量腔室，第一传感器和第二参考传感器被定位在该测量腔室中。压力波源/扬声器可以发射一个或多个音调/频率，这些音调/频率被引导到第一和第二传感器。

在另一实施例中，一种检测多孔构件中的至少堵塞状态的方法，该多孔构件分隔设备的测量腔室，该设备包括位于测量腔室内的气体传感器，该气体传感器对待采样的周围环境中的分析物进行响应，该方法包括发射来自压力波源的压力波，该压力波在测量腔室内传播；通过第一传感器对压力波的响应而测量第一响应，第一传感器位于测量腔室内第一位置处；测量与压力波源的输出变化相关的至少一个参考变量，该输出变化由控制输入以外的条件引起；以及，基于第一响应和至少一个参考变量的函数关系，确定多孔构件的堵塞状态。例如，可以监测对压力波源的输入和/或估计响应。在多个实施例中，压力波源是扬声器，并且参考变量通过直接测量扬声器驱动电压或电流中的至少一个来确定，或者结合利用预定、估计或测量的扬声器的电气和机械参数的预测模型来确定。在多个实施例中，至少一个参考变量通过第二传感器的响应来测量，该第二传感器响应于位于第二位置处的压力波，该第二位置不同于第一位置，并且第二传感器与压力波源流体连接。

在另一方面，一种设备包括具有第一容积和端口的外壳；与端口可操作性连接以将第一容积与另一容积分开的多孔构件；位于第一容积内的压力波源；在第一容积内第一位置处的、对压力波进行响应的第一传感器；以及，与第一传感器和压力波源操作性连接的电路。该电路被配置为确定与压力波源的输出变化有关的至少一个参考变量，该变化是由控制输入以外的条件引起的，并且基于第一传感器与至少一个参考变量的响应的函数关系，确定多孔构件的操作状态。

这里的设备、系统和方法不需要对扬声器的输出水平进行精确控制，以及提供从单元到单元的更统一的响应分组，因此使得堵塞状态或条件的检测更容易，同时还使系统提高了对错误检测的免疫。当使用第二参考传感器(例如麦克风)来提供压力波源/扬声器输出的参考测量时，堵塞状态(state)或状态(status)确定变得更加可靠。如果没有这样的参考测量，则压力波源/扬声器的真实或实际输出以及由诸如环境变化或材料疲劳等条件引起的输出变化可能会与多孔构件堵塞引起的变化混淆。参考测量还有助于为单元间的堵塞类型生成更统一的响应。

鉴于以下结合附图进行的详细描述，将最好地欣赏和理解本设备、系统和方法及其属性和伴随的优点。

附图说明

图1A图示了此处的气体传感器设备的实施例，其包括测量麦克风中的第一麦克风以及第二或参考麦克风。

图1B图示了此处的气体传感器设备的另一实施例，其包括测量麦克风中的第一麦克风以及第二或参考麦克风。

图2图示了此处的气体传感器设备的另一实施例，其中监测驱动信号或估计压力波源或扬声器的响应。

图3图示了根据第一麦克风和第二(参考)麦克风的时域响应的傅立叶变换而确定的二维曲线图或频率响应函数(FRF)，图示了与多孔构件的堵塞状态相关联的区域。

图4图示了此处的多个实施例中使用的Goertzel离散傅立叶变换(DFT)算法的实施例。

图5图示了此处的频率响应函数(FRF)堵塞分类图的实施例，其阐述了边界相关堵塞情况例如堵塞百分比和/或堵塞位置的多边形和区域。

图6图示了根据单个(测量通道)麦克风的时域响应的傅立叶变换的二维图形或幅度和相位图。

具体实施方式

除了所描述的代表实施例之外，很容易理解的部件(如在本文图中一般描述和图示的)可以以多种不同的配置来布置和设计。因此，如附图中所图示，以下对代表实施例的更详细描述并非旨在限制要求保护的范围，而仅是对代表实施例的说明。

在整个说明书中对“一个实施例(oneembodiment)”或“一个实施例(anembodiment)”等的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中(inoneembodiment)”或“在一个实施例中(inanembodiment)”等不一定都指代相同的实施例。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式以一种或多种方式组合。在下面的描述中，提供了具体的细节以给出对各种实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、部件、材料等来实践各种实施例。在其他情况下，为避免混淆，未详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作。

在本文中以及在所附权利要求中所使用的单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”包括复数形式，除非上下文另有明确规定。因此，例如，引用的“一传感器(asensor)”包括本领域技术人员已知的多个此类传感器及其等效物，并且引用的“所述传感器(thesensor)”是提及本领域技术人员已知的一个或多个此类传感器及其等效物等等。本文对值范围的引用只是作为一种速记方法以单独引用落入范围内的每个单独的值。除非另有说明，每个单独的值，以及中间范围，都被并入说明书，就像本文单独引用一样。除非在正文中另有说明或以其他方式明确禁止，否则可以按任何合适的顺序执行本文描述的所有方法。

如本文所用，术语“电路(circuit)”或“电路(circuitry)”包括，但不限于，用于执行功能(多个)或动作(多个)的硬件、固件、软件或它们的组合。例如，基于期望特征或需要。电路可以包括软件控制微处理器、离散逻辑(诸如专用集成电路(ASIC))或其他编程逻辑设备。电路也可以完全体现为软件。

如本文所用，术语“控制系统”或“控制器”包括，但不限于，协调和控制一个或多个输入或输出设备的操作的任何电路或设备。例如，控制器可以包括具有能够被编程以执行输入或输出功能的一个或多个处理器、微处理器或中央处理单元(CPU)的设备。

如本文所用，术语“处理器”包括，但不限于，一个或多个处理器系统或独立处理器，例如微处理器、微控制器、中央处理单元(CPU)和数字信号处理器(DSP)，或其任何组合。处理器可以与支持处理器操作的各种其他电路相关联，例如存储器系统(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除存储器)、可编程只读存储器(EPROM)、时钟、解码器、存储控制器或中断控制器等。这些支持电路可以在处理器或其相关电子封装的内部或外部。支持电路与处理器进行可操作性通信。支持电路不一定在框图或其他图中与处理器分开显示。

作为度量，堵塞可以直接指定通过多孔构件的分析传输的阻抗和/或指定由该传输阻抗导致的传感器性能的相应变化。例如，可以以连续措施计量堵塞。例如，堵塞可以作为百分比计量，范围从当通过多孔构件的分析物传输正常或标称时的0％到100％，100％标志着分析物在传感器分析部件和被监测环境之间传输的完全抑制。堵塞也可以作为离散状态计量，指定诸如未堵塞(表示通常或正常的分析物传输通过多孔构件)或部分堵塞(表示分析物传输的阻抗超出通常或正常但低于完全的传输抑制)或完全堵塞(表示完全抑制分析物传输通过多孔构件)。备选地，堵塞可归因于布尔状态，其中未堵塞状态指示对通过多孔构件的分析物传输的抑制低于指定的可接受限度，而堵塞状态指示分析物传输抑制超过指定的限度。检测和指定堵塞(和/或由此导致的传感器性能损害)的适当措施对于保证传感器功能很重要。未能识别通过传感器多孔构件的传输障碍会导致分析物浓度水平超过安全环境限制的检测不足或未检测到。

在多个实施例中，此处的许多设备、系统和方法被用于检测通过(例如用于检测目标或分析物气体的)传感器的多孔构件、膜或屏障(例如，扩散屏障)的流动。例如，在许多代表实施例中，这种多孔构件可以是多孔金属熔块或多孔聚合物膜。在多个实施例中，压力波或声波的源、生成器或发射器(例如扬声器)在多孔构件(多孔熔块或多孔膜)后面的内部或测量容积或腔室(即，在传感器侧并且与环境侧相对)中被激活。对生成的声波/压力波(例如，声音)的响应由第一压力波传感器、声学传感器或接收器(例如麦克风)测量，并且该响应与通过膜的气体传输有关。在与第一压力波传感器或接收器不同的位置处提供第二压力波传感器或接收器(诸如麦克风的)以提供参考信号。通常，可以使用对压力变化或在介质(例如空气)中传播的压力波做出响应的任何传感器或接收器。这种传感器或接收器有时通常被称为声学传感器或接收器。

在许多代表实施例中，本设备、系统和方法可以例如用于固定或便携式气体仪器。针对固定(相对于便携式)气体仪器，仪器在投入使用时进行校准。如上所述，在投入使用后，建议经常对仪器进行“碰撞测试”，以检查流入传感器的气流以及传感器的响应是否符合预期。还如上所述，为了对仪器进行碰撞测试，用户将已知浓度的目标/分析物气体(或传感器响应的模拟气体)施加到仪器并检查仪器的预期或可接受的响应。如果传感器响应是可接受的(例如使用预定阈值)，则用户可以将仪器校准到目标气体的已知浓度。

通过使用例如在美国专利号第7,413,645号、第7,959,777号和美国专利申请公开号第2014/0273263号、第2013/0193004号、第2013/0192332号、第2013/0186776号、第2013/0186777号和美国专利申请号第15/012,919号，其公开内容通过引用并入本文，人们有能力以电子方式询问传感器，从而确定传感器性能的变化，以及补偿传感器输出以使得传感器响应是可接受的，从而延长碰撞检查之间的时间段(或消除碰撞检查)。传感器的电子询问可以例如包括向电极或传感器元件施加电能并且测量对所施加的电能的响应和/或电极或传感器元件的电特性，以确定传感器的状态。然而，以电子方式询问传感器不能说明或检测将传感器与周围环境或外部世界分开/保护的多孔构件的堵塞。将传感器的电子询问与检测这种多孔构件的堵塞的系统、设备和方法相结合，提供了进一步减少或消除对仪器的碰撞测试的能力。

在本文的许多代表实施例中，为了检测将气体传感器与周围环境(其中有要确定分析物气体的浓度)分隔的多孔构件的堵塞，使得从源/扬声器传输的一个或多个声波与多孔构件及其任何堵塞相互作用。信号由位于测量腔室内的第一传感器(压力波或声学传感器/麦克风)接收，以被压力波源/扬声器的输出和来自多孔构件的反射两者激发。第二传感器(压力波或声学传感器/麦克风；位于不同于第一传感器的位置)用作参考传感器，可以仅由压力波源/扬声器的输出和来自多孔构件的反射的一者或两者激发。第一传感器的响应和第二参考传感器的响应被处理，并且与通过多孔构件的流量损失(即堵塞状态)和/或(在气体传感器的情况下)与在气体传感器的气体响应损失相关联。存在多种方法可以分析和/或处理数据，以确定堵塞的存在和/或程度。在多个实施例中，源/扬声器和第一传感器与气体传感器定位或位于多孔构件的同一侧上(即，在包括气体传感器的测量容积或腔室内，该气体传感器与多孔构件流体连接)。在多个实施例中，压力波源(例如，扬声器)位于腔室内，与多孔构件间分隔。通常，从压力波源发射的、被传输出腔室的基本上所有或所有压力波以这些实施例的方式传输通过多孔构件。例如，以这些实施例的方式，从压力波源发射的压力波的小于10％、小于5％或小于2％可以传输到腔室之外，而不是通过这种多孔构件。第二传感器可以被定位在参考容积或腔室中，该参考容积或腔室与来自多孔构件或在腔室的测量容积内的反射隔离(但位于其中的不同于第一传感器的位置)。

图1A、图1B和图2中图示了此处的设备的数个实施例。在此处的多个实施例中，测试了诸如可燃气体传感器设备(参见图1A)的设备100，该设备包括在内部或测量容积或腔室内的传感器110，该内部或测量容积或腔室由防爆外壳130和(多孔熔块140(frit)形式的)多孔构件形成。催化可燃气体传感器设备及其电子询问是例如在美国专利申请公开No.2014/0273263所描述的，其公开内容通过引用并入本文。尽管在本文的多个代表性实施例中研究了可燃气体传感器，但本文的设备、系统和方法可以与任何传感器(例如，电化学传感器、光声传感器等)或其他设备(在这些设备中，多孔构件或膜将内部腔室或容积与另一容积(例如，外侧环境)分隔)一起使用。在设备100的实施例中，扬声器150形式的压力波源(即，将电能转换成压力波的电动换能器)和第一麦克风160形式的第一压力波传感器(第一传感器)也位于腔室120内。虽然没有必要将扬声器150和第一麦克风160与腔室120和传感器110的其余部分在声学上分隔或在它们之间狭窄地引导声波/压力波的传播，但是例如麦克风160与第二(参考)麦克风160a腔室120的分离/隔离，和/或引导以优先将麦克风160耦合到多孔构件或熔块140(和/或优先将第二麦克风160a耦合到扬声器150)，可以例如有助于提供多孔构件或熔块140的各种堵塞状态之间的区分，如下文进一步讨论。

在图示的实施例中，传感器110、扬声器150、第一麦克风160和第二(参考)麦克风160a(下面进一步讨论)与电路或电子电路180(例如，通过印刷电路板或PCB(未示出))电连接，电路或电子电路180可以包括控制电路，该控制电路包括例如处理器系统190(包括一个或多个处理器，例如微处理器)以及与处理器系统190可操作性连接的存储器系统192。存储器系统192可以例如包括一个或多个存储在其中并可由处理器系统190执行的算法/软件。可以向用户提供数据/信息和/或用户可以通过用户接口系统194(包括例如视觉显示系统、音频系统和/或用于向用户提供数据/信息的触觉系统和用于输入数据/信息的一个或多个数据输入系统(例如触摸屏、键盘、鼠标等))。可以提供通信系统196(包括例如接收器和/或发射器)用于设备100和远程设备或系统之间的通信(例如，数据/信息通信)。数据通信系统196可以例如，提供有线和/或无线通信。可以提供电源系统给电源电路180，该电源系统198在便携式设备的情况下可以包括一个或多个电池或在固定设备的情况下可以包括线路电源。

例如，如美国专利申请公开号第2017/0227498号和美国专利申请公开号第2017/0227499号，其公开内容通过引用并入本文，声波在腔室120内朝向熔块140传播。不限于任何机制，一些声波进入熔块140，并且一些压力/声波被反射回到内部腔室120。在这方面，在进入熔块140的声波中，一些被熔块140吸收，一些被反射回测量腔室120(声波从其发射)，还有一些穿过熔块140进入防爆外壳130外侧的周围环境。穿过熔块140和防爆外壳130外侧的声波是“损失(lost)”声波，这与熔块140的堵塞程度有关。当熔块140被堵塞，更少的声波(例如，声波)损失，并且更多声波反射回腔室120。在许多研究中，可以通过扬声器来产生一个或多个频率150。在许多研究中，声音从扬声器150以单一频率发射。

压力波源(例如扬声器)表现出输出信号(例如，幅度和/或相位)的显著可变性，这是由给定或确定的从一个扬声器到另一个扬声器的应用输入信号/输入能量导致的(即使是在制造时)。此外，针对给定的输入信号，输出可以会因压力波源/扬声器的部件的变化而随时间变化。人们无法为给定的输入信号/能量产生输出信号，并且无法确定地预测其结果幅度和相位将是什么。此外，扬声器输出将随着环境条件(诸如温度、压力等)而变化。此外，多孔构件或熔块140的堵塞状态的变化还将影响扬声器针对给定施加的输入信号/能量的输出。换言之，扬声器150的输出将随着待测量的变量(即堵塞状态熔块140)而变化。因此，随着时间的推移向扬声器150施加相同的电压将由于条件而导致不同的输出。

在此处的多个实施例中，对由输入信号/能量变化以外的变化引起的扬声器输出变化进行补偿(例如，由于扬声器的差异、环境条件的变化和/或多孔构件(例如熔块140)堵塞状态的变化而引起的变化)。例如，可以直接利用从扬声器驱动电压和/或电流的测量值确定的扬声器阻抗或反电动势，或者结合例如利用预定、估计或测量扬声器的电气和机械参数的预测模型，以解释扬声器输出的这种变化。然而，扬声器输出与受监测的扬声器驱动电压和/或电流或使用这些受监测信号的预测模型的准确或可重复的相关性是困难的。虽然困难，但所测量的反电动势或扬声器输入阻抗或直接测量输入电压和/或电流与测量扬声器(诸如扬声器150)的输出之间的函数关系可以被用于补偿上述扬声器输出的变化。如下文进一步描述的，在某些情况下，可以用从所测量的扬声器驱动电流或电压或估计的反电动势或扬声器阻抗确定的幅度和/或相位代替，例如频率响应函数(FRF)关系中的第二参考麦克风的幅度和相位。然而，所提供的第二参考麦克风提供了显著改进测量，使得实现此处的设备、系统和方法中所期望的区分。

在这方面，为了解决不同扬声器之间给定能量输入的输出变化以及此处的多个实施例中的多个条件的变化，将第二参考传感器以参考麦克风160a形式提供在设备100中不同于第一麦克风160的位置。多孔部件的堵塞状态通过麦克风160的响应和参考麦克风160a的响应的函数关系来确定。

在设备100的实施例中，第二麦克风160a位于参考容积或腔室170内。参考腔室170与扬声器150流体连接或声学连接(通过腔室中的空气或其他气体)。在这方面，从扬声器150输出的压力波或声音到达第二麦克风160a。然而，参考腔室170和其中的第二麦克风160a与测量腔室120和多孔熔块或构件140隔离。尽管多孔构件140的堵塞状态仍然影响由第二麦克风160a测量的扬声器150的输出，但第二麦克风160a仅监测扬声器输出。第二麦克风160a不被来自多孔熔块或构件140的反射激发。在图1A的实施例中，参考容积或腔室170与测量容积或腔室120以及多孔熔块140通过扬声器150隔离。测量腔室120可以例如被密封到扬声器150的前部的第一输出并且与其流体或声学连接，同时参考腔室170可以与扬声器150的第二输出或后部流体或声学连接。参考腔室170可以例如被连接到扬声器150的后侧并且使用其进行密封。

针对此处的第一传感器和第二参考传感器的响应的分析可以例如在时域或频域中进行。在频域中，例如可以分析响应的幅度和/或相位。在时域中，例如可以分析响应的幅度和/或时间延迟。美国专利申请公开号第2017/0227498号以及美国专利申请公开号第2017/0227499号中讨论的各种分析技术，可以例如修改以与此处的来自第二参考传感器的输出/响应结合使用。

在多个实施例中，使用傅里叶变换(例如，快速傅里叶变换或FFT)将响应数据从时域转换到频域。可以使用其他变换。在多个实施例中，来自第一麦克风160和第二麦克风160a的数据在预定长度的样本上被共同采样。共同采样是一种使用来自傅立叶变换的相位的分析方法。共同采样意味着在两个传感器之间以相同的速率和固定的时间间隔来采集样本。以感兴趣的频率对数据执行傅立叶变换。使用两个傅立叶项的函数关系(例如，比率)来确定频率响应函数(FRF)。在多个实施例中，来自第一麦克风160和第二麦克风160a的测量幅度的比率被确定。在图3所图示的实施例中，来自第一麦克风160的幅度在分子中，并且来自第二参考麦克风160a的幅度在分母中)。分子和分母可以颠倒以确定逆FRF。同样，确定第一麦克风160相对于第二麦克风160a的测量相位的偏移。在图3所图示的实施例中，来自第一麦克风160的复相位在分子中，并且来自第二参考麦克风160a的复相位在分母中。相位比相当于分子中的相位减去分母中的相位的差值。在图3中，幅度比和相位偏移/差绘制在二维地图上。图3的地图上的点的轨迹或区域(相位比/差、幅度比数据对)提供关于堵塞状态的信息。在图3的数据中，研究了三种不同的堵塞状态。如图3所图示，可能在幅度上重叠的分布在相位上没有重叠，从而允许在二维图中进行区分。因此，确定的相位比/差和幅度比的数据对的值范围可以与各种堵塞状态相关联。作为代表示例，下面讨论了用于生成图3中映射的每个FRF点的方法和计算。

在多个实施例中，使用采样频率Fs为8k Samp/sec的数模转换器或DAC生成正弦波Sig_spkr，以驱动扬声器使用ftone＝200Hz创建音调作为mic1(测量麦克风)和mic2(参考麦克风)，其以8k Samp/sec同时采样。在多个实施例中，频率ftone的选择主要基于声学响应对堵塞情况的敏感性，因此在麦克风处的Fs采样的ftone的整数2*π周期将适合长度为N的离散缓冲区，该长度N与对麦克风信号进行傅立叶变换或DFT计算相关。Sig_spkr[nspk]＝A*sin(2*π*ftone/Fs*nspk)，其在每次整数样本指数nspk达到Fs/ftone样本的增量时都会创建一个周期。可以选择幅度A来为背景噪声提供足够的余量，同时不会使扬声器或麦克风饱和。

在多个实施例中，在nspk＝1780时，来自mic1和mic2的样本的记录被启动到对应的8k样本缓冲区中，即为麦克风捕获和记录的n＝1样本与nspk＝1780的扬声器播放样本同步。在对应的麦克风数据缓冲区填充8000个样本(nspkr＝9780和n＝8000)后，录音和扬声器驱动信号生成停止。这导致在对应的麦克风缓冲器中记录了40个完整的200Hz正弦波数据周期。选择8000个样本的缓冲区大小以实现离散傅立叶变换(DFT)的分辨率带宽(＝Fs/N)为1Hz，因此ftone位于DFT变换箱的中心。此外，选择缓冲区大小N，以在采样率Fs下捕获整数2*π个ftone周期，以通过消除对窗口函数(例如汉明(Hamming)或汉宁(Hanning)窗口)的需要来简化和减少DFT的计算，它与应用于DFT的缓冲区中的每个样本相乘，以减少或消除信息频谱以ftone渗漏到其他DFT箱以及从其他频率到ftone箱的信息。

使用计算效率高的Goertzel算法将来自每个麦克风缓冲区的采样数据转换为单频离散傅立叶变换，如图4所图示并在下面进行描述。虽然DFT的任何计算形式都可以被用于计算麦克风信号的频率变换，但DFT的Goertzel实施方式适用于该应用，因为麦克风信号x[n]是实值的。与使用复值系数并计算的直接DFT不同，Goertzel算法更有效，并且在每次迭代时应用单个实值系数，对实值输入序列使用实值算法。

Goertzel算法利用预先计算并存储在UC存储器中的三个常数。所有这三个常数项都来自一个共同的相位项2πk/N，它是计算DFT的单频ftone所特有的。这里N是应用于DFT的样本数，k是k＝(ftone/Fs)*N的整数，其中Fs是获取麦克风样本x[n]的采样频率。实值滤波器系数项α＝2Cos(2πk/N)。在最终的非递归阶段中使用的两个基函数项(旋转因子项)用于分离DFT的实部和虚部输出项，如下所示：

W1＝Cos(2πk/N)(DFT(I)实部系数)

W2＝Sin(2πk/N)(DFT(Q)虚部系数)

使用图4中识别的Goertzel算法分别计算mic1(测量麦克风)和mic2(参考麦克风)的DFT。计算首先通过左侧矩形区域中描述的算法的递归分区，使用以下递归状态空间计算，处理缓冲区的所有N个样本：

在对应的麦克风信号x[n]中的每个样本n处，图4中描绘的状态变量y1dot、y2dot、y1和y2的值递归更新N次，也就是n从1递增到N，如下所示：

对于n＝1到N

y1dot＝y1*α-y2+x[n]；

y2dot＝y1；

y1＝y1dot；

y2＝v2dot；

不必将每个麦克风信号x[n]的N个样本记录到缓冲器中，因为可以在获取每个样本x[n]时执行上述计算。缓冲器的使用仅允许在不同时间的时间执行采样和计算。在第N次迭代之后，y1dot和y2dot的值被传递到计算的非递归部分，以计算DFT的实部(I)和虚部(Q)(如下所述)。在图4中，y1f＝y1 dot和y2f＝y2dot来自递归计算的第N次迭代。

I＝W1*y1f-y2f＝Cos(2πk/N)*y1f-y2f；

Q＝W2*v2f＝Sin(2πk/N)*y2f.

针对同时为mic 1(x

X

X

映射到分类图(如图3所示)的频率响应函数计算为DFT中从测量麦克风(mic1)到参考麦克风(mic2)的比率

FRF＝X

为了计算FRF，可以方便地将以矩形形式(I+i*Q)计算的X

X

X

使用这个公式，映射到分类图的FRF的幅度和相位项可以计算如下：

FRF＝X

＝M*e

＝M/R e

FRF幅度＝M/R；

FRF相位＝θM-θR；

因此，FRF幅度表示来自测量麦克风(mic1)的信号M的幅度与来自参考麦克风(mic2)的信号R的幅度的比率，该测量麦克风(mic1)被定位并连接以与多孔构件声学耦合，该参考麦克风被定位和连接以声学耦合和跟踪扬声器产生的声音。通过这个比率，由于在mic 2处测量的扬声器声学输出电平的变化，在mic 1处接收到的信号的变化被有效地抵消，这使得FRF幅度允许区分在mic 1处由于扬声器输出电平的变化而导致的多孔构件的堵塞的变化所导致的信号幅度的振幅。

同样，FRF相位表示来自麦克风1的信号的相位θM与麦克风2的相位θR的差，麦克风1被连接以监测扬声器和来自多孔构件的反射的组合响应，麦克风2被定位并连接以响应扬声器输出。因此，利用FRF相位＝θM-θR，使得扬声器相位的变化能够与由于堵塞导致的多孔构件的声学响应变化引起的mic1处相位变化θM分开。

作为识别和/或检测多孔构件堵塞的另一方面，将系统的每次声学询问之后计算的FRF投影到堵塞分类图是方便的，FRF幅度被映射为x轴坐标和FRF相位映射为y轴坐标，如图3所图示。随着扬声器声学输出的差异被FRF有效跟踪和消除，来自不同询问的FRF映射到地图上的区域，该区域(如图3中矩形框区域识别的)与多孔构件堵塞情况唯一相关。使用这样的相关图，可以通过识别FRF所在的图区域来对多孔熔块的堵塞情况进行分类。例如，在图3的相关图中，落在中间矩形框边界上或边界内的FRF与堵塞类型1相关，而位于大矩形中的FRF与堵塞类型2相关。

如图5所示，FRF提供的跟踪以及消除扬声器幅度和相位变化的能力有助于创建广泛的堵塞分类图，其中包含多边形和区域，可识别堵塞百分比和堵塞位置等方面。使用这样的相关图，每个多边形或唯一的地图区域表示离散堵塞情况，可以通过确定FRF映射到哪个多边形或区域来评估每个FRF的堵塞。

为了进行比较，图6图示了测量通道相位和测量通道幅度的数据对的二维图或地图。再次研究了三种不同的堵塞状态或条件。图6中没有使用来自参考通道的数据。相反，测量通道的DFT的幅度M和相位θM(X

在如图1A所图示的设备100的实施例中，测量腔室120中的第一麦克风160和参考腔室170内的第二麦克风160a的许多不同布置可以结合频率响应函数及其与多孔构件堵塞(如本文所述)的相关性来使用。在所有情况下，定位第一麦克风160和第二麦克风160a使得所得FRF比率的幅度和/或相位坐标落在FRF上的不同且可区分的区域或轨迹中，便于根据特定应用的需要或要求对堵塞情况进行分类或识别，如图3所示。

虽然不是必需的，但在设备100的实施例中设计和使用通过测量腔室120的波传播特性是有利的。在这方面，可以利用声阻抗Z

图1B图示了此处的设备100’的另一实施例。在许多方面，设备100’的制造与设备100类似，并且其部件的编号与设备100的类似部件相似，只是在附图标记后添加了标记“’”。在设备100’的实施例中，以扬声器150’形式的压力波源和以第一麦克风160'形式的第一压力波传感器(第一传感器-测量通道数据)也位于测量容积或腔室内120'。再次，没有必要将扬声器150’和第一麦克风160'与腔室120'和传感器110'的其余部分在声学上隔离，或者在它们之间狭窄地引导声波/压力波的传播。类似于设备100，设备100’包括位于不同于第一麦克风160的位置处的第二参考麦克风160a'(第二传感器-参考通道数据)。然而，在图1B的实施例中，第一麦克风160'和第二参考麦克风160a'麦克风中的每一个，位于测量容积或腔室120'内的不同位置。

在设备100’中，参考麦克风受到扬声器150’的输出和多孔构件或熔块150’的堵塞状态的影响或激发。在图1B的实施例中，第一麦克风160'和第二麦克风160a'在测量腔室120'内的相同容积的气体中，但是位于或定位在其中的不同位置/定位，使得来自它们的响应在时间、相位和/或幅度上是可区分的。第一麦克风和第二麦克风的许多不同布置可以与频率响应函数及其与多孔构件堵塞(如本文所述)的相关性结合使用。在所有情况下，定位第一麦克风160’和第二麦克风160a’是有利的，使得所得FRF比率的幅度和/或相位坐标落在FRF堵塞相关图上的不同且可区分的区域或轨迹中，便于根据特定应用的需要或要求对堵塞情况进行分类或识别，如图3所示。在多个实施例中，定位第一麦克风160’是有利的，这使得其响应随着多孔构件140'的堵塞的变化而改变，同时第二麦克风160a’被定位为对扬声器150’的输出做出更显著的响应。本领域技术人员通过已知的工程原理和/或常规实验可以容易地确定第一麦克风160’和/或第二麦克风160a’的定位，以提供对特定传感器几何形状的各种堵塞状态的辨别。

在图1B的实施例中，使用了通过测量腔室120'的波传播特性。在这方面，可以利用声阻抗Z

在设备100’中，第二麦克风160a'被定位在从测量腔室120'延伸的端口中。再次，在多个实施例中，形成连接第一麦克风160'的空气通道是有利的，使得其响应随着多孔构件140'的堵塞的变化而显著变化，并且连接第二麦克风160a'的空气通道被设计为使得麦克风160'对扬声器150’的输出响应更显著。然而，这样的端口不是必需的。第一麦克风160'和第二麦克风160a'仅需要位于测量腔室120'内的不同位置。再次，在所有情况下，定位第一麦克风160'和第二麦克风160a'是有利的，这使得所得FRF比的幅度和/或相位坐标落在FRF堵塞相关图上的不同且可区分的区域或轨迹中，便于根据特定应用的需要或要求对堵塞情况进行分类或识别，如图3所示。

图2图示了此处的设备100的另一个实施例。在许多方面，设备100”的制造与设备100类似，并且其部件的编号与设备100的类似部件类似，只是在参考编号上加上了“””标记。在设备100”的实施例中，扬声器150”形式的压力波源和第一麦克风160”形式的第一压力波传感器(第一传感器-测量通道数据)也位于测量容积或腔室120”内。再次，没有必要将扬声器150”和第一麦克风160”与腔室120”和传感器110”的其余部分声学隔离，或者在它们之间狭窄地引导声波/压力波的传播。与设备100相比，设备100”用元件160a”(块，其示意性地表示用于监测扬声器驱动电压和/或电流以及计算扬声器响应的估计(例如反电动势、阻抗或扬声器声学输出的相关估计)的部件)替换第二参考麦克风输出。160a”所包含的部件和计算器的位置不是很重要，并且可以分布在此处的设备100”内。用于估计扬声器响应参数(例如反电动势、阻抗和/或这些估计或扬声器驱动电压和/或扬声器声学输出电流的测量值的相关性)的方法很多并且已经建立，此外本文的确定这些参数的特定方法不是特定的或重要的。在图2的实施例的上下文中，由块160a”估计或测量的参数，无论是扬声器电压或电流，还是从这些例如反电动势、阻抗或相关扬声器输出电平估计的参数，都可以从在相同的时间间隔或与从测量麦克风160”获取的信号共同采样。使用本文描述的诸如DFT的方法，由块160a”估计的参数x

FRF＝X

＝M*e

＝M/X

FRF幅度＝FRF

FRF相位＝FRF

在图2的实施例中，第一麦克风160”在测量腔室120”内的气体的相同容积中。第一麦克风的许多不同布置可以与频率响应函数及其与在本文中描述的多孔构件堵塞的相关性结合使用。一般而言，定位第一麦克风160”是有利的，这使得所得FRF比率与X

在图2的实施例中，使用了通过测量腔室120”的波传播特性。在这方面，可以利用声阻抗Z

在本设备中使用第二参考麦克风消除了对扬声器或扬声器驱动器的仔细、可重复制造的依赖需要。此外，第二参考麦克风提供对因扬声器部件随时间变化、环境条件变化和/或多孔构件的堵塞状态或状态的变化而引起的扬声器输出变化的补偿。此外，使用第二参考麦克风允许人们以更开环的控制架构或方法来操作系统。例如，可以使用来自参考信号的反馈以闭环控制方式将扬声器的声压级或SPL驱动到特定级别。这种闭环控制系统通常被称为自动增益控制(automatic gain control，AGC)。然而，使用来自第二参考麦克风和分析技术的数据(例如，如本文中所述)，可以允许扬声器的输出电平浮动或变化。测量通道数据和参考通道数据的关系(例如，使用上述比率和FRF分析)保持足够一致而不需要反馈控制。尽管反馈控制不是必需的并且增加了复杂性，但是它可以被使用并且在某些实施例中可以提供改进的或更严格的确定规范。在这样的反馈控制中，例如可以将参考通道麦克风输出作为变量来监测，并且将扬声器驱动信号修改为变量，以随着时间将参考通道信号驱动到相同或一致的输出电平。在多个实施例中，可以使用闭环控制，以监测参考麦克风输出的幅度和/或失真，并且修改扬声器驱动电平以将参考麦克风处的响应保持在规定的幅度和/或失真限制内。例如，这种控制对于防止扬声器输出由于环境因素(诸如温度)或扬声器的声学负载的变化引起的扬声器顺应性的变化而停止或失真可能是有益的和必要的。

尽管FRF(或其他函数，例如，第一(测量)和第二(参考)麦克风的输出函数)减轻了严格控制扬声器输出电平的需要，但在多个实施例中，利用反馈控制来监测参考和测量麦克风两者，并且修改扬声器驱动信号以保持两个麦克风的响应都高于它们对应的本底噪声并低于对应的饱和或削波水平，是有利的。在多个实施例中，可以利用反馈控制，在反馈控制中监测参考和测量麦克风信号，并且修改扬声器驱动以将两个麦克风中的响应保持在它们各自的线性或未失真区域内。

使用在设备100”的功能块160a”中估计的参数，可以消除对扬声器或扬声器驱动器的仔细、可重复制造的依赖需要。此外，由功能块160a”估计或测量的扬声器响应参数提供对因扬声器组件随时间变化、环境条件变化和/或多孔构件的堵塞状态或状态的变化而引起的扬声器输出变化的补偿。此外，使用由功能块160”估计或测量的扬声器响应参数允许人们以更开环的控制架构或方法来操作系统。例如，可以使用从由功能块160a”估计或测量的参数导出或与由功能块160a”估计或测量的参数相关的扬声器声压级的估计值，以闭环控制的方式将扬声器的声压级或SPL驱动到特定级别。然而，使用由功能块160a”估计的扬声器响应因数的数据或估计值和分析技术(例如，在本文中描述的FRF)，可以允许扬声器的输出电平浮动或变化。在块160a”中估计的测量麦克风通道X

虽然FRF(或来自设备100”的功能块160a”的第一(测量)和测量或估计的变量Xpar的输出的其他函数)减轻了严格控制扬声器输出电平的需要，但在多个利用反馈控制来监测测量麦克风并且修改扬声器驱动信号以保持麦克风的响应高于其对应的本底噪声并低于其对应的饱和或削波水平可能是有利的。在多个实施例中，可以利用反馈控制，在反馈控制中监测测量麦克风信号并且修改扬声器驱动以将麦克风1的响应保持在其线性或未失真区域内。在多个实施例中，测量麦克风的响应和/或来自块160a”的测量或估计参数x

在多个实施例中，此处的压力波/声询问设备、系统和方法利用返回到测量传感器和参考传感器的发射器声能的幅度和/或相位变化的相关性，或由麦克风监测的发射器响应的幅度和/或相位变化的相关性和由功能块160a”监测或估计的响应变量X

在多个实施例中，通过在单个或多个频率处利用接收信号的幅度和相位两者变化来创建用于辨别多孔构件的堵塞状态的多维阈值方案，以显著改进堵塞检测。

在多个实施例中，与多孔构件共振频率相关联的幅度和/或相位变化的检测和/或多孔构件共振频率变化的检测可以通过设计容积(多个)或腔室(多个)的几何形状来增强，该容积(多个)或腔室(多个)将第一传感器和第二参考传感器耦合到扬声器和/或多孔构件。这种系统的共振频率可以例如由多孔构件的组合声阻抗和连接室的声学特性确定。

通过允许压力波源/扬声器和传感器驻留在设备外壳内而不是在多孔构件外侧的周围环境中，如本文所述的逆向反射系统提供了优势。当多孔构件用于将一侧(外部)的危险或爆炸性环境与另一侧(内部)可能被危险环境损坏或损害或表示针对外部环境的潜在点火源的部件分开时，这种布置特别有益。

除了与如上所述的传感器的电子询问相关联的传感器输出校正之外，本文的设备和系统还可以用于或适于对作为流动路径/堵塞测试的结果而确定的传感器输出应用一个或多个校正。在这方面，例如，传感器可以被认为是“分子计数器”。因此，分析传感器的校准方式是，当一定量的分析物分子扩散通过仪器时，它们会在分析工作或传感电极(多个)上发生反应，并且测量值被转换为，例如，百万分之几(ppm)或基于先前校准的基于百分比的等效读数。当与传感器入口相关联的多孔构件或屏障打开且无障碍时，扩散速率在相同条件下是非常可重复的。当多孔部件被堵塞或流动路径以其他方式受阻时，分子从仪器外壳外侧扩散到传感器的速度会减慢，从而降低分子遇到传感器活性部分的速度，并且从而在某些实施例中降低输出。通过测量作为本文的一项或多项测试的结果的部分堵塞，人们可以调整传感器的灵敏度，以保持准确的读数而不管这种部分堵塞。

例如，堵塞百分比可以很容易地通过实验与校正因子相关联。相关联的查找表或相关联的算法/公式可以例如被存储在设备及系统的存储器中，并且可以从中确定传感器灵敏度的校正因子。

前述描述和附图阐述了当前的多个代表性实施例。在不脱离由以下权利要求而不是由前述说明指示的本发明范围的情况下，根据前述教导，各种修改、添加和备选设计对于本领域技术人员来说当然是显而易见的。落入权利要求的等效含义和范围内的所有变化和变化都包含在其范围内。