CN101641724A - 用于测试气体监控仪的系统、方法和套件 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于根据预定的监控仪特性测试气体监控仪性能的系统和方法，以确定将测试气体直接传输到该气体监控仪的气体传感器之后，气体监控仪的性能是否有效。

Description

用于测试气体监控仪的系统、方法和套件

背景技术

本发明涉及气体测试方法和系统，更具体地讲，涉及用于验证气体监控仪(例如一氧化碳监控仪)性能的测试方法和系统。

监控多种有毒气体的危险浓度。一种这样的气体为一氧化碳(CO)，它是一种无色、无味、无臭、以及致命的气体。高浓度的CO不仅无法被人体察觉，还具有极高的危险性，在许多日常环境中也广泛存在。例如，一氧化碳可在多种常见家用能源设备(包括燃木壁炉或燃气壁炉、气炉或油炉、柴火炉、燃气具等)的燃烧过程中产生。当由于(例如)通风不良积聚到危险浓度时，CO通常会造成安全威胁。例如，在内外部换气较少的节能密闭房间、车辆和工厂内，CO的积聚是可能存在的隐患。

CO监控仪通常用于测定空气中CO气体的含量是否达到危险的程度。这些装置针对不允许的CO浓度连续不断地监控空气。监控仪计算CO含量是否足够高，以在人体内造成危险积聚的风险。当CO的含量达到此程度时，监控仪就会发出警报。

为了确保对环境进行充分的监控，CO监控仪需要定期接受检定，以确认其可靠性。通常会在监控仪制造之后以及安装之后进行预先试用，以对其性能进行验证。已知的验证方案要求在通常较长的测试周期内对监控仪进行测试。

已知的测试步骤通常需要较长的测试时间，因为传感器必须达到对测试气体的平衡响应，才可继续进行测试。根据监控仪的规格特性，某些测试步骤可能需要花费10-15分钟，而另一些测试步骤则可能需要花费长达4个小时。例如，如果气体传感器的读数(a)根据传感器达到其平衡响应的90％以上，在一定时间内(通常几分钟或更长)出现；以及(b)根据所用测试气体的浓度，落在合格的数值范围内，则该传感器可通过验证。由于测试步骤使用了测试气体，并且考虑到验证监控仪性能需要相对较长的时间，因此可能会使用相当多的测试气体。应当理解，当长时间(如上所述)频繁使用相对昂贵的测试气体时，尤其当测试成本会随待监控传感器的数量和对监控仪的测试次数倍增时，需考虑成本问题。如果测试气体有毒，假如未正确操作该气体或未正确执行测试步骤，还会存在不期望的安全问题。

正如所述，一些已知的测试程序将测试气体施加到检测器。一些已知的程序可以模拟环境，在该环境中当监控仪暴露于不期望含量的这类气体中时，就会发出警报。通常，该测试是通过将气罐内的测试气体施加到气体监控仪壳体外部的区域或空间中来进行的。一般来讲，为了确保以安全的方式正确输送测试气体，操作时需要格外小心。在一个具体的实例中，使用不透气塑料袋围绕在气体监控仪的周围，以便在测试过程中限制气体。输气管的一端连接到与测试气体罐相连的气体调节器，而输气端则连接到塑料袋。测试过程中，将输气管末端和塑料袋紧邻气体监控仪外部布置。同时，同一使用者打开调节器并施加测试气体。使用者必须等待规定的时间，以确保符合测试方案的要求。通常，这种气体监控仪要通过测试，则应该在约10-15分钟的时间内响起警报。这不仅在于将传输管和塑料袋在气体监控仪的上方保持在正确的位置需要花费相当长的时间，而且还会使用相对昂贵的测试气体。而且，由于所施加的测试气体必须吹扫围绕气体传感器的空气空间，以便传感器能够在测试气体浓度的所需含量下对恒定含量的测试气体作出反应，这种方法往往会增加验证气体监控仪的时间。因此，不仅在测试气体浓度的所需含量下的实际测试时间相对较长，而且由于设置测试和吹扫空气引起的附加延时，设置和执行测试的实际时间也会增加。

在2006年10月23日向美国专利和商标局提交的共同转让、共同待审的美国专利申请No.11/551,828中对一项重大的改进有所描述。在其所述的方法中，对气体监控仪的气体传感器的验证是通过下述方法来确定的，该方法涉及直接施加测试气体，同时通过测试机构快速确定传感器的响应。具体地讲，该方法使用与气体监控仪固定在一起的测试装置，其依靠某种算法以快速而可靠的方式确定气体监控仪性能的有效性。虽然这种方法非常成功，但本领域的技术人员仍在不断努力，以便在效率和经济性方面继续改进。

发明内容

在一个示例性实施例中，本发明涉及适于测试气体传感器组件的方法，该方法包括：将便携式工具连接到气体传感器组件；响应于测试气体，通过在便携式工具上的数据接收装置接收测试数据，所述测试数据表示气体传感器组件的性能；以及根据对接收到的测试数据进行处理来确定气体传感器组件的性能。

在另一个示例性实施例中，本发明涉及适于在测试气体传感器组件中使用的气体测试系统，该系统包括：便携式工具；便携式工具上的数据接收装置；位于便携式工具上并包括测试模块的数据处理系统；该数据处理系统能够接收与气体传感器组件感测到的测试气体值相关的测试数据，其中测试模块可根据接收到的测试数据确定气体传感器组件的性能。

在图示实施例中，给出了气体监控仪测试套件，该套件包括：用于测试气体传感器组件的便携式气体测试系统；以及用于向气体监控仪组件的气体传感器组件输送测试气体的流体连接装置。

通过下文对优选实施例的详细描述，可以更加全面地理解本发明的这些以及其他特征和方面。应当理解，上述概括性描述和下文的详细说明仅为示例性的，不应对本发明构成限制。

术语表

如说明书和权利要求书中所用，术语“平衡响应”是指被测试的气体监控仪装置的气体传感器的输出不再增加时的响应。

如说明书和权利要求书中所用，术语“无线”是指在不使用所谓的硬线连接或物理连接的情况下实现的任何类型的电气或电子操作。该术语通常用于电信行业，用来指不使用线材或导体的系统(如，无线电发射机和接收器、遥控装置、计算机网络，每一种均使用某种能源形式的射频(RF)、红外线、激光、声能和微波能)。

附图说明

图1为包括现场测试套件的气体监控系统的示意图。

图2为气体监控系统的气体监控仪装置的透视图。

图3为图2所示的气体监控仪装置的侧视图。

图4为图2和图3所示的气体监控仪装置的分解透视图。

图5A为可用于本发明的流体连接装置的前视图。

图5B为图5A所示的流体连接装置的后视图。

图5C为图5A和图5B所示的流体连接装置的局部放大剖视图。

图6为图5所示的流体连接装置的右侧视图。

图7为相对于气体监控仪的电子控制组件处于连接状态的流体连接器的视图。

图8为曲线图，示出了可用于图2和图3所示气体监控仪装置的气体传感器组件的响应曲线。

图9为简化框图，示出了气体监控仪的电子控制组件。

图10为流程图，示出了本发明的改进测试方法的一个方面，其中在气体监控仪装置内安装了数字处理器。

图11为流程图，示出了本发明的改进测试方法的另一个方面。

图12为曲线图，示出了可用于本发明的气体传感器组件的响应曲线。

图13为便携式测试装置和测试气体流体连接器的透视图，它们在安装到气体监控仪上之前均独立于气体监控仪。

图14为物理连接到气体监控仪上的便携式测试装置的透视图。

图15为便携式测试装置的分解透视图，该测试装置将要连接到气体监控仪的气体传感器组件上，以测试气体监控仪的性能。

图16为采用本发明某些方面的电子控制组件的简化框图。

图17A和图17B为流程图，示出了本发明的改进测试方法的另一个方面。

图18为包括本发明某些方面的无线测试工具的示意图。

图19为包括本发明某些方面的网络的简化框图。

具体实施方式

词语“一个”和“所述”可与“至少一种”互换使用，以表示被描述的元件中的一者或多者。在使用取向词(例如，“顶部”、“底部”、“重叠”、“前”、“后”和“背衬”等)来表示本发明所公开的制品中各种元件的位置时，我们是指元件相对于水平布置的主体部分的相对位置。我们并未期望本发明所公开的制品在制造过程中或制造之后应具有任何特定的空间取向。

本发明对用于验证气体监控仪性能的已知测试方法和系统进行了改进。通过这种改进，可满足既快速可靠又简单有效地验证气体监控仪性能的需求。

图1-12示出和描述了申请人于2006年10月23日提交的共同待审、共同转让的美国专利申请No.11/551,828中所述的气体监控系统和方法，该专利申请并入本文中并构成其一部分。图1-12与驻留在气体监控仪内的气体传感器测试算法有关。图13-19示出并描述了当前受权利要求书保护的本发明的各个方面，这些方面涉及使用便携式布置和/或远离气体监控仪的网络化布置执行气体监控的监控系统和方法。因此，结合与本发明的描述(如图13-19所述)相关的前述专利申请(图1-12)，示出了本发明的各个方面。

图1为可用于确认一氧化碳气体监控仪装置12的性能的气体监控系统10的示意图。气体监控系统10包括现场测试套件组件14。现场测试套件组件14包括同样根据本发明制造的流体连接装置16。流体连接装置16适于连接测试气体源(例如测试气体罐18)，测试气体通过柔性管24流经调节器20，流向气体监控仪装置12内的气体传感器组件22(图4)。虽然图示实施例是结合一种一氧化碳气体监控仪装置12描述的，但本发明不仅能够广泛用于验证其他类型的CO气体监控仪的性能，还可用于验证其他气体的监控仪。该测试方法可以在不必完成全部测试的情况下确定气体监控仪装置是否符合其性能标准。通常，该测试可在比CO气体监控仪的常规测试周期短得多的时间内完成。因此，较短的测试周期以及比其他情况下消耗得更少的测试气体大大节省了成本，而伴随的人工成本也减少。

气体监控仪装置12适于在家庭或商业环境中使用，然而也可以在多种其他环境下使用。如图1-4所示，气体监控仪装置12可以具有总体上为平行六面体的机罩或壳体组件30。壳体组件30可由任何合适的材料制成，例如，热塑性材料(例如聚碳酸酯、ABS等)。壳体组件30可具有多种构造，并大致包括可拆卸地附接到后板组件34上的前盖组件32。后板组件34包括中间平坦后壁36，用来限定其相对两端的开口37(图4仅示出其中一个)。后壁36具有合适的孔隙38(图中示出其中一个)，便于连接至任何合适的支撑结构(未示出)。后壁36可以具有其他构造和采用不同的结构，以便其可附接到其他类型的支撑结构上。例如，后壁36可以具有合适的结构(未示出)以允许以可脱开的方式连接至配电箱(未示出)，例如当气体监控仪装置12要通过硬连线连接时。另外，后壁36可以具有其他结构，例如凸起39，以允许对连接到连接器42上的线束40(图4)进行布线。连接器42连接到电子控制组件。开口37可让线路伸出气体监控仪12，以连接到电源。能够设想出可用于电池供电或主电源供电系统的其他合适的壳体构造。

侧壁44a-44d相对于后壁36向上延伸，如图4所示。顶部侧壁44a包括悬垂部分46，该部分包括一对空间上隔开的开口48。使用者可压低的指状闩锁50一体地形成侧壁44a。指状闩锁50具有位于末梢部分中的闩锁开口52，该开口位于悬垂部分内，用于可释放地与从前盖组件32内壁横向伸出的凸块54(图7)配合。指状闩锁50通常偏向于具有凸块54的闩锁，以将前者保持在后者上。底部侧壁44c内有一对空间上隔开的开口55，用于与前盖组件32配合。

如图4所示，侧壁44b和侧壁44d沿其边缘具有一系列扇形部分56，使得当这些部分与前盖组件32的表面配合时，可以限定一系列侧向开口58(图2和图3)。侧向开口58允许环境空气进入并穿过气体监控仪装置12的内部以进行感测。一对空间上隔开的凸起59(图7)适于与后板组件上的开口48配合，以有助于后板组件正确配合到前盖组件，从而使前盖组件能够在打开与关闭状态之间相对于后板组件枢转。虽然该实施例公开了上述用于实现枢转的这种结构，但也可以设想其他方法，以便可转动地或以其他方式打开气体监控仪装置12的前盖组件32。

前盖组件32具有由一系列方便空气和声音从中通过的开口62形成的、大致矩形的面板部分60。前盖组件32还包括指动开关元件64，使用者将其压下可从其通常所处的非操作状态切换到操作状态或测试模式，用于启动根据本实施例的气体测试过程。在本实施例中，指动开关元件64包括致动杆66(图4)，其连接到开关元件64的下部，并适于接通开关(如后所述)。此外，还设置了显示器开口68，以便下面要描述的显示器可从中伸出以进行显示。此外，一对空间上隔开的弯曲腿部69(图4)通常适于可设置在开口55内，并且与后板组件配合，以允许前盖和后板组件32、34在已知的关闭状态(图2)与打开位置(未示出)之间分别大致像蚌壳那样转动。还可以设想出多种其他适合的方法，以用于以可脱开的方式将两个组件连接在一起。

现场测试套件的流体连接装置

在图4-7中可以看出，流体连接装置16被构造成允许将测试气体以简单而廉价的方式输送到气体监控仪装置12。这样，可让现场测试更容易地完成。具体地讲，流体连接装置16能够可拆卸地连接至气体监控仪，并将测试气体输送到紧邻气体传感器组件的区域，从而实现如下所述的更为高效的测试方法。调节器20(图1)由使用者控制，用于控制被允许进入管子24并流向气体监控仪装置12的测试气体。

流体连接装置16可由薄而细长的流体连接器主体70限定，该主体可由合适的热塑性材料(例如尼龙、聚碳酸酯、ABS等)制成。也可设想出壳体组件的其他合适材料和构造。管子以可脱开的方式连接到由其大致纵向伸出的管钩72，以便在流体连接装置处于测试模式时位于外部。流体连接器主体70中形成有内部通道74(图5A、图5B、图5C和图7)，该通道穿过管钩72延伸，在形成于流体连接器主体70长度中间的、横向设置的凹槽76(图5B)中结束。虽然流体通道在内部形成，但也可以设想到，流体通道可以位于流体连接器主体70的外部。

流体连接器主体70还设置有气体密封构件78，用来覆盖凹槽76的一部分，从而得到气体密封。气体密封构件78可以为以齐平方式覆盖凹槽76的薄塑料或类似材料，从而得到气体密封。凹槽76具有放大的嘴部，测试气体退出通道74后会进入其中。

图5B参考性地示出了与凹槽76流体连通的气体输送开口80。如图5A和图5C所示，在流体连接器主体70的另一侧，气体输送开口80与定位凹槽82相邻。定位凹槽82形成锥形的区域，以便于将测试气体输送到气体传感器组件22。将定位凹槽82设计成渐缩锥形(图5A)的目的是为了在流体连接器主体70滑过气体传感器时，将将气体传感器的顶部纳入流体连接器主体内。渐缩的坡道部分83从流体连接器主体的边缘延伸，并在小而基本平坦的半圆形传感器接合部分或区域84中结束。坡道部分83的作用是允许气体传感器在坡道上接合和接纳流体连接器主体70，而不会卡死在流体连接器主体边缘处。当完全接合或连接时，气体传感器就已向上经过整个斜坡部分83，并紧靠传感器接合部分84牢牢固定(图5C)，以使得气体传感器22位于气体输送开口80下方正中。可弹性变形的塑性流体连接器主体70会被压离气体传感器，但由于它的弹性以及由于流体连接器主体70的弹性，它仍然靠在气体传感器表面。由于坡道部分83存在倾斜度(图5C)，气体传感器22上方存在空间或间隙100，以允许测试气体逸出并触发气体传感器。因此，间隙100通常仍然可重复用于后续测试。这也确保了气体传感器没有被密封到流体连接器主体70，并且确保测试气体在每一次测试中都经气体传感器流向流体连接器主体70的边缘。这样就仅有极少的空气需要吹扫，而气体传感器则几乎可以立即对恒定含量的测试气体作出反应。在一个实施例中，气体输送开口80和锥形凹槽82被制作成与气体传感器组件重叠和对齐的尺寸。还可以设想出其他构造和结构，用于确保气体输送开口与邻近气体传感器组件的位置对齐并保持间距，以及确保流体连接器主体不会卡死在气体传感器上。

在图示实施例中，气体密封构件78用粘合剂材料85固定到流体连接器主体70上。应当理解，凹槽76和气体输送开口80布置在流体连接器主体70上，以便当流体控制器主体70与气体监控仪装置的电子控制组件和/或结构配合或以其他方式连接时，基本上紧邻或邻近气体传感器组件22对齐(图7)。这样有利地确保了测试气体被直接输送到气体传感器组件，而不是施加到气体监控仪外部。这有助于在不浪费测试气体并缩短吹扫空气所用时间的情况下提高测试效率。

流体连接器主体70具有直立部分86，其具有弯曲的止挡区段或部分88。确定弯曲部分或止挡区段88的尺寸和构造，以与气体监控仪装置12的蜂鸣器接合(见图7)，并且起到抑制流体连接器主体70发生旋转和横向位移的止挡表面或片段的作用。此外，狭槽90沿着流体连接器主体70的一部分延伸，以允许流体连接器主体70与止挡区段一起滑入，与前盖组件32的安装柱92(图7)中的一个接合。狭槽90末端设置有止挡区段，其可以限制气体输送开口相对于气体传感器发生位移，并使两者对齐。这样，就可以抑制或阻止流体连接器主体70单向(如图7所示为朝下)横向滑动。在图示实施例中，流体连接器主体70在其腿部的一端上设有一系列空间上隔开的止动凸起94。止动凸起94伸出相配合的前盖和后板组件，从而阻止流体连接器主体70朝相反方向(即向右，如图1所示)至少纵向地滑动。也可以设置其他等同结构，以限制或阻止流体连接器主体70发生位移。如上所述，这可以进一步抑制流体连接器主体70在CO测试过程中发生不希望的移动。从而最大程度地减少或避免测试过程中不期望的滑动趋势，这种滑动可由气罐18和调节器20的重量拖拽或拉引流体连接器主体70而引起。因此可以获得更安全的测试环境，从而确保正确地输送测试气体。

如上所述，通过腿部69相对于后板组件内的开口55枢转或以其他方式移动，从而将前盖组件32移动到打开位置后，可将流体连接器主体70安装到气体监控仪装置12上。由于流体连接器主体以合适的方式构造，可以相对高可靠性地保证气体输送开口80紧邻气体传感器组件22正确对齐，因此可以方便快捷地实现流体连接器主体70的附连。这种相对精确的对齐优化了CO测试方法，从而最大程度地减少了错误读数。此外，由于气体输送开口与气体传感器组件对齐并与之紧邻，后者可以减少对吹扫气体传感器组件周围的空气的需求的方式直接暴露于测试气体。因此，气体传感器组件可相对迅速地接触到用于该测试的浓度含量的气体，从而可以在所需的气体浓度含量下开始测试。此外，本发明还设想流体连接器主体70可以滑入在气体监控仪壳体的侧面中形成的开口或狭槽(未示出)，而不必打开前后盖组件。

电子控制组件

图4、图7和图9示出了电子控制组件900的几个方面。图9为电子控制组件900的简化框图，该组件以与前盖组件32的内表面空间上隔开的方式连接。当前盖组件32枢转到其打开状态时，流体连接装置16就可以方便并直接地附接到电子控制组件900上(如图7所示)，以将测试气体直接输送到电子控制组件。

在示例性实施例中，提供了数字处理器902(例如为，微控制器)，其连接到信息系统总线904。信息系统总线904与电子控制组件900的其他元件互连。在示例性实施例中，包括气体传感器组件22的电子控制组件900可以安装到印刷电路板组件908上。气体传感器组件22可以为任何合适的类型。在商用装置中，通常采用半导体形式的气体传感器组件来监控CO气体。更典型地，半导体气体传感器组件22可从Figaro USA Inc.(Glenview，IL)商购获得。可以设想使用其他合适的CO传感器。如上所述，本发明也适用于测试用于其他气体的监控仪。因此，应当可以使用其他类型的气体传感器。

电子控制组件900包括输出装置912，例如安装在印刷电路板组件908上的蜂鸣器单元912。当气体传感器组件22检测到CO气体的浓度不合适时，作为响应，蜂鸣器单元912会向操作人员/使用者发出可听见的报警声。还可以设想出以任何所需的方式发出警报的其他合适的输出装置912，例如，视觉指示器(如发光二极管等)、第三方报警系统、显示装置等。

致动器开关914安装在印刷电路板组件908上。开关致动杆66的远端与致动器开关914的表面间隔开。致动器开关914适于与开关致动杆66的末端接触，并且如下文所述，其功能是根据致动器开关914被启动的次数引发正常操作模式和本发明的CO测试模式。还可以设想出其他合适的启动方案。在本实施例中，使用单个开关来启动正常模式和测试模式。但也可以使用其他开关布置方式来实现这些模式的操作。

控制机构916包括在数字处理器902的控制下操作的继电器机构918。继电器机构918用来向监控面板(未示出)上的外部警报装置发送信号。在数字处理器902的控制下并作为对气体传感器组件22感测到的状态的响应，在正常操作模式下，数字处理器902会发出信号以启动(例如)蜂鸣器单元912，以警告存在被视为具有潜在危害的预定含量的CO气体浓度。数字处理器902还可以提供其他信号，例如当可置换的电池(未示出)电量不足时。电源910用来为电子控制组件900供电。电源910可以为硬连线的和/或为封装在气体监控仪装置12内的可置换的电池(未示出)。电源910可以连接到线束40。数字处理器902(如微控制器)可以通过显示信号以已知的方式控制显示器922(如发光二极管922)的操作。在本实施例中，显示器为单个元件，但也可以采用任何合适的显示器或多个显示器。发光二极管922的信号可以表现为闪烁和/或不变的不同颜色，它们的状态经过选择，来代表某种所需的操作状态。也可以设想出其他类似和熟知的实施方式，来提供表示气体监控仪装置不同状态的显示器。发光二极管922适于与显示器开口68(图2)对准。

数字处理器902可以为任何合适的类型。数字处理器902附接到印刷电路板组件908。数字处理器902经过编程，可以响应气体传感器组件22在一个或多个时间间隔内获得的被监控测试气体的参数读数，以监控气体监控装置12的性能。如上所述，在本实施例中，数字处理器902通过微控制器形式实现，例如可得自Microchip Technology Inc.(Chandler，Arizona，USA)的微控制器。数字处理器902也可以通过硬件形式实现，例如在半导体芯片上的专用集成电路(ASIC)。数字处理器902在采用合适的应用程序预先编程后，不但可以执行上述正常模式操作，而且也可以执行下述测试模式操作。

数字处理器902与连接到互连总线904的系统组件中的每一个交换指令和数据，以根据固件应用程序要求执行系统操作，其中固件应用程序包括用于气体监控装置正常模式操作的固件应用程序924和测试模式固件应用程序926。这些固件应用程序924和926可以存储在永久性或非易失性存储装置中，例如存储在闪存932或应当适用于被处理的处理数据的其他一些合适的非易失性存储装置中。固件应用程序924和926的程序代码在数字处理器902的控制下由闪存932执行。随机存取存储器(RAM)930用于在固件执行程序过程中存储数据。虽然测试模式应用程序926通过可由处理单元执行的固件来实现，但其也可以通过硬件(如电路)来实现。测试模式应用程序操作数字处理器902来启动显示器922，以指示通过/失败状态。电可擦可编程只读存储器(EEPROM)928也可以被使用，并包含其他数据，例如与下述气体传感器组件22的操作特性相关的预定参数值。

图8示出了根据由气体传感器进行的一系列先前样品的测试结果绘制而成的一系列单独曲线802_a-n(统称802)的传感器响应曲线图800，该气体传感器属于与所示气体传感器组件22(如半导体传感器)类似并已经过验证的一组或一类传感器。在该实施例中，用于验证气体传感器组件22响应的预定参数值是与气体传感器响应曲线802中的选定的一条曲线相关的值，下文将对此进行说明。根据本发明已确定，气体传感器响应曲线图800中示出的斜率最低的曲线802(如802_n)被视为表示这样的曲线：已经验证的本来合格的操作气体传感器的最慢响应时间的曲线。在长期暴露于气体之后生成的响应曲线被视为具有最慢的响应时间。因此，可以选择最慢的合格的响应曲线与气体传感器组件22比较，以用于验证用途。或者，可以根据实际气体传感器组件22之前验证的响应生成传感器响应曲线图，而不是与一组类似的传感器进行比较。

在该可供选择的实例中，如响应曲线图(图8)所示，可以选择最低(斜率最低)的响应曲线来产生具有最慢响应(该响应本来应当验证气体传感器组件22的响应)的响应曲线。应当理解，最慢或较慢的响应曲线用来限定合格的气体监控仪性能的一个极限或边界。如下文所述，可以使用其他响应曲线(如最快或最强的响应性)，并且其限定根据本发明的合格的气体监控仪性能的另一个极限或边界。

所生成的图为可以使用的多个图的示例。还应当理解的是，如果某些环境条件发生改变，传感器对于特定的气体可能不具有相同的响应。有许多影响传感器响应的不受控的变量。例如，像湿度、温度这样的变量，以及一组监控仪中读数的自然偏差也会影响响应曲线。因此应当理解，本文所提供的曲线会根据这些广泛的变量而变化。然而，根据本发明，可以选择一系列生成的曲线中的至少一条，并用下述方式进行比较。在图示实施例中，所选曲线可以反映最慢的合格的响应。如下文将要解释的那样，可以获得其他针对CO的传感器响应曲线，例如典型的首次暴露于气体的响应曲线(最快或最强的响应性型的曲线)。也可以利用测试气体处于不同浓度含量(如100ppm等)时的响应。

如上所述，曲线802_n被视为表示与正确操作的气体传感器的最慢响应接近的响应。据信，这适合于验证气体传感器组件22。传感器响应曲线802_n的斜率或上升斜率表示气体传感器组件在由(例如)制造商验证的预定时间间隔内导致平衡响应或平衡状态时的上升斜率值或斜率。如上所述，说明书和权利要求书中使用的“平衡响应”定义了一种响应，这种响应使得被测气体监控装置12的气体传感器组件22的气体读数值不再增加。根据该实施例，曲线802_n已用来限定验证时用于比较用途的预定上升斜率值。这样，就会设定出合格的气体监控仪性能的两个边界中的一个。预定的上升斜率值是在经过预定的时间(如一(1)分钟)，气体传感器值达到30ppm的读数或阈值(该阈值为被测气体传感器组件22的额定验证值)之后获得的。响应曲线802_n上的点804表示经过预定时间(即1分钟)，气体传感器值达到阈值之后的传感器读数。例如，在点804处的值的读数为170ppm。预定上升斜率值通过采用170ppm并减去30ppm(气体传感器的验证值或阈值)进行计算。经过这样计算之后，差值为140ppm。由于预定的时间间隔为一(1)分钟，因此上升斜率为140ppm/分钟。也可以用其他合适的时间间隔来确定斜率。

出于保守起见，提供了安全系数，140ppm/分钟的值将乘以50％的安全系数。应当理解，50％的安全系数值是为该气体监控仪选定的，但对于其他装置和/或当可用数据更多时，可以使用不同的安全系数值。本实施例所采用方法是为了确定气体传感器通过测试的合格的响应边界。根据本发明，合格的安全系数值可以在大于或小于50％的范围内。用于限定最慢响应曲线的边界的安全系数值考虑了影响传感器响应时间的已知变量。这样，在事实上没有读数的情况下，预定的上升斜率值将不会引起错误读数。应当理解，可以采用宽泛的合格的安全系数值范围，并且这些实例不应视为限制性的。

重新参考图8，如果气体传感器组件是在后来测试的，并且具有至少达到至少70ppm/分钟的上升斜率值，则表明气体传感器组件“通过”了测试，并且视为可以按预期方式操作。或者，如果测试上升斜率值小于70ppm/分钟，则表明气体传感器组件“未通过”测试，并且视为不可以按预期目的操作。虽然选择了70ppm/分钟的示例值，但也可以选择其他合适的值。例如，上升斜率值可以落在经确认适合民用和商用的带或范围内。

其他系数会引起气体传感器组件22过早报警。如果传感器反应太慢或太快，则通常无法满足制造商或行业的标准要求。例如，如果电子控制组件的电阻器(未示出)发生故障，则气体传感器组件可能会过早快速响应(超出合格性能的边界)。因此，本发明设想具有第二预定上升斜率值，可以用该值进行比较，以确定监控装置是否正确操作。下文将对此进行说明。就这一点而言，图11和图12参考性地示出了产生第二预定上升斜率值的方法。

监控应用程序限定了用于验证被验证气体传感器组件22的气体测试过程1000。监控应用程序大致会等待测试模式的开始。这会在使用者启动致动器开关后实现。在该实施例中，致动器开关914由使用者在若干秒内快速顺序启动，以通过测试模式应用程序926启动测试模式。这种信号相对于可由开关触发的其他功能区分其功能。

图10参考性地示出了气体测试过程1000的一个实施例，该过程通过使用根据本发明的气体监控装置测试模式应用程序926来实现。气体测试过程1000从框1002开始。测试管理员或检查员(inspector)将使用附接到调节器20的管子24把流体连接装置16附接到上述电子控制组件900，其中气体输送开口对准气体传感器组件。因此，当按照下述方式实际施加测试气体时，气体传感器组件22即可感测到测试气体。所用测试气体具有选择的浓度以触发警报。例如，测试气体具有400ppm的浓度，该浓度不但超出气体监控装置12所采用的响应浓度(如30ppm)，而且确保测试过程更快地进行。也可以采用其他浓度的测试气体来测试监控仪。一般来讲，用于测试的气体浓度越低，测试时间就越长。

根据该实施例，期望在开始进行测试过程1000之前，气体监控装置12周围的空气应当不含浓度超出气体监控装置12的最低响应浓度(如30ppm)的一氧化碳。为此，继续进行测试过程1000，以开始定时器框1004，气体传感器组件22在此处获得第一读数。在获得第一读数之后，测试过程1000进行至决策框1006，在此处初步确定气体监控装置周围的空气是否不含浓度高于气体监控装置的最低浓度值(如30ppm)的一氧化碳，以便通过测试过程1000。

如果决策是否定的(即“否”)，读数值实际上至少达到最低响应浓度30ppm，则表明监控器周围的空气没有达到所需纯度。这样，在故障框1008处就会识别到故障，从而结束测试过程。这样，测试者或使用者将尝试净化气体监控仪周围的空气。或者，如果决策框1006的决策是肯定的(即“是”)，则测试过程1000将进行至施加气体框1010，测试者或使用者将在这里打开调节器20，以允许一氧化碳流入流体连接器本体70。

在施加测试气体之后，测试模块将获得另一个读数，该读数由气体传感器组件22在读取传感器读数框1012处读取。在决策框1014处，将确定前一读数是否至少达到与气体传感器组件的响应有关的阈值。在图示实施例中，将30ppm视为阈值，该值为气体监控装置12的最低响应浓度。如果决策框1014处的决策是否定的(即“否”)，则测试过程1000将继续进行至决策框1016，在这里确定定时器的运行时间是否少于五(5)分钟。具体地讲，在决策框1016处，如果确定定时器的运行时间少于五(5)分钟，则测试过程1000将往回循环获取后续的传感器读数框1012。除了五(5)分钟外，也可以设想出其他合理的时间。测试过程1000将继续该循环，直到决策框中的决策表明气体传感器组件读取到至少达到30ppm的读数，或者定时器的运行时间已经超出五(5)分钟，并且读数值没有达到至少30ppm。在后一种情况下，测试过程1000将进行到故障框1008，以表明气体读数达到了测试过程1000结束的故障条件。

如果决策框1014的决策是肯定的(即“是”)，则测试过程1000将在读数存储框1018中将第一读数存储在RAM存储器中。之后，测试过程1000将由延时框1020产生预定时间的时间延迟，以允许气体传感器组件在第二读数框1022中读取第二读数。在图示实施例中，延时框1020所产生的时间延迟为一分钟。当然，根据被测气体的性质，也可以使用其他时间延迟。

读取完第二读数，在预定的时间间隔结束后，测试过程1000将进行到决策框1024。在决策框1024中，利用测试模块应用程序926来预测1分钟后气体传感器组件的最低响应浓度是否至少达到预定的上升斜率参数值(如70ppm/分钟)。从而，可以在短时间内由测试模块应用程序926确定出监控仪是否有效，而不必经过典型测试周期的测试。

如果决策是肯定的(“是”)，则表明气体监控装置12达到了测试过程1000的通过状态(即“通过”)。或者，如果测试模块应用程序926确定气体监控装置12的上升斜率值没有至少达到70ppm/分钟，则测试过程1000将进行到故障框1008，并在这里结束测试过程。这表明气体监控装置12没有通过测试。

图11和图12参考性地描述了本发明的替代实施例。首先参见图12，该图示出了根据由气体传感器进行的一系列先前样品的测试结果绘制而成的一系列单独曲线1202_a-n(统称1202)的传感器响应曲线图1200，该气体传感器属于与所示气体传感器组件22(如半导体传感器)类似并已经过验证的一组或一类传感器。在该实施例中，用于验证气体传感器组件22响应的预定参数值是与气体传感器响应曲线1202中的选定的一条曲线相关的值，下文将对此进行说明。根据本发明已确定，气体传感器响应曲线图1200中示出的斜率最高的曲线1202(如1202_a)被视为表示这样的曲线：已经验证的本来合格的操作气体传感器的最快响应时间的曲线。考虑到气体监控仪的不同响应特性，本实施例选择了在相当长的时间内并未暴露于CO的气体传感器的典型响应。与上述长时间暴露于气体后所生成的响应曲线不同，这些曲线是在传感器首次暴露于气体后生成的。如本专利申请所用，“首次暴露”是指传感器在长时间没有感测气体之后首次暴露于气体。长时间是指未感测时间至少可为(例如)四(4)周或以上。因此，最快的合格的响应曲线可以选自这些响应曲线中的一条，以用于将其与气体传感器组件22的响应比较，从而验证性能的合格范围上限。或者，可以根据实际气体传感器组件22之前验证的响应生成传感器响应曲线图，而不是与一组类似的传感器进行比较。

如上所述，曲线1202_a被视为表示与正确操作的气体传感器的最快响应接近的响应。据信，这适合于验证气体传感器组件22。根据该实施例，曲线1202_a已用来限定验证时用于比较用途的预定上升斜率值。这样，就会设定出合格的气体监控仪性能的两个边界中的一个。预定的上升斜率值是在经过预定的时间(如一(1)分钟)，气体传感器值达到30ppm的读数或阈值(该阈值为被测气体传感器组件22的额定验证值)之后获得的。响应曲线1202_a上的点1204表示经过预定时间(即1分钟)，气体传感器值达到阈值之后的传感器读数。例如，在点1204处的值的读数为约427ppm。该值为比30ppm(气体传感器的验证值或阈值)的读数晚60秒的读数。预定上升斜率值通过采取427ppm的值并减去30ppm(气体传感器22的验证值或阈值)进行计算。经过这样计算之后，差值为397ppm。由于预定的时间间隔为一(1)分钟，因此上升斜率为397ppm/分钟。也可以用其他合适的时间间隔来确定斜率。

如果采用150％的安全系数，则最大上升斜率为(427-30)×1.5＝596ppm/分钟。这已经近似于600ppm/分钟。根据本发明，合格的安全系数值可以在大于或小于150％的范围内。用于限定最快响应曲线边界的安全系数值考虑了影响传感器响应时间的已知变量。这样，在事实上没有读数的情况下，预定的上升斜率值将不会引起错误读数。应当理解，可以采用宽泛的合格的安全系数值范围，并且这些实例不应视为限制性的。

图11示出了根据本发明的另一个测试过程1100。在该实施例中，其中第一和第二预定上升斜率值用来限定气体监控装置12的合格的验证性能的边界或范围。测试过程1100类似于上述测试过程1000。具体地讲，框1102-1122执行与上述对应框1002-1022基本上相同的过程。因此，这里并不讨论框1102-1122的功能。测试过程1100和测试过程1000之间的区别为，在框1124中，使用第一和第二预定上升斜率来限定合格的验证性能的下/上边界或范围。因此，测试模块应用程序924包括框1124的功能，下文将结合图12对此进行描述。在决策框1124中，测试模块应用程序926用于预测：气体传感器组件的最低响应浓度在1分钟之后是否至少达到一个极限或边界(如被视为合格的最慢响应)的第一预定上升斜率参数值(如70ppm/分钟)，并且是否未超出合格的性能范围的另一个极限或边界(如被视为合格的最快响应)的第二预定上升斜率值600ppm/分钟。从而，可以在短时间内由测试模块应用程序926确定出监控仪是否有效，而不必经过典型测试周期的测试。例如，对于400ppm的浓度，测试可以在约1-1/2分钟或更短时间内完成。如果如上所述在本图示实施例中使用的气体传感器上进行平衡测试，可以在约4.5分钟至约5分钟(或大约至少多300％的时间)内完成对传感器的验证。从而，该测试方法显著缩短了测试时间。

同样，如果框1124的决策为肯定的(“是”)，则表明气体监控装置12“通过”测试过程1100。因此，要达到通过条件，测试过程中的上升斜率值必须至少达到70ppm/分钟，并且不得超出600ppm/分钟。或者，如果测试模块应用程序926确定气体监控装置12超出600ppm/分钟，则测试过程1100将进行到故障框1108，并在这里结束测试过程1100。这表明气体监控装置12未通过测试或测试失败，因为根据与合格的气体监控仪性能的边界进行比较，其响应要么过快，要么过慢。

图13-17示出了本发明的便携式手提测试工具或便携式气体测试系统1300的一个示例性实施例。气体测试系统1300适于连接到一个或多个气体监控仪1302；图13仅示出其前盖组件1304的内部。但应当理解，与气体测试系统1300联合使用的气体监控仪类似于上述一种气体监控仪。为了进行本实施例的过程，对上述气体监控仪作出了改动。下文将描述这种改动。由于气体传感器评估是采用便携式气体测试工具或系统1300进行，而不是在固定环境(即气体监控仪内)下进行，因此可以实现高度可移动性和通用性的气体测试过程。因此，可以将便携式测试工具从一台气体监控仪移至另一台气体监控仪。气体测试系统1300对本质上采用上述测试模式应用程序或测试模块应用程序从气体监控仪采集的气体传感器数据进行数据处理。但为了描述其在便携式环境中的操作，对上述测试模块进行了改动，并且将在下文阐述。

本发明提供了类似于上述流体连接器的单独的流体连接器1306，该连接器用于输送可用于执行本实施例的气体测试过程的测试气体。就这一点而言，上文描述了其结构和功能的具体实施方式。虽然所示流体连接器1306为单独的元件，但本发明设想流体连接器1306和气体测试系统1300可以一体化为单个单元。或者，可以用流体连接器以外的其他装置施加测试气体，并且不影响气体测试系统1300的便携功能。

继续参见图13-17，图中示出便携式气体测试系统1300的一个示例性实施例。气体测试系统1300包括便携式壳体组件1310，其具有从其一端伸出的印刷电路型卡缘连接器组件1312。参见图15，壳体组件1310包括配合在一起的大致矩形的前盖组件1314和后盖组件1316(参见图13和图14)。前盖组件1314和后盖组件1316可以通过螺纹构件1318(图15)固定在一起，该螺纹构件在合适的通道与螺纹毂或壳体组件的类似部件内拟合。前盖组件1314中设置有显示器开口1320。此外还设置了一对开关按钮1321a和1321b。本发明的精神和范围包含各种壳体组件的构造与配置。虽然本实施例描述的前盖组件的前方朝向为如图所示取向，但应当理解，前盖组件可以为任何合适的侧面取向的，包括相对于前盖面朝外。

壳体组件1310内包含电子控制组件1322(图15和图16)，如下所述，通过操作该电子控制组件可以实现本发明的气体测试过程。电子控制组件1322中包含显示装置1324，该显示装置可以为任何合适的类型，例如提供数字字母混合读出的液晶显示(LCD)装置1324。液晶显示装置1324与显示器开1320对准。虽然示出了液晶显示装置，但也可以使用其他合适的视觉显示器或其他信息输出装置。在本实施例中，液晶显示装置1324为单个单元，但其可以由若干液晶显示器单元构成。

用于电子控制组件的电池电源1326可以包括装在电池仓1328内的一对碱性电池或可充电电池1326(图15)，并且用于提供气体测试系统1300操作所需的电力。可拆除的电池门1330与后盖组件1316相连，以允许插入和移除电池1326。顶片1332被固定在与之配合的前壳体组件1314和后壳体组件1316上，用于将卡缘连接器组件1312固定在其上。开口1334被成形为容纳卡缘连接器，该卡缘连接器具有与印刷电路板上的匹配结构(未示出)配合的连接器引脚。开1334成形于顶片1332中，以容纳卡缘连接器组件1312，从而允许卡缘连接器组件的其他末端与气体监控仪1302的电子控制组件1336(图13和图14)配合操作。

气体监控仪1302的电子控制组件1336连接到气体监控仪的前盖1304上。气体监控仪1302的电子控制组件1336基本用作前述实施例的气体监控仪的电子控制组件。然而，正如下文指出，由于测试气体模式是由便携式气体测试系统、而不是固定式监控仪本身进行的，从而进行了一些改动。因此，没有必要将(例如)上述测试模式应用程序存储在气体监控仪电子控制组件1336中的闪存中。此外，电子控制组件1336可以被配置成提供气体传感器组件1338的实时数据读数以及气体监控仪的唯一识别数据。唯一识别数据可以辨识特定的气体监控仪，例如通过序列号辨识。序列号数据提供了被测网络中特定气体监控仪的具体信息。也可以提供其他类型的唯一标识符。气体传感器读数可以通过数字或模拟信号提供。这些数据信号由信息总线(未示出)传递到布置在印刷电路板1342上的多个空间上隔开的信号触点1340(图13)。气体传感器读数可以表示被感测的CO的浓度含量。信号触点1340位于与印刷电路板1342边缘相邻的地方，以便被物理连接到卡缘连接器组件1312。这样就建立了从气体监控仪向气体测试系统传输数据的单向模式通信。虽然描述的是单向模式，但也可以如下文另一个实施例中所述采用双向模式。

重新参见印刷电路卡缘连接器组件1312，它可以被构造为物理连接到多个信号触点1340的任何合适的类型。通常，印刷电路卡缘连接器组件1312可以包括连接器壳体1344(图13和图14)，该连接器壳体限定了容纳多个连接器触点1346的腔体。连接器壳体1344适于接纳印刷电路板1342的边缘，以便将连接器触点1346物理连接到信号触点1340。可以设想使用多种合适的边缘连接器组件。一种代表性类型的边缘连接器组件可从AMP Corp.(Harri sburg，PA)商购获得。

连接器壳体1344(图14)中形成有一对匹配凹槽1348。匹配凹槽1348的尺寸被确定并被成形用于适应用于支承电子控制组件1336的安装柱1350。这样，匹配凹槽1348有利于信号触点1340与数据输出信号触点1340的正确对齐。卡缘连接器自身与印刷电路板对齐，连接器触点1346直接与数据输出信号触点1340物理接合。

参见图16，该图为电子控制组件1322的简化框图，图中包括便携式气体测试系统1300的印刷电路板1352(图15)。图中包括信息系统总线1354，其与电子控制组件1322的元件互连。在电子控制组件1322的示例性实施例中，提供了数字处理器1356，例如为连接到信息系统总线1354和印刷电路板1352的微控制器1356。电子控制组件1322的显示装置1324、电源1326和印刷电路卡缘连接器组件1312也电连接到信息系统总线1354。而且，测试致动器1358也连接到信息系统总线1354。测试致动器1358包括测试开关1358a和选择开关1358b(参见图15)。测试开关1358a和选择开关1358b分别与从前盖组件1314(图15)上形成的对应开口伸出的测试按钮1321a和选择按钮1321b配合，从而使前者和后者可以协同操作。测试人员或使用者可以通过将要描述的方式手动启动开关1358a和1358b。虽然示例性实施例描述了使用一对开关来影响测试模式，但也可以采用其他开关系统和布置方式。

数字处理器1356可以为任何合适类型的可编程电子器件。数字处理器1356附接到印刷电路板1352。数字处理器1356被编程以响应从气体传感器组件1338向该处传输的被监控测试气体参数读数。读数可以在一个或多个时间间隔内获得，例如，以每秒一个的速率提供数据。在本实施例中，数字处理器1356通过微控制器形式实现，例如可得自MicrochipTechnology Inc.(Chandler，Arizona，USA)的微控制器。数字处理器1356也可以通过硬件形式实现，例如在半导体芯片上的专用集成电路(ASIC)。数字处理器1356采用合适的应用程序预先编制了程序，以执行下述测试模式操作。

数字处理器1356也可以提供其他信号，例如当可置换的电池1326电量不足时。数字处理器1356可以通过显示信号以已知的方式控制液晶显示装置1324的操作。

数字处理器1356可以与连接到信息系统总线1354中的每一个系统元件交换指令和数据。数字处理器1356根据固件应用程序(包括测试模块应用程序1370)的要求执行系统操作。测试模块应用程序1370可以存储在永久性或非易失性存储装置(例如闪存1372)中。也可以使用其他合适的非易失性存储装置。测试模块应用程序1370的程序代码在数字处理器1356控制下从闪存1372执行。随机存取存储器(RAM)1374在固件应用程序执行过程中存储数据。虽然测试模式或测试模块应用程序1370通过可由数字处理器1356执行的固件来实现，但也可以通过硬件(如电路)、或其他可编程电子器件(例如计算机系统)实现。

测试模式应用程序1370操作数字处理器1356来启动显示装置1324，以提供可用于实现气体测试过程的不同类型的信息。例如，可提供有关监控仪序列号、物理地址、或提供监控仪列表的信息。可以提供的其他信息包括CO峰值含量和从CO峰值含量开始的实耗时间。后一种信息可以用于找到进入报警状态的监控仪。因此，有人可能想要测试进入报警状态的监控仪，以确保监控仪正确工作。

也可以使用包含数据的电可擦可编程只读存储器(EEPROM)1376，例如EEPROM中用于不同浓度的气体的不同测试极限或用于不同气体的不同测试极限。也可以在EEPROM内存储结果的数据日志。这包括序列号数据。如上所述，这些操作特性用来根据测试模块应用程序验证气体传感器的操作。EEPROM 1376也可以包含其他数据，例如与气体监控仪唯一标识符有关的数据。这种标识符的实例为监控仪中的每一台的序列号。每一个序列号用来辨识气体监控仪中的对应的一台，以便在气体测试过程中验证身份。此外，数据可以包括监控仪中的每一台的物理地址或其他合适的识别信息。如上所述，测试模块应用程序1370被配置成允许测试人员或使用者选择可能列在显示装置1324中的气体监控仪中的特定一台。

现在参见图17A和图17B，图中示出了使用测试模式应用程序1370实现的气体测试过程1700的一个实施例。在“按下测试按钮以开始并初始化”框1702内，测试人员或使用者可通过按下测试按钮1321a来启动测试启动开关1358a，从而开始气体测试过程1700。该操作将开始并初始化便携式气体测试系统1300的测试模块应用程序1370的操作。

之后，气体测试过程1700前进到“找到所有已连接监控仪并显示地址”框1704，在这里气体测试过程1700将找到已连接到气体测试系统1300的所有气体监控仪。如本申请中所用，术语“已连接”在该语境下表示气体监控仪被物理连接到气体测试系统1300。或者，术语“已连接”表示网络中的气体监控仪正在通信，或者术语“已连接”表示气体监控仪无线连接到气体测试系统1300。在依靠物理连接的便携式系统中，在液晶显示装置1324上辨识物理连接的气体监控仪。在作为另外一种选择的无线系统中，便携式气体测试系统1300可以在其无线通信范围内与若干气体监控仪通信。因此，数字处理器1356可以在液晶显示装置1324中显示那些已发现邻近气体测试系统1300并与之通信的所有气体监控仪。这样显示的气体监控仪可以按有序方式显示。在该方法中，可以显示所列第一台气体监控仪的地址。

可以设想出若干不同的信息显示方法。例如，这类显示信息可以包括每一台监控仪的物理地址。因此，测试人员或使用者可以前进到那些与之邻近的经识别的气体监控仪，以继续测试。在网络中，本发明设想出有利于在测试模块应用程序1370控制下选择气体监控仪中的一台的测试工具或测试系统。为了方便选择，使用者或测试人员按下测试按钮，以显示连续的CO监控仪的序列号。一旦显示正确的序列号，就按下选择按钮以测试所选CO监控仪。

就这一点而言，在“按下选择按钮以选择监控仪”框1706中，测试人员或使用者通过如下方式进行启动：按下选择开关按钮1321b以启动选择开关1358b，进而选择所显示的气体监控仪中将要进一步测试的监控仪。一旦选择之后，测试人员或使用者就可以通过按下“按下测试按钮以开始测试”框1708中的测试按钮1321a进行启动，以开始根据测试模块应用程序1370进行测试。在“启动定时器”框1710中，在数字处理器1356控制下启动时间间隔，以对下述操作进行计时。

接着，气体测试过程1700前进到“获取传感器读数”框1712，在这里通过气体测试系统1300获取气体传感器组件的气体传感器读数。当然，所述气体传感器读数是通过上述物理连接方式在所述一(1)秒的时间间隔内传输到气体测试系统1300的。在“是否成功获取传感器读数？”决策框1714中，对是否成功获取传感器读数作出决策。如本专利申请所用，所谓术语“成功”是指对是否已经获取气体传感器读数作出的决策，而不论该读数值是多少。因此，框1714不对与传感器读数相关的任何值进行评估，而是评估是否事实上已经获取气体传感器读数。成功读数的相关性表示所选气体监控仪可以操作，并且可以进一步测试。如果气体测试系统1300没有获取气体传感器读数，那么决策框1714将表明出现故障状态。从而，气体测试过程1700将前进到“结束”过程框1715。或者，如果决策框1714中的决策是肯定的(即“是”，表示获取已经成功)，则气体测试过程1700可以如下所述继续进行。

接着，气体测试过程1700将前进到“CO读数是否小于30ppm？”决策框1716。就这一点而言，决策框1716将对气体传感器1338是否感测到浓度值小于30ppm(气体监控仪的标称操作含量)的气体作出决策。接着，气体测试过程1700将按照上文关于图10中的框1006的所述方式继续运行。基本上，如果测试模块应用程序1370确定在被测气体监控仪处感测到的气体浓度含量为30ppm或更高，则测试模块应用程序1370将发出故障信号。故障信号传送到“结束”过程框1715，从而表示气体测试过程1700不应当前进，因为在气体监控仪处存在不纯净的空气。如上所述，不纯净的空气不会产生有效结果。或者，如果获取的读数小于30ppm，则测试模块应用程序1370会促使显示装置1324在“提示施加400ppm的CO”框1718处发出合适的提示。该提示建议测试人员或使用者施加测试气体，以继续测试。如上述实施例所述，施加浓度约400ppm的测试气体是为了继续气体测试过程1700。如上所述，也可以施加其他浓度的测试气体。除了上述方法外，还可以通过多种合适的方法进行提示。在“提示施加400ppm的CO”框1720中，使用者或测试人员可以通过如上述实施例所述的流体气体连接器1306向气体传感器施加浓度含量400ppm的测试气体。

接着，气体测试过程1700前进到“获取传感器读数”框1722(图17B)。在“获取传感器读数”框1722处，测试模块应用程序1370可以运行以获取另一个气体传感器读数。如前所述，测试模块应用程序1370可以在定期时间间隔内运行，以获取这样的读数。时间间隔可以有差别，但在本实施例中，所述时间间隔为一秒。

接着，气体测试过程1700前进到“是否成功获取传感器读数？”决策框1724。在决策框1724中，测试模块应用程序1370可以运行以确定是否成功获取气体传感器读数。测试模块应用程序1370并不涉及获取的读数是否具有任何特定值，而只涉及是否存在读数值。如果没有获取读数(即“否”)，那么气体测试过程1700就会表示存在故障状态(即“不成功”)，并且气体测试过程接着将前进到“结束”过程框1715。或者，如果存在所获取的读数(即“成功”)，则气体测试过程1700将前进到“CO读数是否大于30ppm？”决策框1726。

在决策框1726中，气体测试过程1700确定从决策框1724获取的CO读数是否大于30ppm。如果决策是否定的(即“否”，读数表示的浓度含量不大于30ppm)，则气体测试过程1700将前进到“定时器运行是否小于五(5)分钟？”决策框1728。决策框1728确定是否在上述计时开始起小于五(5)分钟的时间内发生读数获取。选择五(5)分钟是因为，如果气体测试过程花费五分钟或更长时间，则气体测试过程可能不会产生有效结果。例如，5分钟的时间间隔是为了防止测试不确定地进行：测试瓶中没留下气体；气体由于其他原因没有到达传感器；或者传感器没有响应于测试气体。如果定时器运行了五分钟或更长时间，则气体测试过程1700表明存在故障。从而，气体测试过程1700将前进到“结束”过程框1715。或者，如果从开始计时经过了不足五分钟，则仍可以进行有效测试。因此，测试模块应用程序1370循环回“获取传感器读数”框1722，在此处尝试获取另一个气体传感器读数。接着，气体测试过程1700返回“是否成功获取传感器读数？”决策框1724。在决策框1724中，对于是否实际获取上一个气体传感器读数进行决策。如果没有获取新的传感器读数，则表明出现故障状态，并且气体测试过程1700接着进行到“结束”过程框1715。另一方面，如果获取到读数，则气体测试过程1700将返回决策框1726，在此处重新对CO读数是否大于30ppm进行决策。因此，气体测试过程1700将在1724框和1726框处重复执行，直到作出故障决策或决策框1726肯定地确定气体传感器的CO浓度读数大于30ppm。

如果在“CO读数是否大于30ppm？”决策框1726中的决策是肯定的(即“是”)，气体浓度值大于30ppm，则气体测试过程1700将前进到“存储第一读数”框1730，其中来自框1726的第一读数存储在RAM中。之后，气体测试过程1700前进到“等待一分钟”框1732，并在此等待下一个或第二气体读数值。成功获取第一读数和获取第二读数之间的等待时间为约一(1)分钟。这类似于上述关于其他实施例的时间间隔。显然，可以采用不同的时间间隔。然而，为了保持一致性，仍然采用了一(1)分钟的时间间隔。如前所述，选择一分钟的时间间隔是为了快速有效地进行测试。在“等待一分钟”框1732强加的一分钟等待时间结束后，气体测试过程1700将前进，以在“获取传感器读数”框1734处获取第二读数。如前所述，测试模块应用程序1370运行以获取传感器读数。第二读数为施加400ppm的CO后，在气体监控仪处的CO的实时气体浓度含量。

获取第二读数之后，气体测试过程1700将前进到“是否成功获取传感器读数？”决策框1736。在决策框1736中作出是否获取读数的决策。如果没有获取该第二读数，则气体测试过程1700表明存在故障状态。从而，气体测试过程1700将前进到“结束”过程框1715。当然作为另外一种选择，如果已经获取第二读数，不论读数值是多少，气体测试过程1700都会前进到“是否CO的第二读数减第一读数的差不小于70ppm且不大于600ppm？”决策框1738。

气体测试过程1700在决策框1738中执行，以确定是否所获取的第二读数(或获取值)减去所获取的第一读数(或获取值)的差等于或大于70ppm或等于或小于600ppm。如果决策是肯定的(即“是”)，则气体测试过程1700将进行到“结束”测试程序框1740。因此，被测气体监控仪的气体传感器组件1338被视为有效或已通过测试过程。该信息可以在数字处理器控制下传输至液晶显示装置1324。或者，如果第二读数减第一读数的结果落在合格性能边界外面，则气体测试过程1700表示“失败”状态，从而气体测试过程将前进到“结束”过程框1715。

现在参见图18，图中示出无线便携式测试工具1800的示例性实施例。本实施例与上述实施例的根本区别是，相关数据和指令不是直接通过硬线传送，而是通过无线模式传送。因此，测试工具1800可用于无线操作气体监控仪1802。气体监控仪1802被构造成能以和上述实施例几乎相同的方式操作，主要区别在于数据和指令是通过无线方式而不是硬线连接方式传送。因此，气体监控仪1802包括无线发射装置1804，例如射频(RF)发射机1804。虽然在一个示例性实施例中将无线通信模式描述为射频方式，但也可以设想出其他合适的无线通信模式。例如，其他设想的无线通信形式包括但不限于下列模式：红外模式、微波模式、声音模式等。当然，根据本发明，应当理解的是，接收无线数据和指令的模式与传送模式相容。

便携式测试工具1800包括容纳无线数据接收装置1806的壳体组件1808，该无线数据接收装置与气体监控仪1802中的无线RF发射装置1804进行通信。RF接收器1806将所接收的信号通过无线接口传送到电子控制电路1812的数字处理器1810(在根据本发明的测试算法处理数据方面，该电子控制电路类似于上述实施例的电子控制组件1336)。无线RF发射装置1804被构造为向RF无线接收装置1806传输气体传感器组件1814的数据读数。传输过程在数字处理器1816的控制下进行。

应当理解，RF无线接收器1806取代了上述实施例的卡缘连接器组件，以从气体监控仪1802接收有关气体传感器读数的数据。RF发射装置1804取代了上述实施例中印刷电路板(未示出)上的信号触点(未示出)来传输数据。无线RF发射装置1804通过接口连接至气体监控仪1802的电子控制组件1836。在其传输气体传感器的测试数据的功能方面，电子控制组件1836类似于上述实施例中气体监控仪的电子控制组件。电子控制组件1836的数字处理器1816可以命令气体传感器组件以离散的时间间隔或相对连续地操作，以便在测试过程中获取传感器读数，并且将这些读数传输到无线测试工具1800电子控制组件1812的数字处理器1810。传输的数据为数字数据。可以使用示例性的RF协议，这些协议包括但不限于Bluetooth^TM、Zigbee^TM、802.11a/b/g、和CC1000。无线信息的传输距离可通过已知的方式控制。虽然本实施例描述的是单向系统，但应当指出的是，也可以进行双向传输。在双向传输的情况下，无线测试工具1800和气体监控仪都应当使用无线收发机。这种方法可以用在下述计算机网络中，其中无线方法应当依靠合适的无线协议进行信息传输。

便携式测试工具1800的总体操作在如何传输和接收数据方面是不同的。当然，在无线模式下，便携式装置的壳体组件没必要设置有助于使测试工具与气体监控仪正确对齐以传输数据的匹配凹槽。如上所述，可以采用其他合适的无线方法，例如红外光(IR)、可见光或声能方式。对于IR方式而言，气体监控仪数据传输单元的电子控制组件应当设置有光电二极管，以便与测试工具1800的光电探测器或光传感器配合操作。除无线传输模式之外，就像上述相关实施例中所述操作方式一样，测试工具的电子控制组件1812也包括用来根据所述测试算法处理数据的测试模块应用程序。因此，在测试模式过程中对气体传感器的读数作出响应方面，测试工具1800的操作方式与上述实施例中的操作方式相同。就这一点而言，壳体组件设有类似的“测试与启动”开关1821a和1821b，就开始本方法的不同方面而言，这两个开关的操作方式分别与上述实施例中开关(1321a和1331b)的操作方式类似。

现在参见图19，该图示出了气体测试系统1900的示例性实施例，该气体测试系统可用于评估气体监控仪1902a-n(统称1902)的性能，其中气体监控仪可通过计算机网络1906连接到可编程电子系统1904。该网络可以为可通过其传输数据的若干合适类型中的任何一种。例如，计算机网络1906可以为本实施例中描述的无线网络。其他典型类型的网络可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、或用于该用途的因特网。可编程电子系统1904可以表示任何类型的可编程电子器件，例如计算机系统1904、可编程逻辑器件等。计算机系统1904可以包括便携式计算机系统，其包括膝上型计算机、手持计算机系统。其他计算机系统包括客户端计算机、服务器、基于PC的服务器、微型计算机、中型计算机、主计算机；或其他合适的装置。

在一个示例性实施例中，计算机系统1904为市售的膝上型计算机系统1904。膝上型计算机系统1904包括互连总线1908。计算机系统的各种元件通过互连总线彼此连接和通信。连接到系统互连总线1908的单元至少为单个处理器单元1912、存储单元(例如随机存取存储器(RAM)1916、只读存储器(ROM)1918)、输入/输出(I/O)端口1920以及包括用于图形显示器等的控制器(未示出)的其他支持电路1922。输入装置1924和输出装置1926分别允许使用者与计算机系统1904进行交互。输入/输出端口1920可以包括用于输入装置1924中的每一个的各种控制器(未示出)，例如键盘1924(图19)、鼠标、控制杆用户界面等。因此，待测气体监控仪可以选自计算机监控的气体监控仪的组。I/O端口1920可以通过以太网电缆等合适地连接到网络1906。在该实施例中，设置了无线RF收发机网络接口，该无线RF收发机网络接口与处理器和存储器接合，以允许与包括如上所述的合适的收发机的远程气体监控仪进行无线通信。

处理器单元1912与连接到互连总线的计算机系统元件中的每一个交换指令和数据信息，以根据计算机系统的操作系统(OS)1928和其他专用应用程序1930a-n(统称应用程序1930)的要求执行系统操作。专用应用程序1930中的一个为测试模块应用程序1930n，测试模块应用程序包含上述测试模块应用程序的某些方面，允许其以上述方式操作，以实现验证决策。ROM1918中存储的代码通常控制基本的硬件操作。本领域内的技术人员将会知道，测试模式模块能够作为多种形式的计算机程序产品(例如可由处理器处理的有形介质)分配，并且不论用来实际进行分配的信号存储介质的具体类型怎样，本发明都同样适用。存储装置1914可以为永久性存储介质，例如存储操作系统1928和专用应用程序1930的硬盘、CD ROM、磁带等。操作系统和/或应用程序1930n的程序代码被送往RAM1916进行临时存储，并在随后由处理器单元1912执行。RAM 1916的内容可以根据需要从存储装置1914中检索。示例性地，RAM 1916显示具有同时存储在其中的操作系统1928和应用程序1930。

测试模块应用程序1930n在如图19中所示的便携式测试工具的操作过程中运行。因此，在本实施例过程中进行的步骤顺序与上述图17中所述基本相同，不同的是，相应启动的是输入装置1924，而不是开关按钮。因此，在网络系统1906中，初始化过程可以在使用者启动膝上型计算机系统的输入装置1924、从而无线连接到一个或多个气体监控仪之后相应发生。测试模块应用程序1930n将辨识所有连接的气体监控仪1902。随后，使用者或测试人员可以通过输入装置1924在膝上型计算机中选择经辨识的待测气体监控仪中的一个。一旦选择了待测气体监控仪，就开始本发明的测试过程1700。然后，命令所选气体监控仪获取其气体传感器周围的环境空气的读数。然后，测试模块应用程序1930n对是否成功获取读数作出决策。就这一点而言，如果确定存在故障状态，则可以在输出显示器1926上显示这一结果，从而向测试人员或使用者提示在被测气体监控仪处存在的环境空气状况。这种提示可以在输出装置1926(例如监视器)上显示。

测试模块应用程序1930n按照上述框1714-1740中的顺序运行。因此，测试模块应用程序1930n进行某个过程，以允许加速处理测试数据，从而确定气体传感器组件在正常模式下操作时，气体传感器组件是否已经达到通过条件。在确定是否已经达到通过条件的过程中，测试模块运行过程包括：在施加测试气体后，获取施加到气体传感器组件的测试气体的第一读数值，存储第一读数值，获取第二气体传感器组件读数值，根据第一读数值和第二读数值相对于两者间测试时间间隔的差值确定第一读数值和第二读数值的上升斜率值，然后根据该上升斜率值与气体传感器组件的至少第一预定上升斜率值的比较结果来确定是否存在气体传感器组件通过条件。确定过程还包括，当施加测试气体之后，在第一读数值和第二读数值的上升斜率值为大于气体传感器组件的第二预定上升斜率值时，确定是否存在通过条件。

本发明也设想出气体监控仪现场测试套件2000(图13和图14)。在一个图示实施例中，气体监控仪现场测试套件2000包括尤其适于与气体监控仪组件1302结合使用的流体连接器1306和便携式气体测试系统1300。从而提供了用于测试各种气体监控仪的高度通用的方法。如上所述，便携式现场测试套件2000也能够连接至计算机网络。在现场测试套件2000中，设置有测试气体源，例如上述类型的测试气体源。虽然现场测试套件优选使用所述流体连接器1306，但应当理解，就这一点而言，也可以使用各种其他流体连接器。

本发明的方面还包括用于以降低测试气体成本和人工成本的方式验证气体监控仪性能的方法和系统。本发明的另外一些方面包括以允许测试过程具有便携性的方式实现上述目标来改善验证气体监控仪性能。本发明的另外一些方面包括通过实施手持测试装置来改善用于测试气体监控仪性能的已知方法和系统。本发明的又一些方面包括通过可连接至网络的便携式测试装置来改善用于快速测试气体监控仪性能的已知方法和系统。本发明仍然还有一些方面包括改善已知方法和系统，其中通过使用具有板载(而非集成到每一台待测监控仪中)测试模块的便携式气体监控仪测试装置，以更经济快捷的方式执行测试步骤。本发明的其他方面包括改善已知方法和系统，其中提供气体测试套件，该气体测试套件包括有利于提高测试步骤通用性的流体连接装置和气体测试系统。本发明的方面包括用于显著缩短测试气体监控仪的实际测试时间的方法和系统。本发明的方面也包括允许加速处理测试数据，以确定在气体传感器组件在正常模式下操作时，气体传感器组件是否已经达到通过条件。本文所述方面仅仅是使用本发明可以实现的若干方面中的一些方面。本发明的上述具体实施方式并未提出必须只采用具体的方式才能实现本发明的上述方面。

虽然上述实施例被描述为以特定顺序实现，但应当理解，这些操作顺序可以改变，并且仍然保持在本发明范围内。例如，图示实施例讨论了一套测试方案，其中在施加测试气体以获取第一读数之前，必须满足气体监控仪的最小验证值。应当理解，对于执行气体传感器组件测试的技术人员而言，可以不必遵守这些预备步骤。而且可以添加其他步骤。

在不脱离本发明精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种修改和更改。因此，本发明不受限于上述实施例，而是受下列权利要求书及其任何等同物中提及的限制的约束。

Claims (37)

1.一种适于测试气体传感器组件的方法，所述方法包括步骤：将便携式工具连接到所述气体传感器组件；响应于测试气体，通过在所述便携式工具上的数据接收装置接收测试数据，所述测试数据表示所述气体传感器组件的性能；以及根据对所接收到的测试数据进行处理来确定所述气体传感器组件的性能。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述数据接收装置连接到传输所述测试数据的所述气体传感器组件的数据传输装置。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括在向所述气体传感器组件施加测试气体之前，初步确定是否达到所述气体传感器组件的最低响应水平。

4.根据权利要求3所述的方法，其中响应于所达到的最低响应水平，将测试气体施加到所述气体传感器组件。

5.根据权利要求4所述的方法，其中通过能够流体连接至所述气体传感器组件的流体连接装置来施加所述测试气体。

6.根据权利要求2所述的方法，其中将所述数据接收装置物理连接到所述气体传感器组件的所述数据传输装置。

7.根据权利要求2所述的方法，其中将所述数据接收装置无线连接到所述气体传感器组件的数据传输装置。

8.根据权利要求2所述的方法，其中将所述数据接收装置通过网络连接到所述气体传感器组件的所述数据传输装置。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述无线连接包括通过RF连接。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定所述气体传感器组件的性能的步骤包括：利用允许加速处理所述测试数据的测试模块，以在所述气体传感器组件在正常模式下操作时，确定是否已经达到所述气体传感器组件的通过条件。

11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述确定所述气体传感器组件的性能的步骤包括：获取施加到所述气体传感器组件的测试气体的第一读数值，存储所述第一读数值，获取第二气体传感器组件读数值，根据所述第一读数值和第二读数值相对于两者间测试时间间隔的差值确定所述第一读数值和第二读数值的上升斜率值，然后根据所述上升斜率值与所述气体传感器组件的至少第一预定上升斜率值的比较结果来确定是否存在气体传感器组件通过条件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述确定步骤包括：在所述第一读数值和第二读数值的所述上升斜率值为大于所述气体传感器组件的第二预定上升斜率值时，确定是否存在所述通过条件。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述便携式工具的连接包括：连接执行所述数据接收和所述确定步骤的便携式计算机系统。

14.一种适于在测试气体传感器组件中使用的气体测试系统，所述系统包括：便携式工具；数据接收装置，其在所述便携式工具上；数据处理系统，其在所述便携式工具上并包括测试模块；所述数据处理系统可操作地用于接收与气体传感器组件感测到的测试气体值相关的测试数据，其中所述测试模块可操作地用于根据所接收到的测试数据来确定所述气体传感器组件的性能。

15.根据权利要求14所述的气体测试系统，其中在允许测试气体被施加到所述气体传感器组件之前，所述测试模块初步确定是否达到所述气体传感器组件的最低响应水平。

16.根据权利要求14所述的气体测试系统，其中所述数据接收装置包括用于物理连接到在所述气体传感器组件上的触点的连接器组件。

17.根据权利要求14所述的气体测试系统，其中所述数据接收装置包括用于无线连接到所述气体传感器组件的传输装置的无线接收器。

18.根据权利要求17所述的气体测试系统，其中所述无线接收器采用RF。

19.根据权利要求14所述的气体测试系统，其中所述便携式工具、所述数据处理系统、和所述数据接收装置被包括在便携式计算机系统中。

20.根据权利要求14所述的气体测试系统，其中所述数据处理系统包括：数字处理器；存储器，其连接到所述数字处理器并由所述数字处理器操作；并且所述测试模块驻留在所述存储器中。

21.根据权利要求14所述的气体测试系统，其中所述测试模块允许加速处理所述测试数据，以用于确定所述气体传感器组件在正常模式下操作时，是否已经达到所述气体传感器组件的通过条件。

22.根据权利要求21所述的气体测试系统，其中所述测试模块获取施加到所述气体传感器组件的测试气体的第一读数值，存储所述第一读数值，获取第二气体传感器组件读数值，根据所述第一读数值和第二读数值相对于两者间测试时间间隔的差值确定所述第一读数值和第二读数值的上升斜率值，然后根据所述上升斜率值与所述气体传感器组件的至少第一预定上升斜率值的比较结果来确定是否存在气体传感器组件通过条件。

23.根据权利要求22所述的气体测试系统，其中当所述第一读数值和第二读数值的所述上升斜率值为大于所述气体传感器组件的第二预定上升斜率值时，所述测试模块确定是否存在所述通过条件。

24.根据权利要求14所述的气体测试系统，其中所述数据接收装置通过网络能够连接至气体传感器组件的数据传输组件。

25.一种气体监控仪测试套件，包括：便携式气体测试系统，其用于测试气体传感器组件的性能，所述气体传感器组件适于在经受测试气体的气体监控仪组件中使用；以及流体连接装置，其用于向气体监控仪组件的气体传感器组件输送测试气体。

26.根据权利要求25所述的套件，还包括测试气体源。

27.根据权利要求25所述的套件，其中所述便携式气体测试系统包括：便携式壳体；数据接收装置，其由所述便携式壳体承载；数据处理系统，其在所述便携式工具上并包括测试模块；所述数据处理系统，其可操作地用于接收与气体传感器组件感测到的测试气体值相关的测试数据，其中所述测试模块可操作地用于根据所接收到的测试数据来确定气体传感器组件的性能。

28.根据权利要求25所述的套件，其中所述流体连接装置包括：流体连接器，其能够可拆卸地连接至气体监控仪组件，以设置在气体监控仪组件的气体监控仪壳体内部；以及流体通道，其由所述连接器承载，并包括气体输送开口，其用于在连接到其上时直接向气体监控仪组件内部的气体传感器组件输送测试气体。

29.根据权利要求28所述的套件，其中所述气体输送开口在连接时大致对准气体传感器组件。

30.根据权利要求25所述的套件，其中所述气体测试系统包括连接器组件，其用于物理连接到在气体传感器组件上的触点。

31.根据权利要求25所述的套件，其中所述气体测试系统包括无线接收器组件，其用于无线连接到气体传感器组件的无线传输装置。

32.根据权利要求25所述的套件，其中所述无线接收器组件采用RF。

33.根据权利要求25所述的套件，其中所述便携式气体测试系统为便携式计算机系统。

34.根据权利要求27所述的套件，其中所述测试模块允许加速处理所述测试数据，用于确定气体传感器组件在正常模式下操作时，是否已经达所述气体传感器组件的到通过条件。

35.根据权利要求34所述的套件，其中所述测试模块获取施加到气体传感器组件的测试气体的第一读数值，存储所述第一读数值，获取第二气体传感器组件读数值，根据所述第一读数值和第二读数值相对于两者间测试时间间隔的差值确定所述第一读数值和第二读数值的上升斜率值，然后根据所述上升斜率值与气体传感器组件的至少第一预定上升斜率值的比较结果来确定是否存在气体传感器组件通过条件。

36.根据权利要求35所述的套件，其中当所述第一读数值和第二读数值的所述上升斜率值为大于所述气体传感器组件的第二预定上升斜率值时，所述测试模块确定是否存在所述通过条件。

37.根据权利要求25所述的套件，其中所述数据接收装置通过网络能够连接至气体传感器组件的数据传输装置。

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