CN107533009B - 气体检测器管模板及读取气体检测器管的方法 - Google Patents

气体检测器管模板及读取气体检测器管的方法 Download PDF

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Abstract

本发明描述气体检测器管模板。气体检测器管可用于以视觉方式或以电子方式确定所取样气体中目标气体的浓度。用于视觉读取的气体检测器管在透明管上印制或蚀刻有着色长度刻度线。然而，所述刻度线可干扰对气体检测器管的电子读取。气体检测器管模板的实施例可用于准确地且可靠地读取气体检测器管，所述气体检测器管在所述管上邻近于化学试剂的工作区域中未印制有浓度刻度线。所述气体检测器管模板可具有能够可逆地接纳气体检测器管的气体检测器管固持器及两个标尺卡固持器。所述气体检测器管模板可具有以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的左及右标尺固持器。所述气体检测器管模板可与能够可逆地接纳于标尺凹槽中的标尺卡一起使用。

Description

气体检测器管模板及读取气体检测器管的方法
相关申请案
本申请案依据35 U.S.C 119(a)主张对在2015年3月5日提出申请的标题为“气体检测器管模板及方法(Gas Detector Tube Template and Method)”的第62/128,597号美国临时专利申请案的优先权。
技术领域
本发明涉及气体检测器管、用于读取气体检测器管的装置、套件及器件以及读取气体检测器管的方法。所述装置、套件及器件的实施例能够用于检测及确定气体的至少一种目标化合物的大致浓度。气体检测器管包括透明管及在与目标化合物或一类目标化合物接触时能够改变颜色的化学试剂。所述装置、系统及方法允许方便地读取、转换及/或解读化学试剂的比色改变以确定所取样气体中目标化合物的浓度。
在通过使气体穿过气体检测器管而对环境进行取样之后，可人工地或以电子方式测量所得颜色改变作为着色长度。可通过测量化学试剂已经历由化学反应导致的颜色改变的程度及经抽吸穿过气体检测器管的样本的体积而使着色长度与目标气体的浓度相关。在气体检测器管的实施例中，在检测器管上未印制有目标气体浓度刻度线的情况下，可利用与所述管相关联的包括刻度线的标尺卡以视觉方式确定着色长度及/或颜色改变。
背景技术
存在用于测量气体混合物的某些气态组分的浓度的各种装置。称为气体检测器管、比色管或气体指示管(“气体检测器管”)的简单装置通常包括透明管及所述透明管内的化学试剂，所述化学试剂能够与目标化学化合物反应从而导致所述试剂的颜色改变。在典型比色气体检测器管中，利用泵或其它器件使已知体积的空气穿过所述管。化学试剂通过从管的入口端开始改变颜色而指示目标化合物的存在。所产生着色长度(化学试剂的颜色改变区段的长度)取决于已知体积的气体中穿过管的气体中的目标化合物的浓度。整个行业中，使用比色气体检测器管作为用于检测所取样体积的气体中目标化合物的存在的低成本且容易使用的工具。所述管通常由玻璃或另一透明材料制成，使得可测量着色长度。
举例来说，常规气体检测器管包括填充有与特定目标化学化合物反应的化学试剂的玻璃管。在玻璃管的两端中通过透气插塞将化学试剂密封于玻璃管内且保持于经界定位置中。在一些情形中，可使化学试剂以液体形式浸渗到多孔化学中性固体基材中。在使用之前，通过将气体检测器管的端部密封成尖端而保护化学试剂以免暴露于污染物及化学化合物直到使用为止，借此延长气体检测器管在使用之前的贮存寿命。为了使用气体检测器管，打破检测器管的两端上的尖端以开放穿过管且跨越试剂的气体流动路径。接着，可将待取样的空气或其它气体抽吸穿过管且在通过体积取样泵(举例来说)抽吸固定体积的样本的情况下使其与试剂接触。当样本经抽吸穿过管时，试剂能够迅速与目标化合物反应。反应量及试剂的颜色改变程度与所取样气体中目标化学化合物的浓度、管中的试剂量、气体管的流动面积及跨越试剂抽吸的气体体积相关。由于所取样气体是在气体检测器管的一端中抽入且在另一端中抽出，因此试剂在入口端处开始改变颜色且颜色改变朝向出口延伸。颜色改变的总长度通常称为“着色长度”。
为了确定目标化合物的浓度，可将已知体积的样本气体抽吸到包括已知量的试剂的气体检测器管中，所述试剂以可重复方式与目标化合物反应从而导致颜色改变。在取样之后，着色长度应与唯一未知变量(气体的浓度)相关。那么，试剂的颜色改变的长度及颜色改变的程度对应于目标化合物的浓度。通过着色长度测量气体浓度的检测器管是可靠的且在训练之后使用起来简单。
为了确保更准确地测量目标气体的浓度，在制造一批气体检测器管之后，使具有已知浓度的目标化合物的固定体积的气体穿过气体检测器管以产生使着色长度与对应气体浓度相关的批次特定校准曲线。与检测器管一起包含校准曲线来允许视觉读取所取样体积中的气体浓度。依据其第一引用文献，检测器管的标尺是单独印制，举例来说，参见J.B.利特菲尔德(J.B.Littlefield)的美国专利2,174,349。由于检测器管中的试剂的颜色改变的前缘(最接近于管的出口端)并不总是被良好界定，因此可标记具有大于变色的扩散前部的长度的距离的标尺分度。如此，标尺具有不良分辨率，且最近，标尺被直接印制于管的表面上。举例来说，DreagerTM、GastecTM、KitagavaTM、AuerTM、MSATM、RAYTM以及检测器管的其它制造商在其管上将标尺的开始(第一标尺分度)标记为距第一输入插塞的端部3mm到5mm。参见图1。由于可能的通道效应及导致在管的每一侧上可见不同长度的其它流动力学原因，分度被印制为围绕管的环且表示浓度的数字紧密接近环或在环的断裂部分中。已知技术的缺陷是此类检测器管无法由电子器件准确且重复地读取，这是因为管上的浓度线、浓度量及其它标记阻挡对着色长度的光学读取。举例来说，标记可由器件不正确地解读为化学试剂的颜色改变。
长期感觉到对利用气体检测器管读取气体浓度的更好、更准确且客观方式的需要。海姆(Heim)等人在美国专利4,123,227中展示一种基于无任何印制物的检测器管的着色长度管电子读取器。检测器管充当警报器件且在一时间周期内周期性地被询问。莱希尼兹(Leichnitz)等人在美国专利5,069,879中建议一种管，所述管在表面的可读取部分上不具有标尺及将管的包含校准数据的所有特定数据引入到电子读取器中的印制构件。制造为仅由电子读取器读取的管存在显著缺陷；其也可能由于其缺少刻度线而无法以视觉方式来读取。
比色读取器件的现代技术朝甚至更特定针对光电子读取器设计的器件的方向发展。梅(May)的美国专利5,089,232展示仅用于电子读取的管状器件的布置。斯塔克(Stark)等人的美国专利5,397,538、里格尔(Rieger)等人的美国专利5,415,838及巴瑟(Bather)等人的美国专利5,464,588描绘用于变色区的电子读取的特定管状器件的开发。然而，此类器件是高度特定的且无法在无专门电子构件的情况下被读取。
由试剂的比色反应指示的大部分颜色改变在某种程度上取决于周围条件，例如温度、相对湿度及气压。
需要一种用于以视觉方式或人工地读取不包含浓度刻度线标记的比色检测器管的装置、套件、器件及方法。
发明内容
气体检测器管可用于确定所取样气体中目标气体的浓度。传统上，气体检测器管通过将试剂的着色长度与印制或蚀刻于透明管上的校准曲线进行比较来以视觉方式读取。然而，电子管读取器能够通过光学图像技术而读取着色长度及通过使用存储于存储器中的校准曲线而将着色长度转换为目标化合物的浓度。电子管读取器优选地与气体检测器管一起使用，所述气体检测器管包括不具有干扰试剂的清楚观看的浓度刻度线的透明管。
气体检测器管模板的实施例可用于准确地且可靠地读取气体检测器管，所述气体检测器管在管上邻近于化学试剂的区域中未印制有浓度刻度线。在一个实施例中，所述气体检测器管模板包括能够可逆地接纳气体检测器管的气体检测器管固持器及两个标尺卡固持器。所述气体检测器管模板可包括：左标尺固持器，其以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的左侧，其中所述左标尺固持器包括左标尺凹槽；及右标尺固持器，其以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的右侧，其中所述右标尺固持器包括右标尺凹槽。
所述气体检测器管模板可与能够可逆地接纳于所述标尺凹槽中的标尺卡一起使用，其中所述标尺卡包括所述标尺卡的一侧(例如前侧)上的用于解读所述气体检测器管中的目标化合物的着色长度的第一组刻度线。所述标尺卡可进一步包括所述标尺卡的第二侧(例如后侧)上的用于解读所述气体检测器管中目标化合物的着色长度的第二组刻度线。在一些实施例中，所述第一组刻度线不同于所述第二组刻度线。举例来说，所述第一组刻度线可针对特定目标化合物用于穿过所述气体检测器管的第一体积的气体，且所述第二组刻度线可针对特定目标化合物用于穿过所述气体检测器管的第二体积的气体。在另一实施例中，所述第一组刻度线可用于第一目标化合物且所述第二组刻度线用于第二目标化合物。
所述气体检测器管模板可进一步包括能够可逆地接纳于第二标尺凹槽中的第二标尺卡，其中所述第二标尺卡包括所述第二标尺卡的一侧上的所述第一组刻度线及所述第二标尺卡的另一侧上的所述第二组刻度线。如上文所描述，所述第一组刻度线可针对特定目标化合物用于穿过所述气体检测器管的第一体积的气体，且所述第二组刻度线可针对特定目标化合物用于穿过所述气体检测器管的第二体积的气体。
如此，所述气体检测器管模板及方法的实施例允许使用通过气体检测器管以视觉方式进行气体检测及利用电子气体检测器管读取器借助光学成像技术进行气体检测以允许利用气体检测器管的更准确且灵活方式。
本文中所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的且不打算限制本发明。如本文中所使用，术语“及/或”包含相关联所列物项中的一或多者的任何及所有组合。如本文中所使用，单数形式“一(a、an)”及“所述(the)”打算包含复数形式以及单数形式，除非上下文另外清晰地指示。将进一步理解，当在此说明书中使用时，术语“包括(comprise)”及/或“包括(comprising)”规定存在所陈述特征、步骤、操作、元件及/或组件，但并不排除存在或添加一或多个其它特征、步骤、操作、元件、组件及/或其群组。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有术语(包含技术及科学术语)具有与本发明所属领域的技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解，应将术语(例如通常使用的字典中所定义的那些术语)解释为具有与其在相关技术的上下文及本发明中的含义相一致的含义，而不可以理想化或过分形式化的意义来解释，除非本文中明确定义如此。
将理解，在描述本发明时，揭示若干种技术及步骤。这些中的每一者具有个别益处且每一者还可联合一或多个或(在一些情形中)所有其它所揭示技术来使用。因此，为了清楚起见，本描述将限制以不必要方式重复个别步骤的每一可能组合。然而，应在理解此些组合完全在本发明及权利要求书的范围内的情况下阅读说明书及权利要求书。
附图说明
图1A、1B及1C描绘常规气体检测器管；
图2描绘气体检测器管模板，所述气体检测器管模板包括气体检测器管固持器、具有用于以可移除方式接纳标尺卡的凹槽的左翼部及右翼部，其中所述翼部经铰接以相对于气体检测器管固持器旋转；
图2A描绘气体检测器管模板，所述气体检测器管模板包括具有气体检测器管保持器的气体检测器管固持器以及具有用于以可移除方式接纳标尺卡的凹槽的左翼部及右翼部，其中所述翼部经铰接以相对于气体检测器管固持器旋转；
图3描绘气体检测器管模板的俯视图，所述气体检测器管模板包括气体检测器管保持器的不同实施例及标尺固持器的顶表面上的标尺凹槽；
图4、5及6描绘包括具有各种形状的气体检测器管固持器的气体检测器管模板的不同实施例；
图7描绘气体检测器管模板，所述气体检测器管模板包括气体检测器管固持器、具有以可移除方式插入于标尺凹槽中的标尺卡的左翼部及右翼部，其中所述翼部经铰接以相对于气体检测器管固持器旋转；
图7B描绘经折叠的图7的气体检测器管模板的实施例；及
图7C描绘包括气体检测器管对准组合件的气体检测器管模板。
具体实施方式
气体检测器管可用于准确地且重复地确定所取样气体中目标气体的浓度。传统上，气体检测器管通过将所述气体检测器管内暴露于其对应目标化合物的试剂的着色长度与印制于透明管上的校准曲线进行比较来以视觉方式读取。然而，能够通过光学图像技术而读取着色长度及通过使用存储于存储器中的校准曲线而将着色长度转换为目标化合物的浓度的电子管读取器优选地与气体检测器管一起使用，所述气体检测器管包括不具有干扰试剂的完整观看的浓度刻度线的透明管。
如本文中所使用，术语“透明管”意指气体检测器管的管在管的工作区域不具有刻度线或阻挡以观看或以电子方式读取化学试剂的着色长度。
如本文中所使用，术语“工作区域”是用于观看或电子读取可读取范围内的其最小浓度读数与其最大浓度读数之间的着色长度的区域。
气体检测器管模板可用于准确地且可靠地读取气体检测器管，所述气体检测器管在管上邻近于化学试剂的区域中未印制有浓度刻度线。在一个实施例中，所述气体检测器管模板包括能够可逆地接纳气体检测器管的气体检测器管固持器及两个标尺卡固持器。所述气体检测器管模板可包括：左标尺固持器，其以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的左侧，其中所述左标尺固持器包括左标尺凹槽；及右标尺固持器，其以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的右侧，其中所述右标尺固持器包括右标尺凹槽。
气体检测器管通常制造有特定化学试剂以确定目标气体族群的至少一种目标气体的浓度，目标气体包括样本气体中的类似功能基团或一类目标气体(统称为“目标气体”)。用于气体检测器管的典型化学试剂包括多孔固体颗粒，颗粒之间具有允许气体从气体检测器管的入口流动穿过多孔固体到达气体检测器管的出口的路径，或者化学试剂位于多孔固体基材的表面上。化学试剂将在试剂与目标气体接触时改变颜色(“比色反应”)，通常化学试剂与目标气体将反应，从而导致颜色改变。当样本穿过气体检测器管时，目标气体参与到与化学试剂进行比色反应直到目标气体从所取样气体耗尽为止。用于气体检测器管中的许多试剂是已知的，且适用于气体检测器管的实施例。样本通常通过取样泵抽吸穿过气体检测器管。常见取样泵包含手持式活塞泵或能够准确地且重复地抽吸已知体积的空气的波纹管泵。
通常，化学试剂在管内的试剂的任一端处通过两个多孔固体插塞固定于管内的适当位置中。当包括目标气体的样本气体被抽吸穿过气体检测器管的入口时，入口附近的化学试剂将开始改变颜色，且如果目标气体的浓度在气体检测器管的可读取浓度范围内，那么管的出口附近的化学试剂将保持不变。管内的试剂的颜色改变的长度(“着色长度”)将对应于穿过气体检测器管的目标气体的总量。如果已知穿过管的气体体积，那么可确定目标气体的浓度。常规气体检测器管在玻璃管上化学试剂上方印制有标尺，所述标尺可用于针对所取样气体的已知体积估计目标气体的浓度。每一气体检测器管将具有针对目标气体的可读取浓度范围。如果针对样本体积超出气体浓度范围，那么化学试剂将在其整个长度内改变颜色且不可按惯例确定目标气体的浓度，或者如果目标气体的浓度太低，那么化学试剂不可记录对于确定目标气体的浓度充分的颜色改变。在此类情形中，可使用具有适当浓度范围的不同管或可增加或减少所取样气体的体积以产生在标尺内的读数。针对一些气体检测器泵及气体检测器管系统，推荐所取样体积的高达五倍增加。接着，必须调整气体检测器管的标尺以考虑到不同样本体积，且印制于气体检测器管上的刻度线未准确地指示样本中目标气体的浓度。
气体检测器管可由电子气体检测器管读取器以电子方式读取，或由用户通过着色长度与插入到气体检测器管模板中的一或多个标尺的简单比较以视觉方式读取。气体检测器管的实施例可在气体检测器管的工作区域中无因刻度线或其它标记导致的对试剂的任何阻挡的情况下以视觉方式读取或由电子气体检测器管读取器读取。此外，实施例包含包括管表面的气体检测器管，所述管表面不包括阻挡观看在将样本抽吸穿过管之后读取着色长度所需的试剂的一部分的标记、刻度线或阴影。任何数目个标尺可与气体检测器管一起使用。举例来说，在一个实施例中，每一气体检测器管可包括2个到5个不同标尺，其用于视觉读取基于经抽吸穿过检测器管的样本的体积及样本中目标化合物的浓度的气体浓度。举例来说，图1A中所展示的气体检测器管经设计以与目标浓度的三个不同浓度范围一起使用。
图1A、1B及1C的气体检测器管10包括透明管11。在存放期间及在使用之前，在入口端处用尖端12且在出口端处用尖端13密封透明管。如本文中所使用，“管”意指界定任何横截面形状的流动路径的导管。所述横截面形状可为圆形、椭圆形、矩形、正方形、多边形或任何所要横截面形状。可简单地通过对管的端部进行加热及箍缩以使用帽盖、隔膜及所属领域的技术人员所理解的用以密封管的其它构件来密封尖端而密封管。
气体检测器管的实施例可包括由玻璃或透明塑料(例如但不限于，丙烯酸类、聚碳酸酯、聚乙烯与聚丙烯的共聚物、聚酯以及其它透明材料)制成的透明管11。气体检测器管还可包括刻度线14，刻度线14对应于基于所获取着色长度及经抽吸穿过气体检测器管的样本的体积的经抽吸穿过气体检测器管的样本中目标化合物的百分比。如先前所述，可使用额外补偿因数。
举例来说，针对标准气体检测器管泵(100毫升)的一个泵冲程，图1A的气体检测器管可恰当地指示经抽吸穿过管的100毫升样本中目标化合物的介于2％与20％之间的浓度。
如果一个泵冲程(n＝1)不产生指示目标化合物的浓度大于2％的着色长度，那么可将100毫升的额外泵冲程(总共两个泵冲程，n＝2)抽吸穿过图1A的气体检测器管。然而，由于印制于气体检测器管的玻璃上的刻度线将与一个泵冲程一起使用，因此需要将浓度量除以2以指示200毫升样本中目标化合物的实际浓度。因此，气体检测器管可恰当地指示经抽吸穿过管的200毫升样本中目标化合物的介于1％与10％之间的浓度。
此外，如果一个泵冲程(n＝1)产生指示目标化合物的浓度大于20％的着色长度，那么无法恰当地解读读数且必须丢弃气体检测器管。可与50毫升的半个泵冲程(n＝l/2)一起使用新的类似气体检测器管，所述50毫升的半个泵冲程(n＝l/2)可经抽吸穿过图1A的新的气体检测器管。然而，由于印制于气体检测器管的玻璃上的刻度线将与一个100毫升泵冲程(n＝l)一起使用，因此需要将浓度量乘以2以指示50毫升样本中目标化合物的实际浓度。因此，气体检测器管可恰当地指示经抽吸穿过管的50毫升样本中目标化合物的介于20％与40％之间的浓度。
为了改善气体检测器管的光电子读取，推荐在工作区域中的化学试剂上方的透明部分上未印制有任何刻度线的气体检测器管。因此，一些气体检测器管优选地不具有印制、蚀刻或以其它方式应用于其的标尺。将被人工地读取的相同检测器管是可用于电子管读取器中的相同检测器管，从而确保较低库存存储水平加上确保库存将不会废弃的较大保证度。在气体检测器管模板及利用检测器管的每一箱提供的至少两个标尺卡上的两个印制标尺(前及后)的情况下，无标记玻璃检测器管的相同库存可用于管读取器中或可人工地读取。另外，可针对同一管提供额外标尺卡，从而增加可利用单个管零件号测量的应用的数目。
不具有标尺刻度线的气体检测器管在无单独标尺的情况下无法直接以视觉方式来读取。然而，气体检测器管的视觉读取被各种标尺及/或经抽吸穿过气体检测器管的不同体积的样本(泵冲程的数目)所需的计算复杂化。操作者必须记住计数冲程的数目，接着读取管标记以确定依据气体检测器管标尺刻度线恰当地计算浓度读数所需的因数。
气体检测器管模板可联合电子管读取器一起使用来可靠地读取气体检测器管中的着色长度。气体检测器管模板可具备每一电子检测器管读取器组合件以验证电子管读取器的读数或在电子管读取器遇到问题的情况下人工地读取气体检测器管。在一个实施例中，气体检测器管模板将以系链或条带栓系到管读取器主体，或者标尺读取器模板存放于电子管读取器组合件中使得其可与电子管读取器一起使用。
气体检测器管模板的实施例包括能够可逆地接纳气体检测器管的气体检测器管固持器及连接到气体检测器管外壳的至少两个翼部或标尺固持器。每一翼部或标尺固持器包括用于可逆地接纳用于解读气体检测器管中的着色长度的至少一个标尺卡的凹槽。标尺固持器可在两侧上包括透明部分，使得可通过透明部分看到标尺卡的两侧上的刻度线以解读气体检测器管中的着色长度。
可设计一或多组标尺卡以与每一气体检测器管一起使用。气体检测器管套件的实施例可包括包含特定化学试剂的气体检测器管及包含于气体检测器管的每一箱中的数个标尺卡，使得可在无刻度线的情况下利用电子管读取器读取经启动检测器管的变色层的值，或可在管读取器的电池电量耗尽或具有某一其它问题的情况下通过使用具有适当标尺卡的气体检测器管模板而人工地读取检测器管。
下文展示两侧上印制有标尺的两个标尺卡的实例。第一标尺卡具有前侧A及后侧B，且用于插入于第二翼部中的第二对应标尺卡具有前侧C及后侧D。
Figure GDA0002780684950000091
表1
第一及第二标尺卡两者均可在前侧朝前的情况下插入，或所述标尺卡可在一前侧朝前及一后侧朝前的情况下定位于凹槽中。举例来说，A侧及C侧可共同用于管读取器的翼部中。每一组在两个前侧上具有两个相同标尺，且在两个后侧的纸张上具有不同的相同标尺。
气体检测器管固持器可为能够牢固地固持气体检测器管使得可解读着色长度的任何形状。举例来说，所述固持器可为圆柱形(参见图4)、部分圆柱形、矩形通道(参见图5及图6)、椭圆形、这些形状的组合或其它适当形状。管固持器可进一步包括用以将气体检测器管固持于与标尺上的刻度线恰当对准的位置中的保持器组合件或止挡件。气体检测器管模板40的保持器组合件包括用以将气体检测器管固持于适当位置中的至少两个保持器突出部51。举例来说，保持器突出部可由天然或合成橡胶、塑料或其它弹性材料制成。保持器组合件可进一步包括可为臂的保持器，所述臂可在将管放置于固持器中之后在管上方转动，或者可为保持环(参见图3，举例来说)或条带。气体检测器管固持器可进一步包括用于将气体检测器管恰当地定位于固持器21中的止挡件33。止挡件33可为可调整的，以帮助使气体检测器管与标尺上的刻度线对准。(参见图7C)。
图2中展示气体检测器管模板20的实例。气体检测器管模板20包括具有部分圆柱形的形状的气体检测器管固持器21。通常，气体检测器管具有5mm或7mm的外直径。因此，气体检测器管固持器21的内半径R经定大小以与气体检测器管的一个或两个大小配合。气体检测器管模板20还包括连接到气体检测器管固持器21的左翼部或标尺固持器22A及右翼部或标尺固持器22B。每一翼部包括能够可逆地接纳卡刻度线的凹槽(左标尺凹槽23A及右标尺凹槽23B)，所述卡刻度线对应于基于所获取着色长度的经抽吸穿过气体检测器管的样本中目标化合物的百分比。在图1、2、2A、7及7B中所展示的实施例中，凹槽位于标尺固持器的边缘上。举例来说，标尺卡可由纸、卡板或塑料制成。两个标尺卡可在前侧及后侧上印制有不同标尺。标尺卡可经定大小以牢固地装配于标尺卡凹槽内，但当被恰当地插入时仍延伸出凹槽以允许为了移除而抓握标尺卡。在此类实施例中，标尺卡具有大于标尺卡凹槽的表面积。
两个标尺卡可在标尺卡的一侧上印制有一个检测器管标尺且在另一侧上印制有不同标尺。在一个实施例中，气体检测器管模板将具有将与标尺卡中的切口配合的凸起部分以便帮助将标尺卡与模板及/或检测器管恰当地对准。
在一些实施例中，气体检测器管固持器在中心中具有铰链从而允许标尺固持器的翼部与利用标尺固持器模板的翼部中的标尺读取的检测器管水平地搁放或与所述检测器管成一角度抬高。标尺卡翼部围绕气体检测器管的圆周的旋转允许更准确地读取目标气体浓度，这是因为着色长度可由于通道效应或其它原因而在化学试剂中的不同地方是不同的。举例来说，气体检测器管模板20的实施例可进一步包括并入到气体检测器管固持器21中的铰链连接25。铰链连接允许标尺固持器或翼部沿着气体检测器管的圆周旋转以在管中及周围的各个点处更好地读取着色长度。在许多情形中，着色长度不具有离散端点且着色长度的前缘可为参差不齐的、点状的或有沟缝的。使标尺围绕气体检测器管的圆周旋转会允许更准确地读取气体检测器管。另外，翼部22A、22B可经旋转使得在上表面上展示插入于凹槽23B中(举例来说)的标尺卡的相对面。在某些实施例中，铰链允许模板滑离以为待托放于两个翼部之间的检测器管留出空间。所述铰链可为机械铰链或由弹性材料(例如塑料或橡胶)制成的铰链。
气体检测器管模板20的实施例还可包括铰链25使得翼部22A、22B可沿图2A中所展示的方向θ旋转。左固持器尖齿26A与右固持器尖齿26B分离以开放气体检测器管固持器21以允许将气体检测器管放置于气体检测器管固持器21中。当使铰链回复到原始位置(展示于图2A中)时，尖齿26A及26B将气体检测器管保持于气体检测器管固持器21中。
图3描绘包括翼部的气体检测器管模板的实施例，所述翼部具有在翼部的顶表面中凹入的凹槽23A、23B。标尺卡具有与凹槽互补的形状，使得标尺卡可牢固地装配于凹槽中且在无损坏的情况下被移除。左翼部22A及右翼部22B是透明的，使得可通过翼部看到下侧(与凹槽的底部接触的侧)。
在另一实施例中，气体检测器管模板可包括连接到两个标尺固持器的第一检测器管固持器61及第二检测器管固持器62。第一气体检测器管固持器61可针对一个大小的气体检测器管(例如5mm直径气体检测器管)定大小，且第二气体检测器管固持器62可针对不同大小的气体检测器管(例如7mm直径气体检测器管)定大小。
图7中展示气体检测器管模板70的实施例。气体检测器管模板70包括通过铰链73以铰接方式连接的左标尺固持器71及右标尺固持器72。铰链73允许左翼部71与右翼部72的相对旋转。在气体检测器管模板70的一些实施例中，铰链73包括一个翼部71的铰节73A上的棘爪，其与另一翼部72的铰节73B上的凹部相互作用。棘爪与凹部相互作用以将铰链固定于各种位置中以帮助读取各种角度位置处的着色长度。
图7中所展示的气体检测器管模板70的实施例是在左标尺卡75插入到左翼部71的凹槽中且右标尺卡76插入到右翼部72的边缘上的凹槽中的情况下展示。标尺卡在前与后面包括不同标尺。在所展示的实例中，操作者预期醋酸的浓度介于2ppm与40ppm之间。操作者插入针对此应用需要两个泵冲程(n＝2)的适当标尺卡。然而，在第一泵冲程之后，由于醋酸的浓度高于预期，因此着色长度延伸到可读取标尺中。由于气体检测器管模板70包括以铰接方式连接的翼部且标尺卡包括前侧上的一个标尺(展示对应于在两个泵冲程之后的目标气体的浓度的浓度刻度线)及后侧上的不同标尺(展示对应于在一个泵冲程之后的目标气体的浓度的浓度刻度线)，任一翼部可在铰链上旋转以露出后侧标尺以便解读着色长度(如图7B中所展示)，其中左翼部71在右翼部72的顶部上旋转以露出标尺卡75的后侧。如此，标尺卡在每一侧上具有不同刻度线，其中不同刻度线对应于经抽吸穿过气体检测器管的样本的不同体积。标尺翼部可在气体检测器管不旋转的情况下围绕所述管旋转。在一些实施例中，气体检测器管保持静止，且翼部围绕静止管旋转。在此类情形中，标尺卡可在卡的两侧上包括相同标尺，使得当翼部围绕气体检测器管旋转时，相同标尺可用于读取由于通道效应(举例来说)导致的气体的通道化。
气体检测器管模板70进一步包括位于铰链73的顶部分77与铰链78的底部分之间的气体检测器管固持器。在图7C中所展示的实施例中，气体检测器管模板的铰链被展示为具有用于使气体检测器管相对于气体检测器管固持器轴向移动以使化学试剂的底部与标尺卡上的零浓度刻度线对准的对准机构。对准机构包括通过延伸穿过铰链的铰节的销而延伸穿过螺纹孔的螺纹杆。螺纹杆可经旋转以调整气体检测器管搁置于其上以用于读取的基座82。由于在使用之前将气体检测器管尖端打破，因此所使用的气体检测器管的长度可为不同的，且必须在模板中被恰当地对准以确定管组的正确长度且因此确定存在于样本中的气体的浓度。在气体检测器管模板的一个实施例中，其中标尺固持器包括用以使检测器管与标尺卡对准的对准标记。
解读气体检测器管上的着色长度的方法的实施例包括从因特网下载标尺卡。气体检测器管、气体检测器管封装或指令可包含用于存取、下载及/或打印用于特定应用的正确标尺卡的代码。可存在与每一气体检测器管相关联的数个标尺卡。举例来说，所述卡可包括基于经抽吸穿过气体检测器管的样本的体积的不同标尺刻度线。
所述方法的实施例将包含用以下格式保持于网站上且可在网站上存取并具有以下信息的两个标尺：
管零件号 批号 第一标尺 第二标尺 指令单
表2
接着，可针对每一类型的管及针对所述类型的管的每一特定批次打印标尺卡。网站上对关键标尺信息的此固持将允许对关于检测器管零件号、批号及与所规定零件号及批号一起使用的正确标尺的相关信息的连续存取，因此允许用户恰当地读取检测器管。
实例
确定硫化氢的浓度
在一些情形中，确定一种目标化合物的浓度可具有多达十一(11)个单独检测器管，所述十一个不同检测器管上印制有11个不同H2S浓度标尺。举例来说，GASTECCORPORATIONTM生产用于确定所取样气体中硫化氢(H2S)的浓度的十一个管。11个不同检测器管及标尺基于用于检测硫化氢的仅三种不同检测器管试剂化合物配方及用于三种试剂配方中的每一者的检测器管标尺，所述配方如下：
Figure GDA0002780684950000121
表3
GASTECTM的十一个H2S检测器管中的每一者针对每一标尺具有三个范围，仅具有两个范围的管4HH除外。利用由GASTECTM的十一个检测器管零件号定义的十一个标尺的H2S测量存在总共32个范围。然而，仅存在容纳于三个不同检测器管中的三种离散检测器管试剂配方且所述检测器管中的每一者长度相同。使用电子管读取器且将所要标尺及范围以电子方式应用于三种试剂配方管中的每一者展示，用于每一化学试剂配方的一个检测器管可取代具有所印制标尺的所有11个不同H2S管。此通过识别试剂配方且接着基于可适用试剂配方告诉管读取器待用于每一检测器管的每一检测器管读取的电子标尺及范围而以电子方式实现。
以相同方式，可创建新的标尺以使所要浓度居中于检测器管的中间以实现更大准确度。另外，可利用电子标尺来创建专门标尺以适合客户的特定需要，在标尺印制于管上的情况下由于有限需求创建专门标尺将为太昂贵的。最后，由于与印制于检测器管上的标尺相比利用电子标尺可能实现更大分辨率，因此由于物理限制将不可能印制于检测器管上的标尺现在使用管读取器的电子标尺而可能实现。
电子读取器的使用将允许基于检测器管试剂配方生产检测器管的大得多的通用生产，因此降低成本且减少可通过仅生产三个检测器管而替代的具有不同标尺的11个不同检测器管的库存成本。对针对11个零件号仅制造三个管的此分析是真的，条件是与不同H2S管试剂配方相关联的不同零件号也(i)规定相同过滤介质以限制或防范不同交叉干扰，及(ii)检测器管的内部直径是相同的。如果与使用相同试剂配方的不同零件号一起使用不同过滤介质或如果不同零件号定义具有不同内部半径的检测器管，那么11个H2S管将不能够从三个管生产。
针对H2S检测器管试剂配方，以下是每一标尺的范围的数目，如下：
三种试剂配方
A＝H2S+CUSO4→CUS+H2SO4
B＝H2S+Pb(CH3COO)2→PbS+2CH3COOH
C＝H2S+HgCl2→HgCL+碱→氯(或HgSHCl+HCl)
Figure GDA0002780684950000131
Figure GDA0002780684950000141
表4
所描述的气体检测器管、气体检测器管读取器及方法的实施例不限于本文中所揭示的特定实施例、组件、方法步骤及材料，因为此类组件、过程步骤及材料可变化。此外，本文中所采用的术语仅出于描述示范性实施例的目的而使用且所述术语不打算为限制性的，这是因为本发明的各种实施例的范围将仅受所附权利要求书及其等效内容限制。
因此，虽然参考示范性实施例描述了本发明的实施例，但所属领域的技术人员将理解，可在如所附权利要求书中所定义的本发明的范围内实现变化及修改。因此，本发明的各种实施例的范围不应限于上文所论述的实施例，且应仅由所附权利要求书及所有等效内容定义。

Claims (15)

1.一种气体检测器管模板，其包括：
气体检测器管固持器，其能够可逆地接纳气体检测器管；及
左标尺固持器，其以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的左侧，其中所述左标尺固持器包括左标尺凹槽；
右标尺固持器，其以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的右侧，其中所述右标尺固持器包括右标尺凹槽；
右标尺卡，其能够可逆地接纳于所述右标尺凹槽中，其中所述右标尺卡包括所述右标尺卡的前侧上的用于解读所述气体检测器管中目标化合物的着色长度的第一组刻度线及所述右标尺卡的后侧上的用于解读所述气体检测器管中目标化合物的着色长度的第二组刻度线，其中所述第一组刻度线不同于所述第二组刻度线；及
左标尺卡，其能够可逆地接纳于左标尺凹槽中，其中所述左标尺卡包括所述左标尺卡的前侧上的所述第一组刻度线及所述左标尺卡的后侧上的所述第二组刻度线。
2.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述气体检测器管固持器为圆柱形、部分圆柱形、椭圆形。
3.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其包括以铰接方式连接到所述左标尺固持器及所述右标尺固持器的第二检测器管固持器。
4.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述气体检测器管不具有印制于气体检测器管上的用于解读目标化合物的着色长度的一组刻度线。
5.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述两个标尺固持器包括至少一个透明部分以观看所述标尺卡的所述前侧及所述后侧上的所述刻度线。
6.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述标尺凹槽位于所述标尺固持器的顶表面上。
7.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述标尺凹槽位于所述标尺固持器的边缘上。
8.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述刻度线对应于经抽吸穿过所述气体检测器管的样本中目标化合物的百分比。
9.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述不同刻度线对应于经抽吸穿过所述气体检测器管的样本的不同体积。
10.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述标尺卡基于所述目标化合物及经抽吸穿过所述气体检测器管的样本体积而从在线源打印。
11.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其中所述标尺固持器中的每一者包括用以使所述检测器管与所述标尺固持器中的所述标尺卡对准的对准标记。
12.根据权利要求1所述的气体检测器管模板，其包括能够将所述气体检测器管牢固地保持于所述气体检测器管固持器中的保持器组合件。
13.一种用于解读气体检测器管的套件，其包括：
气体检测器管，其包括试剂，其中所述试剂在暴露于目标化合物的情况下会改变颜色，且所述气体检测器管不具有对应于基于所获取着色长度的经抽吸穿过所述气体检测器管的样本中所述目标化合物的百分比的刻度线；
两个第一标尺卡，其中每一第一卡包括前侧及后侧两者上的刻度线，其中所述刻度线对应于基于所获取着色长度的经抽吸穿过所述气体检测器管的样本中目标化合物的所述百分比，且所述标尺卡的所述前侧上的所述刻度线不同于所述标尺卡的所述后侧上的所述刻度线；及
气体检测器管固持器组合件，其包括：气体检测器管固持器，其用于以可移除方式接纳所述气体检测器管；左标尺固持器，其以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的左侧，其中所述左标尺固持器包括左标尺凹槽；右标尺固持器，其以铰接方式连接到所述气体检测器管固持器的右侧，其中所述右标尺固持器包括右标尺凹槽；其中所述左标尺凹槽和所述右标尺凹槽可逆地接纳所述两个标尺卡；以及对准标识，其用于使所述标尺卡对准以恰当地读取所述样本中所述目标化合物的所述百分比。
14.根据权利要求13所述的用于解读气体检测器管的套件，其包括两个额外标尺卡，其中每一额外标尺卡包括对应于基于所获取着色长度的经抽吸穿过所述气体检测器管的样本中第二目标化合物的百分比的刻度线，且所述额外标尺卡上的所述刻度线不同于所述第一标尺卡上的所述刻度线。
15.根据权利要求13所述的用于解读气体检测器管的套件，其包括电子气体检测器管读取器。
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