CN109564165A - 用于监测封闭环境中的空气质量的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气质量控制领域，更具体地，本发明涉及用于识别封闭空间中的气态化学污染物的存在的系统，优选地，气态化学污染物是挥发性有机化合物，所述系统包括：基底(1)；气态化学污染物传感器(2)；以及位于基底上的给定颜色的至少一个比色参考标记(5A、5B、5C、5D、5E)。

Description

用于监测封闭环境中的空气质量的系统

技术领域

本发明涉及监测空气质量的领域。更具体地，本发明涉及识别封闭环境中诸如挥发性有机化合物的气态化学污染物的存在并且确定其浓度。

背景技术

挥发性有机化合物在大气中以气态形式存在。它们构成非常广泛的物质族并且包括例如苯、丙酮、全氯乙烯或醛。这些物质的挥发性使得它们能够从其释放位置或多或少地传播一定距离，从而对其环境产生直接和间接的影响。

特别地，诸如甲醛之类的醛是家庭中最多的化学污染物之一。其来源非常多。醛的主要释放源存在于家庭内部并且非常多样化：用于制造压制板、刨花板和胶合板的树脂和粘合剂；用作墙壁和隔断中的隔热材料的尿素-甲醛隔热泡沫；纺织品覆盖物、壁纸、涂料、皮革等。由于这些化学污染物对公众健康的有害影响，似乎有必要分析住宅建筑的环境空气，并且分析其危害性。

已经存在许多用于确定房间的甲醛饱和状态的公知方法：

1、液相色谱法

2、比色指示管；

3、电化学电池；

4、与光学读取器相关的比色法。

液相色谱法需要实验室分析步骤和复杂的设备。因此，它们耗时且昂贵。

比色指示管被证明不适合家用：对于在诸如房间等封闭环境中应用而言，它们的检测阈值过高。

电化学电池也是不能选择且不适合的：它们的检测阈值大于被认为在住宅中构成污染的暴露限值。

比色法包括在传感器颜色变化后通过分析仪或比色指示器进行测量。这些技术可能是昂贵的并且使用起来不方便。

例如，专利申请WO 2015/009792描述了一种用于测量和检测二氧化碳的比色系统，其包括根据二氧化碳浓度改变颜色的比色指示器。该系统包括光源和适于检测由比色指示器反射的光的至少一个光电二极管。文献US 2006/0008919还公开了一种检测目标气体存在的检测器，其通过在所述目标气体存在时改变颜色的比色指示器来进行检测。该检测器包括光源和红、绿、蓝三色传感器，该传感器配置成接收由比色指示器反射的光。所有这些检测器都需要校正的光源，以便准确地检测传感器的颜色变化。这种光源成本高并且需要定期维护。

因此，根据现有技术的方法：

-不适合在封闭环境中进行测量；

-或需要耗时和昂贵的设备或协议。

对于寻求在封闭环境中是否存在有害量的甲醛方面的可靠且易于使用的信息的用户，目前缺乏合适的方案，来同时适于家用和工业使用并提供适应于环境的简单解决方式。

发明内容

本发明提供一种系统，用于在不需要光源的情况下识别至少一种气态化学污染物的存在。根据本发明的系统简单地在环境光中工作。

特别地，本发明涉及一种用于识别封闭环境中的至少一种气态化学污染物的存在的系统，优选地，气态化学污染物是挥发性有机化合物，所述系统包括：

-基底；

-气态化学污染物传感器，与基底刚性连接；所述传感器根据气态化学污染物浓度和暴露时间改变颜色；

-位于基底上的预定颜色的至少一个比色标记。

根据一个实施例，至少一个比色标记的颜色对应于存在至少一种气态化学污染物时的传感器的颜色，优选地，对应于存在挥发性有机化合物时的传感器颜色。

根据一个实施例，至少一个比色标记的颜色是白色的、黑色的和/或灰色的。根据一个实施例，系统还包括至少一个条形码，优选地位于基底上的条形码。

根据一个实施例，基底的形状是平行六面体，优选地，是长方体。

根据一个实施例，系统包括湿度和/或温度检测器，优选地，位于基底上的湿度和/或温度检测器。

根据一个实施例，系统不包括光源。根据一个实施例，基底不释放气态化学污染物。

根据一个实施例，系统还包括光学记录装置，其适于获得传感器的图像或由传感器及其基底组成的组件的图像。

根据一个实施例，系统还包括移动应用或电子芯片。根据一个实施例，移动应用或电子芯片包括至少一个数据库，适用于确定传感器的颜色以及用于确定所讨论的封闭环境中的气态化学污染物的浓度。根据一个实施例，系统还包括至少一个显示或传输装置。

本发明还涉及用于识别封闭环境中的至少一种气态化学污染物的存在的系统，优选地，气态化学污染物是挥发性有机化合物，所述系统包括：

-基底，不释放气态化学污染物；

-气态化学污染物传感器，与基底刚性连接；所述传感器根据气态化学污染物浓度和暴露时间改变颜色；

-至少一个比色标记，对应于由传感器吸收的波长范围；

-可选地，湿度传感器；

-移动应用或电子芯片；

-光学记录装置，适于获得传感器的图像或由传感器及其基底组成的组件的图像，所述光学记录装置连接到移动应用或电子芯片；

-至少一个数据库，适用于确定传感器的颜色以及确定所讨论的封闭环境中的气态化学污染物的浓度；所述至少一个数据库连接到移动应用或电子芯片；以及

-至少一个显示或传输装置，连接到移动应用或电子芯片。

根据一个实施例，气态化学污染物是挥发性有机化合物(VOC)，优选地，醛，更优选地，甲醛。

根据一个实施例，传感器包括利用至少一种探测分子功能化的纳米多孔特异吸收材料，该至少一种探测分子能够在存在气态化学污染物时发生反应，优选地，能够在存在挥发性有机化合物时发生反应。

根据一个实施例，探测分子选自烯胺酮和β-二酮/胺对、亚胺和联氨、或衍生自这些化合物的盐。

根据一个实施例，吸收材料是通过溶胶-凝胶法获得的化合物；优选地，吸收材料的形状是平行六面体。

本发明还涉及一种用于确定封闭环境中的气态化学污染物的浓度水平的方法，优选地，所述气态化学污染物是挥发性有机化合物，该方法实现根据本发明的系统，并且包括以下步骤：

a.分析包括传感器的基底的第一光学记录；

b.在时间“t”结束时分析包括传感器的同一基底的第二光学记录；

c.比较第一和第二光学记录；

d.计算比色距离；

e.参照数据库分析所述比色距离，并确定封闭环境中的气态化学污染物的浓度；以及可选地

f.显示或传输封闭环境中的气态化学污染物的浓度。

本发明还涉及一种用于确定封闭环境中的气态化学污染物的浓度水平的方法，优选地，所述气态化学污染物是挥发性有机化合物，该方法实现根据本发明的系统，所述系统包括移动应用和电子芯片，移动应用和电子芯片用于：

a.分析包括传感器的基底的第一光学记录；

b.在时间“t”结束时分析包括传感器的同一基底的第二光学记录；

c.比较第一和第二光学记录；

d.计算比色距离；

e.参照数据库分析所述比色距离，并确定封闭环境中的气态化学污染物的浓度；以及

f.显示或传输封闭环境中的气态化学污染物的浓度。

根据一个实施例，分析包括传感器的基底的第一光学记录的步骤以及在时间“t”结束时分析包括传感器的同一基底的第二光学记录的步骤包括校正步骤，优选地，包括设置比色标记的白平衡、对比度和/或颜色质量的步骤。

本发明还涉及一种使用根据本发明的系统来确定封闭空间中的气态化学污染物的浓度的方法，优选地，气态化学污染物是挥发性有机化合物，方法包括以下步骤：

a.提供包括传感器的基底，并且，如果适用，基底还包括湿度检测器；

b.将包括传感器的基底设置在待测量的封闭环境中；

c.执行对包括传感器的基底的第一光学记录；

d.在时间“t”结束时，执行对包括传感器的基底的第二光学记录；

e.根据本发明的方法确定气态化学污染物的浓度水平。

本发明还涉及一种使用根据本发明的系统来确定封闭空间中的气态化学污染物的浓度的方法，优选地，气态化学污染物是挥发性有机化合物，方法包括以下步骤：

a.提供包括传感器的基底，并且，如果适用，基底还包括湿度检测器；

b.提供移动应用或电子芯片；

c.将包括传感器的基底设置在待测量的封闭环境中；

d.执行对包括传感器的基底的第一光学记录；

e.在时间“t”结束时，执行对包括传感器的基底的第二光学记录；

f.根据本发明的方法确定气态化学污染物的浓度水平。

本发明还涉及一种封装体，包括至少一个根据本发明的系统，所述封装体不受湿度、光和/或气体影响。

本发明还涉及一种板载系统，包括设备，例如通风设备或空气净化设备，其中，所述系统刚性地安装有至少一个根据本发明的系统。

定义

在本发明中，下文中的术语定义如下：

-“诺模图(Nomogram)”：适合于基于光学记录的颜色或两种光学记录颜色之间的差异直接给出封闭环境的气态化学污染物(例如，VOC)的浓度的计算图表。

-“醛”：具有至少一个-CO-H基团的化合物。

-“醇”：具有至少一个-OH基团的化合物。

-“移动应用”：应用软件；设计为被下载并且在移动终端上运行的独立程序，移动终端例如是智能电话或触摸平板设备。

-“白平衡”是用于调整环境光中的主色的校正步骤。

-“对比度”测量图像的亮度范围。

-“条形码”：根据本发明，术语“条形码”包括一维条形码(1D)和二维条形码(2D，也称为“方形条形码”)。根据一个实施例，方形条形码选自“QR码”(“快速响应”的缩写)类型或“Datamatrix”类型的码。根据一个实施例，“Datamatrix”类型的码是“Flash码”。方形条形码由排列在白色背景的正方形上的黑方块组成。这些点的排列定义了码所包含的信息。在被合适的条形码读取器读取之后，方形条形码的内容可以被快速地解码，合适的条形读取器例如是包含在移动终端、智能电话型移动电话或平板设备中的条形码读取器。

-“比色法”：分析有色样品的方法。

-“挥发性有机化合物”或“VOC”：在293.15K(20℃)的温度下具有大于或等于0.01kPa的蒸气压或在特定使用条件(压力和温度)下具有相应的挥发性的任何有机化合物，甲烷除外。VOC特别包括甲醛等醛；诸如乙烷、丙烷、丁烷、苯等碳氢化合物；乙醇等醇类；丙酮；或全氯乙烯。根据本发明，VOC可以是天然来源的或源自人类活动。

-“潘通(Pantone)颜色”：来自潘通颜色图(也称为潘通色系)的颜色，其包括八百种不同的色调。

-“封闭环境”：由壁限定的空间，该壁形成外部空气与包含在该空间中的空气之间的物理屏障，并且其中外部空气不流通。特别地，外部空气不流通的房间、仓库、办公室、卧室或更一般地封闭区域可以被定义为封闭环境。

-“比色空间”或“颜色空间”：三元组形式的颜色合成系统中的颜色表示。因此，每种光色必须通过三维空间中的点来表征。

-“甲醛”：具有式HCHO的有机化合物。

-“探测分子”：具有适于与气态化学污染物反应并且导致至少一种物理化学性质变化的反应性功能团的任何有机化合物，可通过比色法检测。根据一个优选的实施例，探测分子特别适合与醛反应；优选地，与甲醛反应。

-“浓度水平”：浓度范围，根据其极限值，使用诸如“低”、“正常”或“高”等通用术语引用。

-“刚性连接”：以在没有主动干预的情况下不可拆卸的方式组装、链接、附接。

-“分光光度计”：用于测量溶液在给定波长或在要确定其浓度的物质的光谱集的给定范围上的吸收的装置。

-“区域”：空间限定区域的一部分。

详细描述

本发明提出了一种新颖的解决方案，适合简单地应用于测量现场，用于监测空气质量，识别气态化学污染物的存在；特别地，识别封闭环境中的挥发性有机化合物的存在，或管理由这种/这些污染物引起的污染。

本发明涉及各种气态化学污染物，特别是挥发性有机化合物；优选地，甲醛。

在第一方面，本发明涉及用于识别封闭环境中至少一种气态化学污染物的存在并且管理由该污染物引起的污染(如果适用)的系统，其包括：

-基底；

-气态化学污染物传感器，与基底刚性连接；所述传感器根据气态化学污染物浓度和暴露时间改变颜色；

-位于基底上的预定颜色的至少一个比色标记。

根据一个优选的实施例，本发明涉及用于识别封闭环境中至少一种挥发性有机化合物(VOC)的存在并且管理由所述VOC引起的污染(如果适用)的系统，其包括：

-基底；

-气态化学污染物传感器，与基底刚性连接；所述传感器根据VOC浓度和曝光时间改变颜色；

-位于基底上的至少一种预定颜色的比色标记。

根据一个实施例，VOC是醛；优选地，甲醛。

根据一个实施例，该系统不包括光源。没有光源使得可能有利地提供一种特别简单的系统，用于识别至少一种气态化学污染物的存在，而不需要维护。

为了消除对光源的需要，根据本发明的系统包括至少一个位于基底上的预定颜色的比色标记。所述至少一个比色标记适合于进行回顾性校正，例如在移动应用或电子芯片中。

根据一个实施例，根据本发明的系统不包括单独的色度计。

根据一个实施例，根据本发明的系统不包括外部色度计。

根据一个实施例，根据本发明的系统不包括单独的分光光度计。

根据一个实施例，传感器适合于捕获气态化学污染物。根据一个优选的实施例，传感器适合于捕获挥发性有机化合物；优选地，醛；更优选地，甲醛。有利地，传感器包括多孔吸收材料，其能够将化学污染物捕获在材料的外表面和孔内。因此，传感器对气态化学污染物具有增强的和可再现的检测灵敏度。

根据一个实施例，传感器包括特定的吸收材料。根据一个实施例，传感器包括多孔吸收材料。根据一个实施例，传感器包含纳米多孔吸收材料。根据一个实施例，传感器由多孔的，优选纳米多孔的吸收材料组成。

根据一个实施例，多孔吸收材料是通过溶胶-凝胶法获得的材料。根据一个实施例，多孔吸收材料根据FR 2 890 745中描述的合成方法之一获得。

根据一个实施例，使用能够在存在气态化学污染物时发生反应的至少一种探测分子将多孔吸收材料功能化；优选地，使用挥发性有机化合物(VOC)；更优选地，使用醛；更优选地，使用甲醛。

根据一个实施例，探测分子与气态化学污染物进行特异性反应；优选地，使用挥发性有机化合物(VOC)；更优选地，使用醛；更优选地，使用甲醛。

根据一个实施例，吸收材料通过溶胶-凝胶法制造。

根据一个实施例，吸收材料的形状为平行六面体。

根据一个实施例，吸收材料包含使用能够与醛功能团反应的至少一种探测分子功能化的纳米多孔特异性吸收材料。根据一个实施例，探测分子选自烯胺化物、烯胺酮和β-二酮/胺对、亚胺和联氨、或衍生自这些化合物的盐。根据一个实施例，挥发性有机化合物是甲醛。

有利地，吸收材料根据气态化学污染物的浓度改变颜色。由此，当根据本发明的传感器与气态化学污染物接触时，传感器改变颜色并吸收光波长，其中，吸收强度与所述传感器随时间特异吸收的污染物浓度成比例。特别地，当传感器被设置为与甲醛等醛接触时，传感器会吸收给定波长范围内的环境光，并在对应于黄色的波长范围内反射，并且反射强度取决于吸收的醛浓度和曝光时间。

传感器设置或附接在基底上，并且优选地通过任何合适的方式刚性连接。根据一个实施例，传感器利用不释放气态化学污染物(优选地，不释放VOC)的粘合剂(例如，氰化氢粘合剂)，通过粘合附接到基底上。

在第一实施例中，基底是刚性的。在第二实施例中，基底是柔性的。

根据一个实施例，基底对湿度不敏感。

根据一个实施例，基底不释放气态化学污染物。

根据一个实施例，基底不释放VOC。

根据一个实施例，基底是磁性的。

根据一个实施例，基底在其中一个或其他面上是粘合平面基底。

根据一个实施例，基底由纸、涂有塑料的纸、纸板、聚合物制成。

根据一个实施例，基底包括至少一个识别码，特别地为条形码，优选地为方形条形码，更优选地为QR码。该识别码，特别地，该条形码，优选地，该方形条形码，更优选地，该QR码适合于按单位来识别基底。根据一个实施例，基底包括2个识别码；特别地为2个条形码；优选地为2个方形条形码；更优选地为2个QR码。第一识别码使得能够识别基底；并且第二识别码使得能够下载与基底和传感器相关联的移动应用。

根据一个实施例，基底具有均匀的颜色。

根据一个实施例，基底具有浅色并且恒定的颜色。

根据一个实施例，基底是卡。

根据一个实施例，基底是配置为暴露于气态化学污染物(特别是VOC)的卡。术语“卡”表示平坦的基底，优选为平行六面体形状，更优选为长方体。

根据一个实施例，所述至少一种比色标记位于基底上。

根据一个实施例，基底形成比色空间，其中，传感器位于该比色空间中。在该实施例中，基底具有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个区域，其中至少一个区域是有色的。至少一个区域的着色使得可以形成颜色对照，以评价传感器的颜色的变化。有利地，至少一个区域具有几何形状。几何形状可以是圆形、正方形、三角形、矩形。根据一个实施例，所有区域具有相同的几何形状。在其他实施例中，至少两个区域具有不同的几何形状。

根据一个实施例，至少一种比色标记的颜色对应于存在至少一种气态化学污染物时传感器的颜色，优选地，存在挥发性有机化合物时的颜色。术语“对应于”表示相同、相似或基本相似。

根据一个实施例，至少一种比色标记是白色的或基本上类似于白色的颜色。根据一个实施例，至少一种比色标记是黑色或基本上类似于黑色的颜色。根据一个实施例，至少一种比色标记是灰色或基本上类似于灰色的颜色。

根据一个实施例，基底包括至少两个区域：

-至少一个对照区域；

-其上设置或固定有传感器的区域。

根据一个实施例，对照区域的颜色对应于存在至少一种气态化学污染物时，优选地，在存在挥发性有机化合物时，传感器的颜色。

根据一个实施例，基底包括至少三个区域：

-至少一个白色或黑色区域；

-至少一个对照区域；

-其上设置或固定有传感器的区域。

根据一个实施例，基底包含五个区域：

-白色区域；

-黑色区域；

-中性灰色区域，优选地，潘通424C灰色；

-黄色对照区域，优选地，潘通108C黄色；和

-其上设置或固定有传感器的区域。

根据一个实施例，基底区域的颜色是颜色图中的参考颜色和/或校正颜色。根据一个实施例，基底区域的颜色是潘通颜色。根据一个实施例，基底区域的颜色是RAL颜色。

根据一个实施例，本发明包括传感器的光学记录装置，适于获取记录，例如，传感器或由传感器及其基底形成的组件的图像或照片。根据一个实施例，光学记录装置是照相机。根据一个实施例，光学记录装置是静态照相机。根据一个实施例，光学记录装置是包括至少一个光电二极管的传感器，优选地，CMOS(“互补金属-氧化物-半导体”)型传感器。根据一个实施例，光学记录装置被包括在个人计算机中，该个人计算机优选是IOS或Android型移动终端(所谓的“智能电话”或触摸平板设备)。

该光学记录装置使得能够获取对整个传感器或由传感器及其基底形成的组件的记录。因此，根据本发明，与根据分析给定点处的颜色变化的现有技术系统相比，在大得多的表面积上获得数据。

根据本发明，光学记录装置不是需要定期维护的校正光学记录装置。相反，根据本发明的光学记录装置可以是本领域技术人员公知的CMOS型传感器。

根据一个实施例，该系统包括移动应用或电子芯片。为了校正传感器或由传感器及其基底形成的组件的每个图像，将每个标记的预定颜色保存在移动应用或电子芯片中，并将其与由光学记录装置获得的相同的比色标记的图像进行比较。

然后执行校正或标准化步骤。特别地，用于设定至少一个比色标记的白平衡、对比度和/或颜色质量的步骤。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片使用灰色比色标记设置白平衡。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片使用黑白比色标记设置对比度。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片使用与对应于存在至少一种气态化学污染物时传感器颜色的比色标记来检查颜色质量。特别地，通过计算光学记录装置记录的比色标记的颜色与对应于存在至少一种气态化学污染物时传感器颜色的比色标记的预定颜色之间的比色距离。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片包括至少一个数据库，适用于确定传感器的颜色以及确定所讨论的封闭环境中的气态化学污染物的浓度。根据一个实施例，移动应用或电子芯片分析使用光学记录器进行的第一次记录，并将其分类为参考记录。根据一个实施例，移动应用或电子芯片包括用于分析记录的专家系统。根据一个实施例，移动应用或电子芯片显示记录和记录验证请求，或重复记录的请求。在时间t之后，移动应用或电子芯片发送通知以拍摄第二张照片并指定封闭环境的湿度数据。在系统包括湿度检测器的本发明实施例中，移动应用优选包括用于分析由湿度检测器检测到的湿度的系统。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片包括用于分析其中设置有传感器(在其已经被打开之后)的封闭环境的体积的系统。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片包括用于分析应用于打开的传感器的环境条件(特别是季节、天气、是否存在加热或空气调节、房间体积、是否存在通风)的系统。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片包括用于分离或分类由光学记录装置记录的光学图像的系统，以及用于与用户通信的装置，以在需要时请求用户再次记录光学图像。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片适合于比较关于给定封闭环境的两个连续提交到移动应用或电子芯片的光学记录，并且用于评估两个光学图像之间的传感器的颜色差异或色度差异。

用于比较两种颜色的方法是本领域技术人员公知的。实际上，这需要进行能够找到涉及三维空间中的两个点的两种颜色之间的差异的计算：两点之间的距离(也称为比色距离)是颜色差异。空间的三个维度被三原色替换：红色、绿色、蓝色。所有颜色都是这三种原色的组合。

根据一个实施例，从参考CIE Lab或HSV的方法中选择用于比较两种颜色的方法。根据一个优选实施例，用于比较两种颜色的方法使用HSV(色调饱和度值)参考。

HSV参考是基于对颜色的感知来管理颜色的系统，并且利用维度由色调、饱和度和值来定义的3D空间。HSV参考也称为HSB(色调饱和度亮度)参考。

在CIE Lab参考中，计算本身利用CIE Lab三维空间，该三维空间由轴L(黑-白)、轴a(绿-洋红)和轴b(黄-蓝)形成，这对应于颜色感知的差异。距离越大，颜色差异越大。另一方面，距离越小，两种色调之间的差异越小。因此，以下代数方程仅是替换其CIE Lab坐标的一种情况：

根据一个实施例，应用与包括数据库的板载服务器连接或者与包括数据库的远程服务器连接。

根据一个实施例，移动应用包括软件，软件用于使用包含在数据库中的信息确定传感器(其光学图像已经被分析过)中的气态化学污染物的浓度，特别是挥发性有机化合物的浓度。

根据一个实施例，移动应用计算气态化学污染物的浓度；可选地，移动应用显示对挥发性有机化合物浓度的评估。根据一个实施例，移动应用显示以下三项之一：(1)低污染的空气；例如，对于甲醛，少于每立方米30微克；(2)中度污染的空气；例如，对于甲醛，每立方米30至100微克；(3)危险空气；例如，对于甲醛，每立方米100微克以上。

根据一个实施例，数据库包含诺模图，其适于识别传感器的确切颜色，并从该颜色推断出房间中存在的气态化学污染物的浓度，特别是挥发性有机化合物的浓度。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片适于处理使用光学记录装置获得的数据，特别是图像，并且适于与服务器通信。

根据一个实施例，系统包括连接到移动应用或电子芯片的至少一个显示或传输装置。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片与：

-记录装置；

-至少一个数据库；和/或

-至少一个显示或传输装置

之间的连接是无线连接。

根据一个实施例，移动应用或电子芯片与：

-记录装置；

-至少一个数据库；和/或

-至少一个显示或传输装置

之间的连接为有线连接。

不同区域(包括包含QR码的区域)的存在和排列，具有能够校正图像捕获的几何形状的功能。实际上，在图像捕获期间，可以在光学记录装置与卡或基底之间形成角度，包括对卡或基底的尺寸的略微修改。

根据一个实施例，将包含气态化学污染物传感器、至少一种比色标记物且可选地条形码和湿度检测器的基底封装在包装中。根据一个实施例，包装不受湿度、光和/或气体的影响。

根据一个实施例，封装体包括至少一个上文描述的系统，所述封装体不受湿度、光和/或气体的影响。这样的封装体使得能够防止根据本发明的系统在使用之前由于湿度、光和/或气体而劣化或被污染。

根据一个实施例，在氮气中封装基底。

根据一个实施例，包装包括封装说明书(使用说明书)。

根据第一实施例，包装包括湿度检测器。根据第二实施例，湿度检测器设置在单独的包装中。根据一个实施例，湿度检测器设置在基底上，特别地，设置在卡上。

根据一个实施例，基底包括至少两个传感器，优选地，包括3、4、5、6个传感器，每个传感器被封装在单独的包装中，2、3、4、5、6个单独的包装被设置在壳体中。

根据一个实施例，包装或封装体包括多个基底，每个所述基底被单独封装。

根据一个实施例，湿度传感器包括用于与环境空气反应的至少三个区域。这些区域能够定性地确定房间的湿度。每个区域对应于特定的湿度值。

根据一个实施例，湿度传感器包括用于确定湿度的3、4、5、6、7、8、9、10个区域。优选地，湿度传感器是3M销售的类型，其称为湿度指示卡(Humidity indicator card)。

根据本发明的一个实施例，包括传感器的基底嵌入在设备中，特别是嵌入在读取器、通风设备或空气净化设备中。

根据一个实施例，基底包括至少一个电子部件，特别是也称为电子芯片的集成电路。根据一个实施例，基底包括数字集成电路，优选是数字信号微处理器。

根据一个实施例，基底包括芯片和红绿蓝传感器。

根据一个实施例，根据本发明的板载系统包括照射传感器的光源，例如白色LED，以及传感器颜色的光学记录装置。根据一个实施例，光学记录装置是红绿蓝传感器。

根据一个实施例，集成电路执行上面针对移动应用记载的所有功能。

根据一个实施例，板载系统包括根据本发明的传感器、光源和红绿蓝传感器。根据一个实施例，板载系统包括在光源和红绿蓝传感器之间的保护膜，用于防止直接曝光。根据一个实施例，板载系统包括抗干扰保护罩。

根据一个实施例，根据本发明的系统还包括建议数据库，其与识别出的传感器颜色关联，并由移动应用发送给用户。这些建议特别涉及封闭环境的通风、诸如VOC等气态化学污染源的消除或净化器的使用。这些建议也可以以网站链接的形式呈现，网站呈现质量经过认证的产品。

根据一个实施例，根据本发明的系统还包括连接到移动应用或电子芯片的显示和传输装置。根据一个实施例，显示装置被配置为显示气态化学污染物的浓度和/或从建议数据库获得的建议。根据一个实施例，传输装置配置成传输气态化学污染物的估计浓度值，特别是VOC的估计浓度值。

在第二方面，本发明还涉及一种用于确定封闭环境中的气态化学污染物(优选地，挥发性有机化合物)的浓度的方法；该方法实现上文描述的系统，该系统包括移动应用或电子芯片，该移动应用和电子芯片用于：

a.分析包括传感器的基底的第一光学记录；

b.在时间“t”结束时分析包括传感器的同一基底的第二光学记录；

c.比较第一和第二光学记录；

d.计算比色距离；

e.参照数据库分析所述比色距离，并确定封闭环境中的气态化学污染物的浓度；以及

f.显示或传输封闭环境中的气态化学污染物的浓度。

根据一个实施例，分析包括传感器的基底的第一光学记录以及在时间“t”结束时分析包括传感器的同一基底的第二光学记录的步骤包括校正步骤，优选地，设置白平衡、对比度和/或颜色质量的步骤。

根据一个实施例，根据本发明的方法还包括评价所分析的图像的质量的步骤，并且在适用时，可能需要额外的光学记录。

根据一个实施例，根据本发明的方法还包括计算易于影响结果的参数的步骤，例如，并且非限制性地，参数是封闭环境的温度、环境压力、是否存在固定装置和配件及其年限、封闭环境的体积、是否有通风、加热或空气调节、门或窗的数量。

本发明具有许多优点，其中，能够实现快速、可靠且非常节能的测试。

本发明还涉及使用根据本发明的系统的方法，以确定封闭环境中的气态化学污染物(优选地，挥发性有机化合物)的浓度，包括以下步骤：

a.提供包括传感器的基底，并且，如果适用，基底还包括湿度检测器；

b.提供移动应用或电子芯片；

c.将包括传感器的基底设置在待测量的封闭环境中；

d.执行对包括传感器的基底的第一光学记录；

e.在时间“t”结束时，执行对包括传感器的基底的第二次光学记录；

f.根据上文描述的方法确定气态化学污染物的浓度水平。

根据一个实施例，在打开基底(特别是卡)的包装后，在5到90分钟之间进行第一次记录。根据一个实施例，通过使用条形码进行下载，优选地，使用在封装体或封装说明上提供的QR码进行下载来提供应用程序。根据一个实施例，位于基底上的代码用于按单元来识别传感器。

根据一个实施例，根据本发明的使用方法还包括在打开基底所在的包装之前，准备待测量的封闭环境和光学记录条件的预备步骤。

根据一个实施例，根据本发明的使用方法还包括确定封闭环境的湿度的步骤。有利地，光学记录在封闭环境中的亮度令人满意时执行。有利地，基底设置在光源(例如，窗户)的高度处，优选地不直接暴露于阳光下。根据一个实施例，时间“t”的范围为2小时至48小时。优选地，时间“t”等于24小时。

附图说明

图1是根据本发明的系统的俯视图。

图2示出了根据本发明的板载传感器。

附图标记

1-基底

2-传感器

3-中心方块

4-矩形

5A、5B、5C、5D、5E-比色标记方块

6-QR码

7-白LED

8-红绿蓝传感器

9-保护膜

10-白色表面

11-抗干扰保护罩

示例

在阅读以非限制性方式示出本发明的以下示例后，将更清楚地理解本发明。

示例1：目标卡

图1示出了本发明的一个实施例，其中，基底1具有传感器2，传感器2是功能化的纳米多孔特异吸收材料。基底1是卡型基底。传感器2设置在基底1上的中心方块3中，该中心方块3在其中心处包括矩形4，该矩形4界定用于容纳传感器2的区域。通过使用不释放VOC的粘合剂(例如，氰基粘合剂)进行粘合来固定传感器2。

基底还包括不同颜色的四个方块状比色标记5A、5B、5C、5D：例如，(由阴影块表示的)黄色方块、白色方块、灰色方块和黑色方块，其位置顺序不重要。

传感器2是甲醛传感器，其在黄色范围内变化，并且方块5A、5B、5C、5D中的至少一个是潘通黄色，以便利用颜色范围中的不变对照来评价传感器的颜色变化。白色、灰色和黑色方块用于调节真实色温，即重新校正颜色以消除由于光学记录器或光照引起的差异。

基底1还包括QR码6，其用于按单位识别传感器，并且特别地用于在数据库中识别传感器。

有利地，方块5A、5B、5C、5D和QR码6设置在基底1上，使得它们能够在需要时对图像捕获的几何形状进行校正。实际中，在图像捕获期间，可以在光学记录装置和卡之间形成一个角度，包括对卡的尺寸的略微修改。

有利地，基底还包括一个或多个另外的方块5E，它们相对于方块5A、5B、5C、5D和QR码6设置，使得它们能够评价图像捕获期间的可能的倾斜。

示例2:使用卡的示例

用户购买了一张氮气封装的卡。随卡提供使用说明书。在说明书中，规定卡必须结合智能电话和湿度检测器使用，并且要求用户下载移动应用。该说明书向用户指明必须在卡暴露于环境空气后几分钟(优选地在打开包装后5至90分钟)内拍摄照片。在说明书中规定了图像捕获条件。为了优化图像捕获，建议选择一天中有适于拍照的满意亮度的时间，并将目标放在靠近窗户的位置，但避免阳光直射。此外，必须不使用闪光灯以防止过度曝光。实际中，暴露于闪光灯或光源牵涉光照的空间不均匀性。

首先，用户测试在其中测量VOC浓度的封闭环境的湿度。将应用设置为照片模式，用户拍摄目标的照片。

该应用检查照片是否质量差，即照片是否太不清楚、不够直观、颜色太深、颜色太浅、颜色不正确。如果是这种情况，则该应用可以请求重复对作为参考照片的初始照片的捕获操作。然后，该应用会通知，将在24小时内联系你拍摄最终照片并完成测试。

其次，在24小时后，该应用请求在湿度检测器上进行可视评估，然后请求在与第一张照片相同的条件下拍摄第二张最终照片。

该应用根据这两张照片计算污染物。

该应用将尝试确定易于影响结果的参数，例如封闭环境的温度、环境压力、固定装置和配件和年限、房间体积、是否有通风、门、窗的数量和打开的门窗数量。

示例3:板载系统

图2示出了根据本发明的板载系统。该板载系统包括：一设备，特别是读取器、通风设备或空气净化设备；包括传感器2的基底1；照射传感器2的白色LED 7和捕获传感器2的光的红绿蓝传感器8。该板载系统还包括将白色LED 7与红绿蓝传感器8隔开的保护膜9，以便于防止红绿蓝传感器8的直接曝光。该板载系统还包括在基底1后面的白色表面10，以及抗干扰保护罩11。

Claims (25)

1.一种用于识别封闭环境中的至少一种气态化学污染物的存在的系统，该气态化学污染物优选是挥发性有机化合物，所述系统包括：

-基底(1)；

-气态化学污染物传感器(2)，其与基底(1)刚性连接；所述传感器(2)根据气态化学污染物浓度和暴露时间改变颜色；以及

-位于基底上的预定颜色的至少一个比色标记(5A、5B、5C、5D、5E)。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个比色标记(5A、5B、5C、5D、5E)的颜色对应于存在至少一种气态化学污染物时的传感器的颜色，优选地，对应于存在挥发性有机化合物时的传感器的颜色。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，至少一个比色标记(5A、5B、5C、5D、5E)是白色的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，至少一个比色标记(5A、5B、5C、5D、5E)是黑色的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，至少一个比色标记(5A、5B、5C、5D、5E)是灰色的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述系统还包括至少一个条形码(6)，其优选地位于基底(1)上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，基底(1)的形状是平行六面体，优选地是长方体。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述系统还包括湿度检测器，其优选地位于基底(1)上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述系统还包括温度检测器，其优选地位于基底(1)上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述系统不包括光源。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，基底(1)不释放气态化学污染物。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述系统还包括移动应用或电子芯片。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述移动应用或电子芯片包括至少一个数据库，该数据库适用于确定传感器的颜色以及用于确定所述的封闭环境中的气态化学污染物的浓度。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，所述系统还包括光学记录装置，该光学记录装置适于获得传感器(2)的图像或由传感器(2)及其基底(1)组成的组件的图像。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其中，所述系统还包括至少一个显示或传输装置。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其中，所述气态化学污染物是挥发性有机化合物，优选地是醛；更优选地是甲醛。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的系统，其中，传感器(2)包括利用至少一种探测分子功能化的纳米多孔特异吸收材料，该至少一种探测分子能够在存在气态化学污染物时发生反应，优选地，能够在存在挥发性有机化合物时发生反应。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述探测分子选自烯胺酮和β-二酮/胺对、亚胺和联氨、或衍生自这些化合物的盐。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统，其中，所述传感器包括通过溶胶-凝胶法获得的吸收材料。

20.根据权利要求1至19任一项所述的系统，其中，所述传感器包括平行六面体形状的吸收材料。

21.一种用于通过实施根据权利要求1-20中任一项所述的系统来确定封闭环境中的气态化学污染物的浓度水平的方法，优选地，所述气态化学污染物是挥发性有机化合物，所述方法包括以下步骤：

a.分析包括传感器的基底的第一光学记录；

b.在时间“t”结束时分析包括传感器的同一基底的第二光学记录；

c.比较第一光学记录和第二光学记录；

d.计算比色距离；

e.参照数据库分析所述比色距离，并确定封闭环境中的气态化学污染物的浓度；以及可选地

f.显示或传输封闭环境中的气态化学污染物的浓度。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，分析包括传感器(2)的基底(1)的第一光学记录的步骤以及在时间“t”结束时分析包括传感器(2)的同一基底(1)的第二光学记录的步骤包括根据环境光亮度的校正步骤，优选地，包括设置白平衡、对比度和/或颜色质量的步骤。

23.一种使用根据权利要求1至20中任一项所述的系统来确定封闭空间中的气态化学污染物的浓度的方法，优选地，所述气态化学污染物是挥发性有机化合物，所述方法包括以下步骤：

a.提供包括传感器(2)的基底(1)，并且，如果适用，所述基底还包括湿度检测器；

b.将包括传感器(2)的基底(1)放置在待测量的封闭环境中；

c.执行对包括传感器(2)的基底(1)的第一光学记录；

d.在时间“t”结束时，执行对包括传感器(2)的基底(1)的第二光学记录；

e.根据权利要求21或22中的方法确定气态化学污染物的浓度水平。

24.一种封装体，其包括至少一个根据权利要求1至20中任一项所述的系统，所述封装体不受湿度、光和/或气体影响。

25.一种板载系统，其包括一设备，例如通风设备或空气净化设备，其中，所述板载系统刚性地安装有至少一个根据权利要求1至20中任一项所述的系统。