CN114631018A - 操作和校准气体传感器的方法及相关的气体传感器 - Google Patents

Abstract

一种校准气体传感器的方法，该方法包括：确定气体传感器对其附近的一个或多个条件的灵敏度；确定一个或多个初始校准因子，该一个或多个初始校准因子包括气体传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度；通过在气体传感器操作期间在气体传感器附近的一个或多个条件变化时测量气体传感器的响应来确定气体传感器对其附近的一个或多个条件的当前灵敏度；并且至少部分地基于气体传感器对其附近的一个或多个条件的当前灵敏度以及气体传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度与气体传感器对其附近的一个或多个条件的灵敏度之间的关系来调整气体传感器的一个或多个初始校准因子。公开了相关的气体检测器、补偿和校准气体传感器的相关方法，以及确定气体传感器的功能性的方法。

Description

操作和校准气体传感器的方法及相关的气体传感器

优先权声明

本申请要求2019年10月22日提交的美国临时专利申请序列号62/924,576“methodof calibrating and compensating a gas sensor，and related GAS sensors(校准和补偿气体传感器的方法及相关的气体传感器)”的提交日期的权益。

技术领域

本公开的实施方案整体涉及在正常使用和操作期间基于传感器附近的一个或多个条件(例如，传感器附近的水蒸气的浓度(湿度)、温度、压力、一种或多种气体的浓度中的一者或多者)来校准和补偿传感器的方法，并且涉及相关的传感器。更具体地，本公开的实施方案涉及基于传感器对该一个或多个条件(例如，水浓度)的灵敏度与传感器对至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的关系来校准和补偿传感器的方法，在传感器的使用和操作期间基于传感器附近的该一个或多个条件(例如，水浓度)来确定传感器对该一个或多个条件(例如，水浓度)的灵敏度。

背景技术

气体传感器通常包括一个或多个涂层，该涂层被配制和配置为响应于暴露于包含感兴趣分析物的样本而与感兴趣分析物相互作用。例如，金属氧化物半导体(MOS)传感器可包括被配制和配置为与感兴趣分析物相互作用的暴露金属氧化物涂层。响应于金属氧化物涂层与感兴趣分析物的相互作用，金属氧化物涂层的电阻可能由于金属氧化物涂层与感兴趣分析物的相互作用而改变。感兴趣分析物的浓度或存在是基于金属氧化物涂层的电阻相对于当暴露于例如参考气体或周围环境时金属氧化物涂层的电阻的变化来确定的。谐振传感器，诸如微悬臂传感器，可具有诸如氧化物或聚合物的涂层，其具有可随时间改变的吸收特性(例如，由于涂层的中毒或结垢)。这些变化影响谐振传感器对分析物浓度变化的灵敏度。

在气体传感器的寿命期间，气体传感器可能暴露于各种条件下的各种气体，以及温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的波动。许多气体传感器的目的是精确地报告气体传感器附近存在的气体浓度。气体传感器附近的环境条件，诸如温度、压力和湿度，可能影响气体传感器读数的准确性。湿度是特别关注的，因为空气中的水含量可在小于1ppm至几千ppm的范围内，并且许多气体传感器对水蒸气交叉敏感。因此，气体传感器附近的水蒸气浓度可影响气体传感器的输出，而与气体传感器附近的感兴趣分析物的浓度无关。另外，随着气体传感器老化，它可能对暴露于感兴趣分析物表现出不同的灵敏度。换句话讲，气体传感器(例如，包括金属氧化物涂层或电化学涂层)对暴露于相同浓度的感兴趣分析物的响应可能在气体传感器的寿命期间表现出不同的电阻。另选地，谐振频率传感器对分析物浓度的灵敏度可在谐振传感器的寿命期间改变。此外，当金属氧化物涂层与环境中的不同气体反应和相互作用时，它可能会中毒。此外，传感器响应可能随时间漂移，即所谓的“传感器漂移”，其中传感器的输出独立于所测量的特性(例如，气体样本中感兴趣分析物的浓度)缓慢变化(即，漂移)。时间、传感器漂移、老化、化学历史和气体传感器的中毒可能降低气体传感器的准确性，使得气体传感器的响应不表示气体传感器附近的样本中存在的分析物的实际浓度。当感兴趣分析物存在于气体传感器附近时，传感器漂移可能导致误报警、不准确，或者可能导致缺乏对感兴趣分析物的检测。

发明内容

本文所公开的实施方案包括校准气体传感器的方法及相关的气体传感器。例如，根据一个实施方案，一种确定气体的至少一种特性的方法包括：确定气体传感器对湿度的灵敏度；使用气体传感器对湿度的灵敏度和气体传感器对至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的预定关系来调整气体传感器对该至少一种感兴趣分析物的至少一个存储的校准参数，以确定经调整的校准参数；并且通过该经调整的校准参数来补偿气体传感器的输出。

在另外的实施方案中，一种校准气体传感器的方法包括将气体传感器暴露于具有已知浓度或测量浓度中的至少一者的水蒸气；测量气体传感器对暴露于湿度浓度变化的响应，并且在测量气体传感器对暴露于湿度的响应之后，基于气体传感器对暴露于湿度的响应，调整应用于气体传感器对暴露于感兴趣分析物的响应的校准因子。

在进一步的实施方案中，一种气体检测器包括：外壳；被配置为暴露于位于气体检测器附近的样本气体的气体传感器；被配置为确定气体传感器附近的湿度浓度的至少一个环境传感器；以及处理器，该处理器被配置为基于气体传感器响应于暴露于具有不同湿度浓度的样本的输出来确定气体传感器对暴露于湿度的灵敏度，并且基于气体传感器对暴露于湿度的灵敏度和气体传感器对暴露于至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的关系来校准气体传感器的响应。以类似的方式，可将温度和大气压力传感器灵敏度结合到校准中，以进一步提高传感器的准确性。在多传感器系统中，传感器可由系统中的其他传感器基于暴露于违禁两个或更多个传感器上的响应的任何环境条件来校准；例如，对温度、压力、湿度、CO、CO₂或任何数量的挥发性有机化合物的变化交叉敏感的任何两个传感器可交叉关联以导出补偿因子和校准因子。

在另外的实施方案中，一种校准气体传感器的方法包括：确定气体传感器对气体传感器附近的一个或多个条件的灵敏度；确定包括气体传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度的一个或多个初始校准因子；通过在气体传感器操作期间在气体传感器附近的该一个或多个条件变化时测量气体传感器的响应来确定气体传感器对气体传感器附近的该一个或多个条件的当前灵敏度；并且至少部分地基于气体传感器对气体传感器附近的该一个或多个条件的当前灵敏度和气体传感器对该一种或多种感兴趣分析物的灵敏度与气体传感器对气体传感器附近的该一个或多个条件的灵敏度之间的关系来调整气体传感器的该一个或多个初始校准因子。

在进一步的实施方案中，一种操作被配置为检测至少一种感兴趣分析物的气体传感器的方法包括：通过在至少一种感兴趣分析物不存在的情况下测量传感器在多个湿度水平、多个温度和多个压力中的一者或多者下的响应来确定湿度补偿因子、温度补偿因子和压力补偿因子中的至少一者；基于湿度补偿因子、温度补偿因子和压力补偿因子中的至少一者以及传感器附近的湿度、温度和压力中的当前一者或多者，针对湿度、温度和压力中的一者或多者的影响补偿气体传感器的响应，以确定气体传感器的经补偿的响应；并且至少部分地基于气体传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度与气体传感器对湿度、温度和压力中的一者或多者的灵敏度之间的关系来校准气体传感器的经补偿的响应。

在另外的实施方案中，气体检测器包括：被配置为暴露于位于气体传感器附近的一种或多种气体的气体传感器；被配置为确定气体传感器附近的湿度、温度和压力中的至少一者的至少一个环境传感器；以及处理子系统。该处理子系统被配置为基于气体传感器的输出与气体传感器附近的一个或多个条件之间的关系来确定气体传感器对气体传感器附近的该一个或多个条件的灵敏度，并且基于气体传感器对气体传感器附近的该一个或多个条件的灵敏度与气体传感器对暴露于一种或多种感兴趣气体的灵敏度之间的关系来校准气体传感器的输出。

在进一步的实施方案中，一种确定气体传感器的功能性的方法包括：在测量气体传感器的响应时利用传感器测量气体传感器附近的条件；并且基于所测量的气体传感器附近的条件和气体传感器在气体传感器附近的变化条件下的响应，确定气体传感器的功能性。

附图说明

图1是根据本公开的实施方案的利用传感器测量感兴趣分析物的至少一种特性的方法的简化流程图；

图2A是示出根据本公开的实施方案的传感器对传感器附近的湿度、温度、压力或一种或多种气体(不同于感兴趣分析物)的浓度中的一者的灵敏度与传感器对感兴趣分析物的灵敏度(S_g)之间的关系的图形表示；

图2B是示出根据本公开的实施方案的传感器对气体的灵敏度(S_g)与传感器对温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度(S_{(T、P、H或C)})的比率随时间的变化的图形表示；

图3A、图3B和图3C是根据本公开的实施方案的气体传感器对气体传感器附近的温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度的图形表示；

图4A是根据本公开的实施方案的作为时间(T₀、T₁、T₂和T₃)的函数的气体传感器对温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度之间的相关性的图形表示；

图4B是根据本公开的实施方案的作为时间(T₀、T₁、T₂和T₃)的函数的气体传感器对感兴趣分析物气体的灵敏度的图形表示；

图5示出了根据本公开的实施方案的绝对湿度(AH)的变化以及传感器的传感器电阻(R_raw)和经补偿的传感器电阻(R_comp)的对应变化；

图6A示出了根据本公开的实施方案的在一段时间内的传感器电阻以及对应的绝对湿度变化；

图6B示出了根据本公开的实施方案的相对于从图6A获得的绝对湿度所绘制的传感器电阻；并且

图7是根据本公开的实施方案的包括一个或多个气体传感器的检测器的整体框图。

具体实施方式

本文所呈现的图示并不意味着是任何特定材料、组成或系统的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施方案的理想化表示。

以下描述提供了特定细节，诸如材料类型、材料厚度和处理技术，以便提供对本文所述实施方案的全面描述。然而，本领域普通技术人员将理解，可在不采用这些特定细节的情况下实践本文所公开的实施方案。实际上，可结合工业中采用的常规制造技术来实践这些实施方案。

根据本文描述的实施方案，描述了一种在传感器的使用和操作期间(例如，在现场)校准和补偿传感器(例如，气体传感器、另一传感器)的方法。该方法包括确定传感器对传感器附近的水蒸气暴露变化的当前(例如，存在)灵敏度(即，传感器对湿度的当前灵敏度)。可使用位于传感器附近的一个或多个环境传感器来确定(例如，测量)传感器附近的湿度浓度(即，湿度)。可例如通过使传感器附近的湿度(例如，水蒸气浓度)与传感器的响应(例如，当暴露于具有已知水浓度的已知样本时，传感器的输出信号相对于传感器的基线输出信号，其可与传感器的输出信号的变化相关)相关联来确定传感器对暴露于湿度的灵敏度。在一些实施方案中，可确定传感器对温度、压力、湿度和不同于该至少一种感兴趣分析物的一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度。

传感器可位于表现出湿度自然变化的位置。例如，环境条件下的空气可表现出小于约100ppm至约10,000ppm水蒸气的水蒸气浓度。在一天的过程中，由于温度、压力和湿度的日变化，空气中水蒸气的浓度可能变化数千ppm。此外，传感器可暴露于不同浓度的一种或多种气体(例如，二氧化碳、一氧化碳、一种或多种挥发性有机化合物(VOC)(例如，除一氧化碳、二氧化碳之外的碳化合物、碳酸、金属碳化物或碳酸盐，以及在光化学反应中沉淀的碳酸铵)。因此，传感器可位于在一个或多个条件下表现出日变化的位置。表现出日变化的该一个或多个条件可包括传感器附近的湿度(例如相对湿度)、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者。传感器对水浓度的灵敏度可基于传感器的输出与传感器附近的已知或测量的湿度之间的关系来确定，该传感器的输出响应于暴露于来自传感器附近的环境的表现出湿度的自然变化的样本。因此，可基于在一个或多个(例如，一个、两个、三个、四个、十个、二十个等)湿度浓度中的每一者下传感器的输出相对于传感器的基线输出的变化来确定传感器对湿度的灵敏度(即，传感器对暴露于湿度的灵敏度)。在一些实施方案中，传感器可暴露于已知浓度的水蒸气(湿度)，例如在工厂校准期间(例如，在湿度是更方便的校准气体的情况下，例如在分析物是危险的或爆炸性的情况下)。类似地，传感器可暴露于温度、压力和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度的日变化。

传感器可表现出传感器对传感器附近的至少一个条件的灵敏度与传感器对至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的预定关系。例如，传感器可表现出传感器对暴露于湿度的灵敏度与传感器对至少一种感兴趣分析物的灵敏度(即，传感器对暴露于该至少一种感兴趣分析物的灵敏度)之间的预定关系。传感器还可表现出传感器对温度的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度、传感器对压力的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度、以及传感器对传感器附近的一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的预定关系。传感器可表现出传感器对传感器附近的一个或多个环境条件(例如，湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者)的灵敏度与传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度之间的独特关系。在一些实施方案中，传感器可表现出传感器对暴露于湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的每一者的灵敏度与传感器对每种感兴趣分析物的灵敏度之间的独特关系。在一些实施方案中，该关系可以取决于传感器中使用的材料，并且可在工厂中确定，诸如当制造传感器(或一些类似的传感器)时。例如，基于为传感器选择的材料和传感器的操作条件，可通过实验室测试确定特定传感器具有响应于该至少一种感兴趣分析物的固有能力，该固有能力是特定传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的响应的预定量、比例或比该响应更大(或更小)。如果传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度(例如，响应)发生改变，则可基于该预定关系来调整该至少一种感兴趣分析物的校准因子(参数)。可将校准因子应用于传感器的响应以确定由传感器分析的样本的精确特性(例如，该至少一种感兴趣分析物的浓度)。因此，可基于传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度以及传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的预定关系来确定传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度。可基于所确定的传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度来调整传感器的一个或多个保存的校准因子(参数)。在一些实施方案中，可以预定间隔(例如，秒、分钟、小时、每六小时、每十二小时、每天、每周、每两周、每月、每年等)确定传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度，并且可以此类间隔重新校准传感器。在另一个实施方案中，预定间隔可基于存储在存储器中的历史数据值的计数，或者基于自最近的重新校准以来所进行的测量数量的计数。在一些实施方案中，可手动地(例如，基于用户输入)重新校准传感器。在其他实施方案中，传感器可包括处理子系统，该处理子系统被配置为响应于例如传感器对传感器附近的该一个或多个条件的灵敏度的变化而重新校准传感器。

如本文所用，术语“水浓度”，“湿度浓度”，“水的浓度”和“湿度的浓度”可互换使用，并且是指水蒸气的浓度(例如，以ppm计)。

如本文所用，术语“传感器”和“气体传感器”可互换使用。

如本文所用，术语传感器的“输出”、传感器的“输出信号”和传感器的“响应”可互换使用。传感器的输出可以是或可对应于传感器的电阻，诸如传感器的涂层材料的电阻、传感器的谐振频率、传感器的电阻变化(ΔR)、传感器的电导变化(ΔG)、传感器的电压变化(ΔV)、传感器的电流变化(ΔI)、传感器的谐振频率变化(ΔF)、或任何其他传感器输出或它们的组合。

如本文所用，术语气体传感器的“基线响应”是指并包括当在感兴趣分析物不存在的情况下并且在基线湿度、温度和压力下暴露于基线材料(例如基线气体，诸如空气)时传感器的响应。

如本文所用，术语传感器对特定输入参数(例如，湿度、温度、压力、一种或多种气体的浓度、至少一种感兴趣分析物)的“灵敏度”意指并包括所测量的特定输入参数每单位变化的传感器输出变化。作为一个示例，传感器对水浓度(例如，湿度)的灵敏度意指并包括传感器的输出随传感器所暴露的水蒸气浓度的变化(例如，随水蒸气的ppm的变化、水蒸气的摩尔百分比的变化、相对湿度(％)或绝对湿度(g/m³)的变化等)的变化而变化。类似地，传感器对感兴趣分析物的灵敏度意指并包括传感器的输出随传感器所暴露的感兴趣分析物的浓度变化而变化。术语“传感器对水的灵敏度”、“传感器对暴露于水的灵敏度”和“传感器对绝对湿度的灵敏度”可互换使用。术语“传感器对感兴趣分析物的灵敏度”和“传感器对暴露于感兴趣分析物的灵敏度”可互换使用。

如本文所用，术语“校准”和“补偿”具有不同的含义。如本文所用，术语传感器的“补偿”意指并包括在测量传感器响应时基于传感器附近的环境条件通过一个或多个因子来调整传感器的响应，从而提供由传感器确定的特性(例如，气体浓度和/或识别)的更大准确性。作为非限制性示例，可针对在测量传感器响应时传感器附近的当前温度、当前压力、当前湿度和一种或多种气体的当前浓度中的一者或多者来补偿传感器响应。

如本文所用，术语传感器的“校准”意指并包括针对传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度变化的传感器响应的校正。因此，如本文所用，“校准”意指并包括基于一个或多个校准因子并且基于传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体(不同于至少一种感兴趣分析物)的浓度中的一者或多者的当前灵敏度以及传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的关系来调整传感器的输出。可利用算法、一个或多个校准因子、查找表或应用于传感器的输出的另一参数中的一者或多者来校准传感器输出，以获得经校准的传感器响应，从而基于传感器的当前条件(例如，老化)促进来自传感器的改进的信号。传感器输出的校准可促进一种或多种气体浓度的确定和正确的气体识别。传感器的校准因子(例如，校准算法)可随着传感器的寿命而改变，诸如通过传感器漂移、老化、化学暴露历史、中毒等。

传感器的补偿可包括调整传感器的基线响应。传感器的基线响应是当传感器附近没有感兴趣分析物时(例如，诸如当传感器暴露于基线气体或暴露于基本不含(例如，不包括)感兴趣分析物的环境大气时)的传感器输出。基线响应可由于传感器附近的温度、压力、湿度和/或气体浓度(例如，不同于该至少一种感兴趣分析物)的变化而改变。换句话说，基线响应可能受到传感器附近的温度、压力、湿度和/或气体浓度的影响。即使当气体传感器附近的温度、压力、相对湿度和/或气体浓度发生变化时，传感器的经补偿的响应通常也可以是平坦的(即，基本上没有表现出变化)。换句话讲，可针对湿度、温度、压力和气体浓度相对于相应基线湿度、温度、压力和气体浓度的变化来补偿传感器的响应，使得传感器的经补偿的响应(针对湿度、温度、压力和气体浓度的变化进行补偿)保持在预定范围内(例如，表现出小于预定变化)。因此，当传感器未暴露于一种或多种感兴趣分析物时，传感器的经补偿的响应可以是相对(例如，基本上)平坦的。在时间和持续时间上与温度、压力、湿度和/或气体浓度事件(即，分别是温度、压力、湿度和/或气体浓度的变化)相关的传感器的平坦响应的偏差可以是对该特定参数(温度、压力、湿度或气体浓度)的补偿应当被调整使得经补偿的传感器响应返回到关于改变环境条件的平坦响应的指示。在时间和持续时间上与传感器附近的温度、压力、相对湿度和/或气体浓度的变化不相关的传感器响应(例如，传感器的经补偿的响应)的变化可以是补偿传感器响应的变化附近的变化是由于除传感器附近的温度、压力、相对湿度和/或气体浓度之外的条件变化(诸如，气体传感器附近的一种或多种感兴趣分析物(例如，不同于基线或参考气体的气体)的浓度变化)引起的指示。在一些此类实施方案中，当一种或多种感兴趣分析物存在于传感器附近时，可不基于经补偿的传感器响应来调整补偿参数。在多传感器系统中，各种传感器(例如，包括被配制和配置为与分析物气体相互作用的涂层的传感器和未涂覆的传感器或包括惰性涂层的传感器)之间的差分响应也可用于检测传感器附近的一种或多种感兴趣分析物(例如，在气体中)的存在，指示不应基于传感器对暴露于一种或多种分析物的响应来调整补偿因子。

初始(例如，基线)校准因子、补偿因子以及传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的响应与传感器对至少一种分析物的响应之间的关系可在传感器在工厂中被制造时确定并存储在传感器的存储器中。在使用和操作中，可利用传感器附近的环境传感器来测量温度、压力和湿度。温度和湿度也可利用热板传感器测量，该热板传感器可包括或不包括系统的包括传感器的部分。例如，可从热板传感器的加热器的电阻直接测量温度。可通过使用热板测量热板附近的空气的热导率来确定湿度。在一些实施方案中，可从由谐振传感器检测到的密度或通过测量在密封腔上方膜的偏转来导出压力。在一些实施方案中，传感器附近的一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度可利用传感器附近的另一传感器来确定。

在一些实施方案中，可根据以下等式(1)来校准传感器输出：

其中C是气体样本中感兴趣分析物的浓度，S(T、P、H、C和t)是作为传感器附近的温度、压力、湿度、一种或多种气体(不同于该感兴趣分析物)的浓度和时间(分别为T、P、H和t)的函数的气体传感器对感兴趣分析物的灵敏度的校准因子，R_comp是传感器的经补偿的响应(例如，经补偿的输出电阻)(即，基于相应的补偿因子针对温度、压力、湿度和一种或多种气体的浓度进行补偿的传感器输出)，并且R_g是气体传感器响应于暴露于包括感兴趣分析物的气体的输出电阻(即，当前传感器输出)。

图1是根据本公开的实施方案的利用包括传感器(例如，气体传感器)的系统测量感兴趣分析物的至少一种特性的方法100的简化流程图。方法100包括动作102，其包括表征(例如，在工厂中)传感器的样本集。表征传感器的样本集包括：确定传感器的样本集的一个或多个传感器对该一个或多个传感器附近的一个或多个条件的灵敏度，该一个或多个条件诸如为湿度、温度、随时间的压力和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度中的一者或多者；确定该一个或多个传感器对一种或多种感兴趣分析物随时间的灵敏度；并且确定一个或多个传感器对至少一种感兴趣分析物的灵敏度与该一个或多个传感器对传感器附近的温度、压力、湿度(例如，绝对湿度、相对湿度)和气体浓度中的一者或多者的灵敏度之间随时间的相关性；动作103，其包括确定在制造时特定传感器(其可不同于动作102中表征的该一个或多个传感器)的环境补偿因子和校准(例如，气体校准)因子；动作104，其包括从传感器收集原始数据，包括传感器随时间的响应(例如，输出)，以及传感器附近的湿度(例如，绝对湿度)、温度、压力和一种或多种气体的浓度(H、T、P和C)数据；动作106，其包括使用当前补偿因子针对传感器附近的湿度(例如，相对湿度)、温度、压力和一种或多种气体的浓度的影响补偿来自传感器的原始数据(例如，传感器的响应)，以确定经补偿的传感器响应；动作108，其包括基于经补偿的传感器响应和当前校准因子确定该至少一种感兴趣分析物的浓度；动作110，其包括，如果所确定的该至少一种感兴趣分析物的浓度超过预定值(阈值)，则输出传感器附近的样本(例如，气体样本)的至少一种特性；并且如果该至少一种感兴趣分析物的浓度低于预定值(即，未检测到分析物气体)，则将低于预定值的原始传感器数据保存到传感器的存储器中的历史数据文件中；以及动作112，其包括当该一种或多种感兴趣分析物不存在时，查看存储器中保存的历史数据(历史数据文件的数据)，以确定补偿因子的准确性，并确定传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的当前灵敏度；确定当前补偿因子是否适当并调整补偿因子(图3B)；基于传感器对湿度(例如，绝对湿度、相对湿度)、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的当前灵敏度以及传感器对湿度(例如，绝对湿度、相对湿度)、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度与传感器对每种相应的感兴趣分析物的灵敏度之间的预定关系来调整针对每种感兴趣分析物的存储校准因子。

动作102包括表征一组传感器中的一个或多个传感器，以基于该一个或多个传感器暴露于各种条件(例如，感兴趣分析物、传感器漂移、老化、化学历史(例如，暴露于各种挥发性有机化合物(VOC))和中毒)来表征该一个或多个传感器的特性。表征该一个或多个传感器包括确定该一个或多个传感器对该一个或多个传感器附近的一个或多个条件随时间的灵敏度，该一个或多个条件诸如温度、压力、湿度或一种或多种气体(例如，CO₂、CO、一种或多种VOC)的浓度中的一者或多者；确定该一个或多个传感器对一种或多种感兴趣分析物随时间的灵敏度；并且确定该一个或多个传感器(例如，一个或多个气体传感器)对至少一种感兴趣分析物(例如，气体)的灵敏度与该一个或多个传感器在相同时间段内对一个或多个条件的灵敏度之间的相关性。在该时间段内表征该一个或多个传感器可包括确定该一个或多个传感器对温度、压力、湿度、该一种或多种气体、该至少一种感兴趣分析物中的一者或多者的灵敏度，以及在使用和操作期间随着传感器老化，传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力和该一种或多种气体中的一者或多者的灵敏度之间的相关性。在一些实施方案中，动作102还可包括基于所确定的灵敏度来确定传感器的初始补偿因子和校准因子。初始补偿因子可被设置成使得传感器的经补偿的输出响应于暴露于相同样本(例如，气体，诸如参考气体，校准气体等)但在不同温度、不同压力或不同绝对湿度中的一者或多者下保持基本上恒定(例如，在预定值范围内，表现出小于预定量的百分比变化，如参考图5所述)。如本文将描述的，该一个或多个传感器可包括例如气体传感器，其包括金属氧化物半导体(MOS)传感器、微热板传感器、谐振传感器(例如，微悬臂传感器)、电化学传感器、聚合物传感器、光学传感器、另一传感器或它们的组合。初始校准因子可基于该一个或多个传感器对至少一种感兴趣分析物的灵敏度。该传感器可包括在美国专利申请2018/0052124中描述的传感器中的一者或多者，该专利申请的全部公开内容以引用方式并入本文。

传感器对温度、压力、湿度(例如，水)和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的相关性(例如，关系)可在实验室中(例如，在工厂中)确定。可针对每种感兴趣分析物确定相关性。换句话讲，不同的分析物可表现出传感器对温度、压力、湿度或一种或多种气体随时间的灵敏度(图4A)与传感器对特定的感兴趣分析物随时间的灵敏度(图4B)之间的不同关系。在一些实施方案中，针对每个传感器确定相关性，并且每个传感器可表现出独特的相关性。在其他实施方案中，利用一个或多个代表性传感器来确定相关性，该一个或多个代表性传感器具有例如与批量制造的传感器中的其他传感器相同的组成(例如，金属氧化物涂层材料，催化剂材料或其他涂层材料)和构成(例如，热质量)。在一些实施方案中，包含不同组成(例如，不同金属氧化物涂层材料)的传感器可表现出不同相关性。可在生产制造之前针对特定传感器类型执行一次动作102。在其他实施方案中，由于可能希望在长时间段内收集表征数据，所以该一个或多个传感器可被配置为通过例如通信端口718(图7)来更新并结合新的表征数据，这可促进表征数据的下载和在使用该一个或多个传感器时传感器的表征。在一些实施方案中，在无需对该至少一种感兴趣分析物进行校准的情况下，动作102可促进气体传感器的生产。换句话讲，并且如本文将描述的，传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体中的一者或多者的灵敏度之间的关系可用于基于该关系和传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体中的一者或多者的初始灵敏度来校准传感器(与将传感器暴露于已知浓度的该至少一种感兴趣分析物以进行校准相反)。例如，如果建立了传感器对湿度的灵敏度与传感器对至少一种感兴趣分析物(例如，气体)的灵敏度之间的关系，则传感器的湿度响应(例如，传感器对湿度的灵敏度)可用于建立该至少一种感兴趣分析物(例如，气体)的初始校准因子，而无需将传感器暴露于特定的感兴趣分析物。

在一些实施方案中，确定该一个或多个传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度包括当该一个或多个传感器在不同时间处暴露于基线样本(例如，不包括该至少一种感兴趣分析物)时在改变传感器附近的湿度、温度、压力和该一种或多种气体的浓度中的一者或多者时测量该一个或多个传感器的响应。例如，参考图4A，可在时间T₀、T₁、T₂和T₃(其可对应于该一个或多个传感器的老化的各个阶段)处确定该一个或多个传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度。在每个时间T₀、T₁、T₂和T₃处该一个或多个传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度可表示为传感器响应相对于湿度、温度、压力或气体浓度中的相应一者的曲线(例如，线)的斜率；或者作为湿度、温度、压力和气体浓度中的一者或多者的函数的等式。

在其他实施方案中，温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度与传感器的输出之间的关系(传感器分别对温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度)可表示为非线性等式。例如，在一些实施方案中，该关系被表示为非线性等式，其中传感器响应的程度随着湿度、温度、压力或该一种或多种气体的浓度的增加而减小。换句话讲，随着湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度的增加，可减小传感器响应的幅度的增加率。在一些此类实施方案中，传感器可包括MOS传感器。在一些实施方案中，传感器对湿度、温度和压力的灵敏度可表示为等式，例如S＝1/X+A，其中S是灵敏度，X是湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度，A是包括零的数字，并且可以是正的或负的。

在一些实施方案中，可通过在该一个或多个传感器附近保持可忽略或恒定浓度(例如，小于约1ppm、约0ppm等)的感兴趣分析物并测量该一个或多个传感器响应于该一个或多个传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的变化的输出(例如，电阻，诸如电阻相对于基线电阻的变化(ΔR)、电导的变化(ΔG)、谐振频率的变化、电压的变化、电流的变化等)来确定该一个或多个传感器对传感器附近的一个或多个条件(例如，传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者)的灵敏度。图3A是示出在环境大气(例如，不存在感兴趣分析物)中传感器对传感器附近的温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度的图形表示，其可在实验室中模拟以建立用于校准的参数。可诸如利用传感器的电极来测量传感器的输出(例如，气体传感器的电阻、气体传感器的谐振频率的变化、气体传感器的电压的变化、气体传感器的电流的变化、气体传感器的电导的变化)。可相对于传感器附近的温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度来绘制传感器的输出(诸如例如，传感器的电阻的对数)。可确定温度、压力、湿度或气体浓度与传感器输出之间的关系，并将其表示为具有斜率、x交点和y交点的线，如箭头302所示，其中传感器对温度、压力、湿度(例如，水)或气体浓度的灵敏度表示为所示线的斜率。继续参考图3A，(从现场数据导出的)传感器的响应可表现出背景噪声，该背景噪声可由在温度、压力、湿度变化时传感器附近的气体的存在或者气体的浓度引起。可通过对传感器的响应求平均或进行低通滤波来消除此类背景噪声。可消除由图3A所示的干扰气体引起的异常点或噪声，以提高传感器仅对温度、压力、湿度或气体浓度的响应的准确性。

在一些实施方案中，确定传感器对传感器附近的一个或多个条件(例如，温度、压力、湿度(水浓度)和/或一种或多种气体的浓度中的一者或多者)的灵敏度可包括如本领域中已知的信号处理或调节，诸如对传感器的输出进行低通滤波或求平均以消除传感器输出的短期变化。例如，参考图3A，作为传感器噪声或对周围环境中的其他气体的响应的结果的短期传感器变化被示为叠加在线302上。此类短期变化可能是由于测量期间存在的干扰分析物的存在。求平均或进行低通滤波可消除或减少短期变化的影响，并且可增加传感器的信噪比。例如，可使用回归分析来确定传感器附近的湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度中的一者或多者与传感器输出之间的潜在关系。在一些实施方案中，当一种或多种感兴趣分析物不存在并且环境条件有变化时，确定对传感器附近的湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度。在其他实施方案中，利用不暴露于感兴趣分析物的传感器获得的数据和当传感器暴露于感兴趣分析物时获得的数据可一起用于确定传感器对传感器附近的湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的灵敏度。可能由传感器响应的痕量气体(诸如挥发性有机化合物)的存在引起传感器响应中的噪声，如图3C所示。在该示例中，通过对如图3C所示的传感器的最小响应求平均，可获得更精确的响应斜率。

在一些实施方案中，传感器附近的温度、压力、水的浓度(湿度)或一种或多种气体的浓度的对数可与由传感器所测量的电阻的对数表现出线性关系。然而，本公开不限于此，并且传感器对传感器附近的温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度可以不是线性的。

在一些实施方案中，确定该一个或多个传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度包括在改变该一个或多个传感器附近的该至少一种感兴趣分析物的浓度时测量该一个或多个传感器的响应。例如，参考图4B，可在T₀、T₁、T₂和T₃(例如，对应于上面参考图4A描述的相同时间T₀、T₁、T₂和T₃)处确定该一个或多个传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度。在每个时间T₀、T₁、T₂和T₃处该一个或多个传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度可表示为曲线(例如，线)的斜率或作为该至少一种感兴趣分析物的浓度的函数的等式。

因此，在一些实施方案中，传感器对暴露于感兴趣分析物的灵敏度可对应于示出感兴趣分析物的浓度与传感器的输出(例如，电阻)之间的关系的线的斜率(或斜率的绝对值)，类似于图4B，其中x轴是感兴趣分析物的浓度的对数并且y轴是传感器的输出的对数。

继续参考图1，确定该一个或多个传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度与该一个或多个传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的关系包括例如根据传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度来确定该一个或多个传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度。例如，图2A是传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度(分别为S_H、S_T、S_P、S_C)与传感器对该至少一种感兴趣分析物(例如，气体)的灵敏度(S_g)之间的关系的图形表示。该比率对应于曲线在任何特定点处的斜率。换句话讲，对于传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的给定灵敏度，该比率可对应于传感器对该至少一种感兴趣分析物(例如，气体)的对应灵敏度除以传感器对湿度、温度和压力和浓度中的一者或多者的灵敏度。在图2A中，传感器对湿度、温度和压力中的一者或多者的灵敏度可相对于传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度作图。传感器对湿度、温度、压力和浓度中的一者或多者的灵敏度可如上所述地确定(例如，关于图3A至图3C和图4A)。对于传感器对湿度、温度、压力和浓度中的一者或多者的灵敏度的每个值，可如上所述(例如，关于图4B)确定传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度。

图2B是传感器对至少一种分析物(例如，气体)的灵敏度与传感器对温度、压力、湿度或浓度(不同于该至少一种感兴趣分析物)的灵敏度的比率如何随时间变化的图形表示。可通过在传感器附近的气体中不存在分析物时(如参考图4A所示和描述的)测量(例如，监测)传感器对温度、压力、湿度或浓度随时间(T₀、T₁、T₂、T₃)的响应并在相同时间段(T₀、T₁、T₂、T₃)内测量传感器对感兴趣分析物气体的响应(如参考图4B所示和描述的)导出曲线202。曲线202的点表示在给定时间处在相同持续时间内传感器对暴露于感兴趣分析物的响应与传感器对温度、压力、湿度和浓度中的一者或多者的变化的响应的比率。例如，曲线202上的每个点表示图2A中所示的关系，并且曲线202表示在若干时间段内的关系。在一些实施方案中，可通过减去由于分析物(例如，气体)的存在而产生的信号的部分来获得在响应中没有分析物(例如，气体)的等效信号。

继续参考图2B，曲线204可作为传感器老化的函数导出，诸如传感器对各种气体的暴露历史的函数，该各种气体诸如挥发性有机化合物(VOC)(例如VOC ppm-小时)、已知的毒气和各种环境条件(例如°K-小时、千帕斯卡-小时)。传感器的暴露历史可包括峰值暴露浓度、平均暴露浓度和对各种气体的总剂量暴露(例如ppm-小时)。在一些实施方案中，可基于传感器所经历的总剂量或暴露来调整比率S_g/S(_{T、P、H或C})。传感器对气体的总剂量和传感器所暴露的环境条件的响应可在工厂中被预先确定或表征，如动作102所示。这些响应也可经由通信端口718(图7)周期性地更新到字段中的单元。在一些实施方案中，可通过利用若干传感器表征传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度中的一者或多者的灵敏度之间的关系来导出曲线204，每个传感器暴露于变化的老化水平(例如，各种水平的毒气)。暴露于特定老化量的每个传感器可对应于特定的曲线204。在一些实施方案中，该传感器的处理子系统被配置为基于传感器的老化使用传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度与该传感器对湿度、温度、压力和浓度中的一者或多者的灵敏度之间的适当关系。

尽管图2A示出了传感器对温度、压力、湿度或浓度的灵敏度与传感器对感兴趣分析物的灵敏度之间的关系，并且图2B以图形方式示出了传感器对温度、压力、湿度或浓度的灵敏度与传感器对感兴趣分析物的灵敏度之间随时间的关系，但在其他实施方案中，该关系可以是查找表的形式。在一些此类实施方案中，对于传感器对温度、压力、湿度或浓度随时间的给定灵敏度；查找表可包括传感器对感兴趣分析物的灵敏度随时间的对应值(例如，因子)。

在一些实施方案中，传感器对湿度、温度、压力或传感器附近的一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的关系可以是数学等式的形式。作为非限制性示例，在一些此类实施方案中，传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的关系(在图2A中示出为曲线并且在图2B中由y轴示出)可表示为数学公式。可基于传感器已经暴露于各种样本的时间和传感器对传感器附近的温度、压力、湿度和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的当前灵敏度中的一者或两者来确定该关系。仅作为一个非限制性示例，该关系可表示为S_g＝B*S_X，其中Sg与上述相同，S_X是传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者的灵敏度，并且B是因子(例如，倍增因子，诸如数字)，其指示传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度随着传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度的增加而增加。作为另一个非限制性示例，在一些实施方案中，该关系可表示为S_g＝S_X ^(1-C)，其中S_g和S_X与之前相同，并且C是因子。

参考图2B，传感器对温度、压力、湿度和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度的灵敏度与传感器对感兴趣分析物的灵敏度之间的关系可通过确定传感器对温度、压力、湿度和浓度的灵敏度并确定传感器对感兴趣分析物的灵敏度并将这些灵敏度的比率作为时间的函数绘图来确定。例如，参考图4A，可在多个时间(例如，时间T₀、时间T₁、时间T₂、时间T₃等)处通过测量传感器在此类时间处对暴露于不同环境条件的响应来确定传感器对温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度，如上所述。每个时间(例如，时间T₀、时间T₁、时间T₂、时间T₃等)可表示传感器进行多次测量的持续时间。类似地，并且参考图4B，可在多个时间(例如，时间T₀、时间T₁、时间T₂、时间T₃等)处确定传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度，该多个时间可以是如参考通过测量传感器对暴露于不同浓度的该至少一种感兴趣分析物的响应来确定传感器对温度、压力、湿度或浓度的灵敏度所描述的相同时间(例如，持续时间)。换句话讲，图4A图示了y轴上的传感器响应与x轴上的温度、压力、湿度或一种或多种气体(不同于该感兴趣分析物)的浓度的关系，并且图4B图示了y轴上的传感器响应(即，与图4A相同的传感器响应)和x轴上的感兴趣分析物的浓度。在给定时间处传感器对感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力和浓度中的一者或多者的灵敏度的比率表示为图2A中的曲线和图2B中的点。例如，在时间T₀处，图4A中标记为T₀的线的斜率是图2B中所示的相关点在对应于T₀的时间处的x值，其中对应的y值是图4B中标记为T₀(或在紧接在时间T₀之后的时间)的线的斜率。换句话讲，在时间T₀处，对应于时间T₀的图2B的曲线202、204中的一者上的点的y值是图4B中标记为T₀的线的斜率除以图4A中标记为T₀的线的斜率。测量传感器对温度、压力、湿度或浓度的灵敏度和传感器对感兴趣分析物的灵敏度以产生图2B中的另一点的过程可重复足够的次数，以产生传感器对温度、压力、湿度和浓度的灵敏度与传感器对感兴趣分析物的灵敏度之间作为时间的函数的关系(相关性)。每个T₀、T₁、T₂和T₃之间的时间差可以是数天、数周、数月或数年，并且可表示传感器的不同老化水平。

在一些实施方案中，传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度中的一者或多者的灵敏度与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度之间的关系在湿度、温度、压力、一种或多种气体的浓度和该至少一种感兴趣分析物的浓度中的一者或多者的范围内不是线性的，该关系可表示为等式。例如，传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度可表示为第一等式。类似地，传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度可表示为第二等式。灵敏度之间的关系可表示为第一等式的导数对第二等式的导数。换句话讲，在图4B和图4A的曲线中的每个点处的传感器的局部灵敏度(或斜率)可表示为第一等式的相应导数和第二等式的导数。在其他实施方案中，传感器对该至少一种感兴趣分析物的每一种感兴趣分析物以及湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的平均灵敏度可被平均，例如通过对灵敏度曲线进行矩形波串平均。在进一步的实施方案中，非线性灵敏度可利用线性关系来近似(例如，如图4A和图4B中所示)。

在一些实施方案中，该过程可每天、每月或经过数年重复，以产生足够的数据来确定图2B中所示的关系。因此，建立了传感器对传感器附近的温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度与传感器对分析物的灵敏度之间的关系，并且该关系可随后用于基于传感器对温度、压力、湿度或气体浓度的灵敏度来校准传感器对分析物的响应，如本文将描述的。传感器对感兴趣分析物的最近灵敏度可在工厂中确定以校准传感器，并且可对应于初始校准因子。

在一些实施方案中，传感器对暴露于该至少一种感兴趣分析物的灵敏度可作为湿度的函数通过在传感器附近保持预定浓度(约0ppm、小于约10ppm水、小于约100ppm、小于约500ppm、小于约1,000ppm等)的湿度并测量传感器响应于感兴趣分析物的浓度变化的输出(例如，电阻，诸如电阻相对于基线电阻的变化(ΔR)、电导的变化(ΔG)、谐振频率的变化(ΔF)、电压的变化(ΔV)、传感器的电流变化(ΔI))以确定传感器在预定湿度浓度下对感兴趣分析物的灵敏度来确定。在一些实施方案中，湿度的浓度可以是可忽略的，诸如小于约10ppm或约0ppm。在其他实施方案中，湿度的浓度可大于约1,000ppm、大于约2,000ppm、大于约5,000ppm、或甚至大于约10,000ppm。在若干湿度水平下确定传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度可促进针对传感器附近的湿度校准传感器响应。换句话说，传感器对暴露于至少一种感兴趣分析物的响应可取决于当传感器暴露于该至少一种感兴趣分析物时传感器附近的湿度水平。换句话说，在一些实施方案中，传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度可不仅取决于传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度；而且还取决于测量传感器响应时的背景湿度。在变化的湿度水平下确定传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度可促进传感器响应的改进校准。例如，在一些实施方案中，可基于当传感器暴露于该至少一种感兴趣分析物时测量的湿度水平来不同地校准传感器的响应(例如，利用不同的数学公式、利用不同的校准因子、利用不同的偏移)。正常的日复一日的湿度变化提供了变化的传感器响应，其可用于调整传感器对感兴趣分析物的灵敏度(校准因子)，如本文将描述的。在一些实施方案中，诸如工厂校准的一部分，湿度可被有意地应用为校准气体。

返回参考图1，动作103包括确定在制造时特定(例如，新的)传感器的初始环境补偿因子和校准因子(例如，气体校准因子)。如本文将描述的，初始环境补偿因子和初始校准因子在动作104到动作112的迭代更新过程之前建立起始点，用于在传感器的使用和操作期间校准和补偿传感器响应。在一些实施方案中，如果传感器表征数据足以初始化补偿和校准因子，则省略动作103。换句话说，在一些实施方案中，动作102可包括确定传感器的初始环境补偿因子和校准因子(使得初始环境补偿因子和校准因子不是针对每个特定传感器确定的)。例如，传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度中的一者或多者的初始灵敏度以及传感器对至少一种感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度之间的已知关系可用于确定初始校准因子。在其他实施方案中，水蒸气可用作校准气体以基于传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度的灵敏度之间的已知关系来确定初始校准因子。

在一些实施方案中，动作103还包括确定温度、压力、湿度和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度中的每一者的初始环境补偿因子以及传感器制造时的气体校准因子。确定每个参数的补偿因子可包括在测量传感器的输出时保持传感器附近的成分(例如，基本上不含感兴趣分析物的环境气体)并且改变传感器附近的特定参数(例如，温度、压力、湿度和气体浓度中的一者)。例如，为了确定温度的补偿因子，可将传感器暴露于参考气体(例如，环境气体)，并且可在测量传感器的响应时改变传感器附近的温度。可导出温度补偿因子，使得温度补偿因子与传感器的响应之间的关系产生传感器的经补偿的响应，其中当传感器附近的温度改变时(而传感器附近的其他条件，诸如成分、压力和湿度保持基本上恒定)，传感器的经补偿的响应基本上恒定(即，在预定范围内，诸如小于约正5％或负约5％)。换句话说，可确定温度补偿因子，使得可利用温度补偿因子来补偿传感器的响应，以产生传感器的经补偿的响应，当传感器暴露于变化的温度时，传感器的经补偿的响应保持基本上恒定。在一些实施方案中，湿度、温度和压力的补偿因子不同于传感器对湿度、温度和压力中的相应一者的灵敏度。在一些实施方案中，传感器对湿度、温度和压力中的一者或多者的灵敏度可用于使用例如算法逻辑、等式或其他关系来分别针对湿度、温度和压力的影响来补偿传感器。

为了确定压力的补偿因子，可将传感器暴露于参考气体(例如，环境气体)，并且可在测量传感器的响应时改变压力。可导出压力补偿因子，使得压力补偿因子与传感器的响应之间的关系产生传感器的经补偿的响应，其中当传感器附近的压力改变时，传感器的经补偿的响应基本上恒定(即，在预定范围内，诸如小于约正5％或负约5％)。

为了确定湿度的补偿因子，可将传感器暴露于参考气体(例如，环境气体)，并且可在测量传感器的响应时改变湿度。可导出湿度补偿因子，使得湿度补偿因子与传感器的响应之间的关系产生传感器的经补偿的输出，其中当传感器附近的湿度改变时，气体传感器的经补偿的响应基本上恒定(即，在预定范围内，诸如小于约正5％或负约5％)。

为了确定气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度的补偿因子，可将传感器暴露于参考气体(例如，具有基线湿度、温度和压力的环境气体)，并且可在测量传感器的响应时改变气体的浓度。可导出浓度补偿因子，使得浓度补偿因子与传感器的响应之间的关系产生传感器的经补偿的输出，其中当传感器附近的气体的浓度改变时，气体传感器的经补偿的响应基本上恒定(即，在预定范围内，诸如小于约正5％或负约5％)。

在一些实施方案中，可使用线性回归或基于相应补偿因子的变化将传感器的经补偿的响应拟合到预定范围内的另一方法来确定湿度、温度、压力和气体浓度中的每一者的补偿因子。

例如，图5是绝对湿度(AH)、原始传感器数据(R_raw)(传感器的未补偿和未校准的响应)和经补偿的传感器数据(R_comp)之间的关系的简化图示。在该图示中的R_comp曲线示出了当不存在其他气体时响应于湿度变化的补偿误差。可使用图5所示的关系来确定湿度补偿因子的准确性。换句话讲，可调整当前湿度补偿因子的值，使得当传感器未暴露于任何VOC或感兴趣分析物(即，感兴趣分析物不存在)时，即使湿度改变，经补偿的传感器数据(R_comp)也相对平坦。类似地，可以类似的方式调整温度、压力和气体浓度(对于不同于该至少一种感兴趣分析物的气体)的当前补偿因子。诸如图5所示的补偿误差的存在可用作执行如参考动作112所述的补偿因子的调整的触发器。

继续参考图1，动作104包括从传感器收集原始数据，包括传感器响应、传感器附近的温度、压力、湿度(例如，绝对湿度、相对湿度)和一种或多种气体(不同于该至少一种分析物)的浓度数据。动作104可包括从传感器(例如，R_raw)和从一个或多个环境传感器收集原始数据。传感器和环境传感器可暴露于样本，并且可收集传感器的输出信号。原始数据可以是传感器响应于暴露于样本的输出信号(即，响应)。样本可以是来自传感器位置附近的大气的样本。动作104可包括通过测量传感器的响应并测量传感器附近的温度、压力和相对湿度来从包括传感器的系统收集原始数据。可利用例如传感器附近的环境传感器来测量温度、压力和相对湿度。测量传感器的响应可包括测量传感器的电阻变化。在其他实施方案中，测量传感器的响应可包括测量传感器的谐振参数(例如，谐振频率)。

可利用例如位于传感器附近的一个或多个环境传感器来确定在给定时间处传感器附近的水蒸气浓度(例如，湿度)。作为非限制性示例，可利用被配置为测量绝对湿度的湿度传感器来确定传感器附近的湿度(例如，水浓度)。在其他实施方案中，可测量传感器附近的温度、压力和相对湿度，诸如利用传感器附近的温度传感器、压力传感器和相对湿度传感器。可使用将温度、压力和相对湿度与绝对湿度相关联的数学等式，基于传感器附近的当前温度、压力和相对湿度来确定传感器附近的水浓度(湿度)。在一些实施方案中，温度和湿度可利用热板传感器测量，该热板传感器可包括或不包括系统的包括气体传感器的部分。作为非限制性示例，可从热板传感器的加热器的电阻直接测量温度。可通过利用热板测量环境空气的热导率来测量湿度。可从由谐振传感器检测到的密度或粘性阻尼或通过测量在密封腔上方隔膜的偏转来导出压力。在一些实施方案中，可利用用于测量该至少一种感兴趣分析物的浓度的传感器附近的一个或多个附加气体传感器来测量该传感器附近的一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度。在一些实施方案中，除传感器之外，单个硅管芯可包括用于确定温度和湿度的热板传感器中的每一者以及用于确定压力的谐振传感器和/或密封腔上方的隔膜中的一者。

在一些实施方案中，可以规则的间隔测量传感器附近的温度、压力、湿度浓度和一种或多种气体的浓度中的一者或多者，诸如每隔约1小时、每隔约30分钟、每隔约15分钟、每隔约5分钟、每隔约1分钟、每隔约30秒、每隔约5秒、每隔约2秒、每隔约1秒或另一间隔。在一些实施方案中，每隔约2秒确定温度、压力、湿度浓度和一种或多种气体的浓度中的一者或多者。然而，本公开不限于此，并且可以不同的时间间隔来确定此类特性。在一些实施方案中，以可能不均匀间隔的随机间隔测量温度、压力、湿度浓度和一种或多种气体的浓度中的一者或多者。每次确定温度、压力、湿度浓度和一种或多种气体浓度中的一者或多者时，可计算传感器的电阻变化(ΔR)、电导变化(ΔG)、传感器的谐振频率变化(ΔF)、传感器的电压变化(ΔV)或传感器的电流变化(ΔV)以确定传感器对温度、压力、湿度浓度或一种或多种气体的浓度中的相应一者或多者的当前灵敏度。

动作106包括使用湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度中的每一者的当前(例如，最近的)补偿因子针对传感器附近的湿度(例如，相对湿度)、温度、压力或一种或多种气体的浓度的影响来补偿原始数据，以确定经补偿的传感器响应。补偿原始数据可包括调整原始数据，使得当暴露于传感器附近的环境气体时，经补偿的传感器响应关于传感器附近的温度、压力、湿度和/或一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度的变化保持基本上恒定。在一些实施方案中，可利用初始补偿因子(在动作102期间确定)来补偿原始数据。在其他实施方案中，并且如本文将描述的，可利用一个或多个经调整的补偿因子来补偿原始数据。

传感器输出针对(传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度的)环境影响的补偿的广义数学公式的一个实施方案在以下等式(2)中示出：

其中R_comp是传感器的经补偿的输出，R_raw是原始传感器输出，AH_n是当前测量的绝对湿度，AH₀是基线或起始绝对湿度(传感器基线处的绝对湿度)，Q是湿度补偿因子，T_n是当前温度，T₀是基线或起始温度(传感器基线处的温度)，W是温度补偿因子，P_n是当前压力，P₀是基线或起始压力(传感器基线处的压力)，Z是压力补偿因子，C_n是传感器附近的气体(不同于该至少一种感兴趣分析物，诸如VOC)的当前浓度，C₀是气体的基线浓度，并且X是气体补偿因子。如果传感器补偿多于一种的附加气体，则等式(2)可包括用于补偿传感器附近的每种气体的附加项。在一个实施方案中，在工厂中针对环境因子校准传感器的基线电阻(即，在给定环境条件下传感器的基线电阻)。例如，R_raw可作为如图3B所示的AH的函数建立(例如，传感器对湿度的灵敏度)，并且可利用数学函数或查找表来建立R_comp。在另一个实施方案中，可对于给定的AH、T、P和气体浓度(即，等式(2)中的AH₀、T₀、P₀和C₀)建立R_raw，并且在等式(2)中使用湿度、温度、压力和气体浓度的当前值(即，等式(2)中的AH_n、T_n、P_n和C_n)来补偿R_raw并确定R_comp的值。在该实施方案中，R_raw是当传感器接通时的原始传感器响应或电阻值，并且使用等式(2)在任何给定时间处根据R_raw和环境条件(例如，AH_n、T_n、P_n和C_n)连续地计算经补偿的电阻值R_comp。通过将来自等式(2)的R_comp代入等式(1)中，可导出经校准和经补偿的气体浓度的完整表达式。在一些实施方案中，Q、W、Z和X可对应于传感器对湿度、温度、压力和气体浓度中的相应一者的灵敏度不是线性的(例如，如图4A中)并且是通过例如执行经验测试并使用指数曲线拟合方法或另一方法从相应灵敏度导出的因子的实施方案。

作为另一非限制性示例，可根据以下等式(3)来确定经补偿的传感器响应：

ΔR_comp＝ΔR+(CF_H*H+x)+(CF_T*T+y)+(CF_P*P+z)+(CF_C*C+w) (3)，

其中ΔR_comp是经补偿的传感器响应，ΔR与上文所述相同且对应于气体传感器响应于暴露于样本的电阻、谐振频率、电压和电流中的一者或多者相对于传感器的相应基线电阻、谐振频率、电压或电流的变化，CF_H是湿度补偿因子，H是传感器附近的湿度(绝对湿度或相对湿度中的一者)，CF_T是温度补偿因子，T是传感器附近的温度(例如，以开尔文、摄氏度或华氏度为单位)，CF_p是压力补偿因子，P是传感器附近的压力(例如，绝对压力)，CF_C是浓度补偿因子，C是传感器附近的气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度，并且w、x、y和z中的每一者是数值常数。在一些实施方案中，对于每种附加气体通过将类似的项添加到等式(3)，可针对传感器附近的多于一种附加气体来补偿传感器。虽然已经参考电阻的变化描述了等式(3)，但本公开不限于此。在其他实施方案中，经补偿的传感器响应可对应于传感器的谐振频率的变化、传感器的电压的变化、或传感器的电流的变化。在一些实施方案中，CF_H、CF_T、CF_P和CF_C对应于传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和气体浓度中的相应一者的灵敏度。在一些此类实施方案中，传感器的响应与湿度、温度、压力和气体浓度中的每一者之间的关系(例如，传感器对湿度、温度、压力和气体浓度中的每一者的灵敏度)可以是线性的，例如如图4A所示。

虽然等式(3)是用于补偿传感器输出的特定等式，但本公开不限于此，并且可根据使用相应的湿度补偿因子、温度补偿因子、压力补偿因子和气体浓度补偿因子中的一者或多者的其他等式，针对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者来补偿原始传感器数据。例如，湿度补偿因子、温度补偿因子、压力补偿因子和气体浓度补偿因子中的每一者可以是与传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种其他气体中的相应一者相关的非线性函数。如本文将描述的，在一些实施方案中，可基于传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的每一者的灵敏度来调整补偿因子，这可增加传感器的准确性。

动作108包括基于经补偿的传感器输出和当前校准因子确定该至少一种感兴趣分析物的浓度。该至少一种感兴趣分析物的浓度可根据以下等式(4)来确定：

C_分析物＝(ΔR_comp*S₀*S_{(H，T，P，C)}) (4)，

其中C_分析物是感兴趣分析物气体的浓度，ΔR_comp是经补偿的传感器响应(在动作106中确定)，S₀是传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度之间的当前关系(例如，初始关系或基于当前灵敏度的经调整的关系)，其将样本的至少一种特性(例如，感兴趣分析物的浓度)与传感器的响应或传感器的响应相对于传感器的基线传感器响应的变化中的一者相关联，并且S(_{H、T、P、C})是传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度中的一者或多者的当前灵敏度。在一些实施方案中，S₀包括传感器对至少一种感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力和气体浓度中的一者或多者的灵敏度之间的关系。如上所述，函数S₀的值可利用查找表、气体传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度与气体传感器对分析物的灵敏度之间的数学相关性、或另一方法(例如，对应于传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的当前灵敏度的图2B的曲线202或曲线204在特定时间处的斜率)来确定。例如，S₀可对应于曲线202或曲线204在特定时间处的斜率。在其他实施方案中，S₀包括数学等式。在一些实施方案中，S₀在工厂中确定，诸如在动作102期间。在其他实施方案中，S₀是最近的校准因子，并且如例如由图2B确定。换句话讲，S₀是传感器对感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度之间的关系(即，S₀＝S_g/S_{(H、T、P、C)})。因此，S₀乘以S_{(H、T、P、C)}得到传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度(即，S_g)。等式(4)的ΔR_comp可用由等式(2)、等式(3)或针对环境条件的任何经补偿的传感器响应确定的R_comp替换。如上所述，S₀的值可在工厂中在传感器的初始校准期间确定，诸如在动作102期间。如本文将描述的，可基于传感器对传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的当前灵敏度来调整S₀的值。在一些实施方案中，等式(4)可被重写为以下等式(5)：

C_分析物＝(ΔR_comp*S_g) (5)，

其中S_g包括校准因子并且基于传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体中的一者或多者的当前灵敏度来确定，如上文参考图2A和图2B所述。

动作110包括输出气体样本的至少一种特性(例如，感兴趣分析物的浓度)并将所有数据保存在与传感器相关联的存储器中。将不超过预定气体浓度阈值的结果保存到历史数据文件中。换句话讲，可将与感兴趣分析物的存在不对应的确定浓度(基于经补偿和经校准的响应)保存到存储器中的历史数据文件中。历史数据文件用于确定传感器对传感器附近的湿度(例如，绝对湿度、相对湿度)、温度、压力和一种或多种气体的浓度的灵敏度。可将指示气体存在的超过预定值的数据保存到存储器中的单独数据集中。数据可包括经补偿的传感器响应、当前校准因子、气体样本浓度、原始数据、传感器附近的温度、压力、相对湿度、一种或多种气体的浓度、时间信息(例如，日期、时间、传感器操作的持续时间、传感器响应的时间)等，所有这些都可存储在与传感器相关联的存储器中。该至少一种特性可包括该至少一种感兴趣分析物的浓度、气体样本的热导率、气体样本的组成(例如，气体样本的每种组分的摩尔分数)、气体样本的一种或多种组分的摩尔分数)或气体样本的另一特性。在一些实施方案中，可将数据和经补偿的传感器响应数据存储在系统存储器中。

继续参考图1，动作112包括基于存储在与传感器相关联的存储器中的历史数据来更新补偿和校准因子。动作112包括确定在历史范围内(例如，基于历史数据，诸如在动作104至110期间获得的数据)传感器对传感器附近的温度、压力、湿度和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度的灵敏度。在一些实施方案中，历史数据不包含与传感器对暴露于存在分析物气体的样本的响应(例如，当经补偿的数据超过预定值(阈值)时)相对应的数据。历史数据的分析可包括使用数百、数千或更多数据样本在环境条件的范围内对数据(传感器响应)求平均。可拒绝偏离的历史数据值(其可能由未超过检测阈值的噪声或背景气体浓度引起)以增强数据“平滑”。还可使用其他技术来确定历史数据中分析物气体的缺乏。在一个实施方案中，确定传感器的响应在时间上与湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的变化的相关性可用于确定当前传感器响应是否是由于分析物的存在。例如，如果传感器响应总是与湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的变化一致，则这是湿度、温度或压力是传感器响应变化的来源的强指示。如果湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的一些变化导致精确补偿，并且湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的其他变化不导致精确补偿，则该不精确补偿可以是在此类时间处存在附加气体的指示。作为又一示例，在多传感器系统中，如果多传感器系统的传感器中没有一个指示该至少一种感兴趣分析物(不同于基线气体(例如，空气)的另一气体)的存在，则这也将是不存在干扰气体的良好指示。在使用和操作中，测量湿度、温度、压力、一种或多种气体的浓度以及传感器输出(S_out)。传感器输出可使用湿度、温度、压力和气体浓度的灵敏度因子(S_H、S_T、S_P和S_C)来补偿，以消除或减少湿度、温度和压力对传感器输出的影响，例如，如上文参考动作106以及等式(2)和等式(3)所述。

动作112还包括确定当前补偿因子是否适当。如果残余补偿误差(如图5所示)超过预定值(阈值)(例如，如果R_comp值偏离基线值超过约5％)，则可调整补偿因子。作为示例，如果R_comp的值超过预定值(例如，湿度补偿误差超过预定值(阈值))，则可基于最近的历史数据来调整湿度补偿因子。在该示例中(参考图5)，由于传感器对湿度的灵敏度改变，因此传感器对感兴趣的气体或分析物的灵敏度可基于传感器对湿度的灵敏度与传感器对感兴趣的气体或分析物的灵敏度之间的关系而表现出变化(例如，如图2B所示)。因此，可如动作112的动作b)所示，根据在动作102中建立的关系并且如图2B所示调整校准因子。

在一些实施方案中，动作112可包括分析历史数据以确定补偿和校准因子的准确性。在一些实施方案中，当不存在分析物时收集的历史数据可被求平均以获得与传感器对湿度、温度、压力(如上文参考图4A所述)和一种或多种气体的浓度中的每一者的灵敏度相对应的斜率。所确定的斜率可用于针对相应的湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的每一者来调整传感器的补偿因子。一旦确定了传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的灵敏度，就可确定传感器对分析物气体的灵敏度，如上文参考动作102和图2A和图2B所述。

图3B示出了传感器对湿度的灵敏度随时间的变化。此类变化可指示补偿和校准因子可被调整以便保持传感器的准确性。图3C示出了消除由传感器附近的痕量气体或挥发性有机化合物(VOC)引起的传感器响应中的噪声的方法。任何干扰气体都可能引起传感器响应的向下偏移，因此可通过仅使用历史数据中最积极的数据点来提高准确性。换句话讲，在一些实施方案中，动作104和106中的一者或两者可包括针对由于痕量气体或挥发性有机化合物的存在而导致的传感器输出中的噪声来校正传感器的输出，如图3C所示。

在一些实施方案中，系统可被配置为在预定持续时间诸如例如每秒、每分钟、每小时、每6小时、每12小时、每天、每2天、每4天、每周、每隔一周、每月、每预定的月数等之后确定补偿因子和校准因子的准确性。在其他实施方案中，该系统可被配置为在已经由气体传感器进行并且存储了预定数量的测量之后，诸如例如在每次测量之后、在每约10次测量之后、在每约50次测量之后、在每约100次测量之后、在每约250次测量之后、在每约500次测量之后、在每约1,000次测量之后、或在每约5,000次或更多次测量之后，检查补偿因子和校准因子的准确性。在一些实施方案中，可基于在历史数据中检测到的补偿值的变化率来调整补偿和校准因子。例如，在补偿值中检测到的误差可能不超过阈值，但从一个或多个历史值到后续历史值的变化可指示这样的趋势，该趋势指示补偿值和校准因子应当被调整。

在一些实施方案中，确定传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度的当前灵敏度可包括针对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者来补偿传感器的输出信号，例如如等式(2)所示。在其他实施方案中，可基于传感器的输出随传感器所暴露的温度变化的变化(即，ΔR/ΔT，其可称为传感器对温度的灵敏度)与传感器的输出随传感器所暴露的湿度浓度变化的变化(即，ΔR/ppm H₂O)之间的一个或多个已知关系来补偿传感器的输出。例如，参考图4A，该关系可图形化地表示为几个离散的时间间隔，T₀是初始传感器响应并且T₃表示通常在经过很长一段时间之后的最近传感器响应。因此，标记为T₀至T₃的曲线示出了传感器如何随时间老化。最初，在一些实施方案中，该关系可在实验室中确定。换句话讲，传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度可随着传感器老化在不同时间处确定。在其他实施方案中，该关系基于已知的数学等式。在其他实施方案中，曲线可从现场使用和操作中的传感器累积，诸如通过经由通信端口718(图7)获得的数据。参考图4A，可基于传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度以及相应的当前湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度来补偿来自传感器的输出信号。参考图4B，当暴露于感兴趣分析物时，来自传感器的输出信号也可随着传感器老化而从初始传感器响应(T₀)变化到最近的传感器响应(T₃)。换句话讲，可通过将传感器对湿度、温度、压力或一种或多种VOC的浓度的灵敏度乘以一个因子，由传感器对湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的响应(图4A)来调整传感器对感兴趣分析物的灵敏度(图4B)，该因子由如图2B所示作为时间的函数的传感器对至少一种分析物气体的灵敏度与传感器对绝对温度、压力、湿度或一种或多种气体的浓度的灵敏度的比率来定义。如上所述，在其他实施方案中，可基于查找表或传感器对感兴趣分析物的灵敏度与传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度之间的数学相关性来调整传感器对感兴趣分析物的灵敏度。

在一些实施方案中，可基于传感器对湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的当前灵敏度以及在动作102中确定并在图2B中示出的传感器对湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的灵敏度与传感器对感兴趣分析物的灵敏度之间的关系来调整校准因子S₀。因此，传感器对湿度、温度、压力或一种或多种气体的浓度的当前灵敏度可用于基于传感器对湿度、温度、压力或一种或多种VOC的浓度的灵敏度与传感器对感兴趣分析物的灵敏度之间的预定关系来确定传感器对该至少一种感兴趣分析物的当前灵敏度。

因此，可基于传感器对暴露于感兴趣分析物的当前灵敏度(其可基于气体传感器对暴露于温度、压力或湿度的当前灵敏度来确定)来周期性地确定经调整的校准因子。

在一些实施方案中，在更新补偿因子和校准因子之后，方法100包括返回到动作104并重复动作104至112。

尽管图1已被描述为包括特定顺序，但本公开不限于此。在其他实施方案中，方法100可以不同于图1所示的特定顺序的任何顺序进行。

尽管已将经调整的校准因子描述为用于确定感兴趣分析物的浓度，但在其他实施方案中，该经调整的校准因子可用于确定传感器所暴露的样本的另一特性或条件。在一些此类实施方案中，该经调整的校准因子可用于调整传感器的输出信号，该经调整的输出信号可用于确定样本的至少一种特性，诸如存在的气体类型(例如，各种气体的识别、气体样本的组成)。

因此，一种确定包括至少一种感兴趣分析物的气体样本的至少一种特性的方法包括确定传感器的典型传感器性能(例如，工厂表征)。例如，确定典型的传感器性能可包括：确定传感器在一段时间(例如，数天、数周、数月、每年等)内对湿度(例如，绝对湿度、相对湿度)、温度、压力和一种或多种气体(不同于该至少一种感兴趣分析物)的浓度中的一者或多者的灵敏度，如上文参考动作102和图4A所述的；确定传感器在相同时间段内对至少一种感兴趣分析物的灵敏度的变化，如上文参考动作102和图4B所述的；确定传感器对湿度、温度、压力和一种或多种气体的浓度中的一者或多者的灵敏度变化与传感器对该至少一种感兴趣分析物的灵敏度变化之间的关系，如上文参考动作102和图1所述的；并且确定和保存初始补偿因子和校准因子。该方法还包括部署传感器，收集、存储和报告利用传感器获得的数据。例如，可从环境传感器收集原始数据(包括温度、压力、湿度(例如，绝对湿度、相对湿度)和一种或多种气体的浓度数据)，并且可从传感器收集数据(例如，传感器的响应)。可利用当前存储的补偿因子来补偿传感器响应，并且可基于当前校准因子来校准经补偿的传感器响应。该方法还包括在收集到足够的历史数据之后更新补偿和校准因子。例如，可使用历史数据来确定传感器对绝对湿度的当前灵敏度，如上文参考动作112和图3B所述。该方法包括使用历史数据来确定补偿因子是否充分消除温度、压力和绝对湿度的影响，如上文参考动作112和图5(下文描述)所述的。此外，传感器对绝对湿度的灵敏度和传感器对至少一种分析物的灵敏度之间的关系(在动作102期间确定)可用于基于传感器对湿度(例如，绝对湿度)、温度、压力和一种或多种气体的当前灵敏度来更新校准因子。

在一些实施方案中，可至少部分地基于传感器对湿度的灵敏度与传感器附近的湿度之间的关系来确定传感器的功能性(例如，传感器是否可操作)。传感器附近的湿度可如上所述测量和确定，诸如利用环境湿度传感器或利用热板传感器。

例如，气体传感器附近的湿度与气体传感器对湿度的灵敏度之间的关系可用于确定气体传感器是否按预期操作(例如，气体传感器是否暴露于气体传感器附近的湿度)。例如，湿度与气体传感器的响应之间的关系(例如，传感器对湿度的灵敏度)可用于确定气体传感器是否暴露于包括湿度的样本。换句话讲，气体传感器可基于气体传感器附近的湿度水平而表现出响应，该湿度水平由湿度传感器测量。在一些实施方案中，诸如在气体传感器没有表现出与由湿度传感器测量的湿度相关的响应的情况下，可确定气体传感器未充分暴露于周围大气，从而指示气体传感器不适合使用并且未正确地操作。响应于确定气体传感器的响应与测量的湿度不匹配，气体传感器可被配置为提供气体传感器已经失效的指示。

在一些此类实施方案中，由传感器测量的湿度可用于自检传感器的正确操作(例如，以确定传感器是否被堵塞并充分暴露于周围环境中的气体)。在一些实施方案中，气体传感器所暴露的湿度的日变化可用于促进所谓的“冲击测试”并确定气体传感器是否起作用。换句话讲，可利用湿度传感器测量气体传感器所暴露的湿度，并且可对照所测量的湿度水平来检查气体传感器的响应，以基于所测量的湿度水平来确定气体传感器的响应是否与气体传感器的预期响应相匹配。

在一些实施方案中，可监测传感器的特征响应或响应行为，或传感器关于湿度、温度和压力的响应行为，以证明传感器未暴露于周围环境。例如，传感器可包括处理子系统，以响应于在湿度、温度和压力中的一者或多者的没有波动的持续时间内或者在湿度、温度和压力中的一者或多者的波动与对应持续时间(例如，数小时、一天等)内的历史波动相比基本上衰减的情况下测量湿度、温度和压力中的一者或多者来确定传感器未暴露于周围环境。湿度、温度和压力中的一者或多者在持续时间内没有表现出波动或阻尼波动的指示可以是传感器中的阻塞使得环境气体(例如，空气，包括湿度)不自由地流入或流出传感器的指示。在一些实施方案中，传感器包括处理子系统，该处理子系统被配置为机器学习或包括人工智能算法以识别持续时间内的传感器输出和相同持续时间内的环境传感器输出的模式，以确定传感器的输出何时与历史输出不匹配，从而指示周围环境气体(例如，空气)的进入和/或排出的变化。

传感器可包括被配置用于测量至少一种感兴趣分析物的至少一种特性(例如，流量、存在、身份、组成、一种或多种组分的浓度)的任何类型的传感器。在一些实施方案中，传感器被配置为用于确定至少一种感兴趣分析物的存在，并且可进一步被配置为用于确定该至少一种感兴趣分析物的浓度。作为非限制性示例，传感器可包括金属氧化物半导体(MOS)传感器、电化学传感器、谐振传感器(例如，微悬臂传感器)、催化传感器、热导率传感器、聚合物传感器、光学传感器或另一传感器。

图6A示出了关于绝对湿度变化原始传感器响应可如何在3天周期内响应。同时测量传感器响应和绝对湿度响应(绝对湿度传感器的响应)。图6A示出了不同事件发生的不同时间段(T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆和T₇)。在T₁、T₃和T₆期间，气体传感器附近的挥发性有机化合物(VOC)的浓度改变，并且传感器表现出变化的响应。在T₂、T₄和T₇期间，气体传感器附近的气体或气体传感器附近的绝对湿度没有显著变化。在T₅期间，气体传感器附近的湿度改变，而气体传感器附近的VOC浓度(或感兴趣分析物)没有显著改变。在T₂、T₄和T₇期间，气体传感器的响应分别表示为R1、R2和R3，并且绝对湿度传感器的响应分别为AH1、AH2和AH3。在一些实施方案中，可在这些平坦区域期间收集湿度与传感器响应数据。图6B示出了作为气体传感器附近的绝对湿度的函数的传感器响应。图6B所示的数据可在图6A的R1、R2和R3的周期期间收集，因为在这些时间段期间不存在分析物气体。如图6B所示，气体传感器的灵敏度可相对于气体传感器的初始灵敏度随时间变化。作为另外一种选择，在图6A中示出了另一时间段(T₅)，其中传感器响应被标记为ΔR并且绝对湿度响应被标记为ΔAH，绝对湿度相对快速地变化，并且原始传感器数据跟踪绝对湿度变化。在一些实施方案中，在该周期期间可收集湿度与传感器响应数据，以确定气体传感器对湿度的当前灵敏度。

图7是根据本公开的实施方案的包括一个或多个传感器(例如，气体传感器)的检测器700的简化框图。检测器700包括外壳702，该外壳容纳用于检测温度、压力和/或湿度的一个或多个传感器，诸如至少一个气体传感器704和至少一个环境传感器706。气体传感器704可包括本文所述的气体传感器中的一者或多者，并且被配置为至少部分地基于气体传感器704对温度、压力或湿度的灵敏度与气体传感器704对暴露于感兴趣分析物的灵敏度之间的关系来确定样本的至少一种特性。在一些实施方案中，气体传感器704和环境传感器706中的每一者设置在同一衬底上。

处理子系统720(本文中也称为“子系统”)可通过数据总线712与到各个传感器704、706的模数(A/D)和数模(D/A)转换器708接口。处理子系统720可包括处理器714，诸如中央处理单元(CPU)、存储器716(包括软件、数据库、基线数据、校准数据等)、通信端口718，以及任选地与中央处理单元714可操作地通信的图形用户界面(GUI)710。通信端口718可与一个或多个设备722(诸如一个或多个输入设备和一个或多个输出设备)可操作地通信。通信端口718还可用于在现场部署传感器时更新固件或软件。在一些实施方案中，可在传感器704、706中的一些或全部传感器与正被分析的气体样本之间使用阻焰器和过滤器。

在使用和操作中，检测器700可被配置为连续地将气体传感器704和环境传感器706暴露于表示检测器700附近的大气的样本。来自环境传感器706的输出可被传输到处理器714，该处理器可与存储器716通信并确定检测器700附近的湿度浓度。处理器714和存储器716可被配置为基于在检测器700的正常操作期间气体传感器704所暴露的各种湿度浓度下的气体传感器704的输出来确定气体传感器704对暴露于湿度的当前灵敏度。气体传感器704对湿度的当前灵敏度可用于基于气体传感器704对湿度的灵敏度与气体传感器704对感兴趣分析物的灵敏度之间的相关性来重新校准气体传感器704。在一些实施方案中，处理器714被配置为周期性地(例如，秒、分钟、小时、每四小时、每六小时、每十二小时、每天、每周等)重新校准气体传感器704。在其他实施方案中，处理器714被配置为在确定存在补偿误差之后重新校准气体传感器704。因此，检测器700可被配置为随着检测器700和气体传感器704老化而实时连续地重新校准气体传感器704。

在一些实施方案中，随着传感器老化，响应于暴露于相同浓度的感兴趣分析物，传感器的电阻的变化可减小。换句话讲，传感器对暴露于相同浓度的感兴趣分析物的响应(例如，信号)可随着传感器老化而减小。根据本文所述的实施方案，检测器可使用在大气中的此类条件下的自然变化(例如，日变化)期间获得的水蒸气浓度(例如，湿度)、温度和/或压力数据来确定传感器对暴露于湿度、温度和/或压力的当前灵敏度。传感器对湿度、温度和/或压力的灵敏度可与传感器对一种或多种感兴趣分析的灵敏度成比例。因此，在不使用单独的校准气体或用于校准传感器的情况下，可在保持使用的同时周期性地校准传感器。换句话讲，在一些实施方案中，可利用气体传感器在正常使用和操作期间所暴露或者传感器可例如在工厂校准期间被有意地所暴露的湿度、蒸气来校准传感器。由于检测器可位于表现出湿度浓度的正弦变化的环境中，因此与检测器相关联的传感器可自然地暴露于不同的湿度浓度，这可促进传感器对暴露于湿度的灵敏度的确定。换句话讲，用于确定传感器对湿度的当前灵敏度的数据可自然地存在于传感器附近。

下文阐述了本公开的附加的非限制性示例性实施方案。

实施方案1：一种校准气体传感器的方法，所述方法包括：确定气体传感器对所述气体传感器附近的一个或多个条件的灵敏度；确定一个或多个初始校准因子，所述一个或多个初始校准因子包括所述气体传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度；通过在所述气体传感器的操作期间在所述气体传感器附近的所述一个或多个条件变化时测量所述气体传感器的响应来确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的当前灵敏度；并且至少部分地基于以下各项来调整所述气体传感器的所述一或多个初始校准因子：所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述当前灵敏度；以及所述气体传感器对所述一种或多种感兴趣分析物的所述灵敏度与所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度之间的关系。

实施方案2：根据实施方案1所述的方法，其中确定气体传感器对所述气体传感器附近的一个或多个条件的灵敏度包括确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种挥发性有机化合物的浓度中的一者或多者的灵敏度。

实施方案3：根据实施方案1或实施方案2所述的方法，其中确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的当前灵敏度包括以预定时间间隔确定所述气体传感器对所述一个或多个条件的所述当前灵敏度。

实施方案4：根据实施方案1至3中任一项所述的方法，所述方法还包括在实验室中确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度之间的关系。

实施方案5：根据实施方案4所述的方法，其中在实验室中确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度之间的所述关系包括在使用所述气体传感器时经由包含在与所述气体传感器相关联的传感器组件中的通信信道来周期性地更新所述气体传感器。

实施方案6：根据实施方案1至5中任一项所述的方法，所述方法还包括基于所述气体传感器所暴露的气体的总剂量来调整所述一个或多个初始校准因子。

实施方案7：根据实施方案1至6中任一项所述的方法，其中调整所述一个或多个初始校准因子包括基于所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度与所述气体传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度的变化率来调整所述校准因子。

实施方案8：根据实施方案1至7中任一项所述的方法，所述方法还包括选择所述气体传感器以包括金属氧化物半导体传感器、谐振传感器、电化学传感器、催化传感器、热导率传感器或光学传感器中的至少一种。

实施方案9：根据实施方案1至8中任一项所述的方法，所述方法还包括：针对所述气体传感器附近的湿度、温度、压力和气体浓度的影响来补偿所述气体传感器的输出，以确定经补偿的传感器输出；并且基于经调整的一个或多个初始校准因子来调整经补偿的传感器输出。

实施方案10：根据实施方案1至9中任一项所述的方法，其中确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的当前灵敏度包括利用与所述气体传感器集成的湿度传感器、温度传感器、压力传感器和挥发性有机化合物传感器中的一者或多者来确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述当前灵敏度。

实施方案11：根据实施方案1至10中任一项所述的方法，其中所述气体传感器包括热板，所述方法还包括利用所述热板来确定温度和湿度。

实施方案12：根据实施方案1至11中任一项所述的方法，其中所述气体传感器包括热导率传感器，所述方法还包括利用所述热导率传感器来确定湿度、温度和压力中的一者或多者。

实施方案13：根据实施方案1至12中任一项所述的方法，所述方法还包括利用隔膜来确定压力。

实施方案14：根据实施方案1至13中任一项所述的方法，所述方法还包括利用一个或多个谐振传感器来确定压力或湿度。

实施方案15：一种操作被配置为检测至少一种感兴趣分析物的气体传感器的方法，所述方法包括：通过在至少一种感兴趣分析物不存在的情况下测量所述传感器在多个湿度水平、多个温度和多个压力中的一者或多者下的响应来确定湿度补偿因子、温度补偿因子和压力补偿因子中的至少一者；基于所述湿度补偿因子、所述温度补偿因子和所述压力补偿因子中的所述至少一者以及所述传感器附近的湿度、温度和压力中的当前一者或多者，针对所述湿度、温度和压力中的一者或多者的影响来补偿所述气体传感器的响应，以确定所述气体传感器的经补偿的响应；并且至少部分地基于所述气体传感器对所述至少一种感兴趣分析物的灵敏度与所述气体传感器对湿度、温度和压力中的所述一者或多者的灵敏度之间的关系来校准所述气体传感器的经补偿的响应。

实施方案16：根据实施方案15所述的方法，所述方法还包括基于所述气体传感器对湿度、温度和压力中的所述一者或多者的当前灵敏度来调整所述湿度补偿因子、所述温度补偿因子和所述压力补偿因子中的所述至少一者。

实施方案17：根据实施方案15或实施方案16所述的方法，所述方法还包括将所述气体传感器的所述响应的变化与湿度、温度和压力中的所述一者或多者的变化相关联以确定不存在所述至少一种感兴趣分析物。

实施方案18：根据实施方案15至17中任一项所述的方法，所述方法还包括基于缺乏来自多个附加气体传感器的响应以确定不存在所述至少一种感兴趣分析物。

实施方案19：根据实施方案15至18中任一项所述的方法，所述方法还包括基于历史传感器响应来调整所述湿度补偿因子、所述温度补偿因子和所述压力补偿因子中的至少一者。

实施方案20：根据实施方案15至19中任一项所述的方法，所述方法还包括响应于确定所述气体传感器的经补偿的响应大于在所述至少一种感兴趣分析物不存在的情况下的预定量从而调整所述湿度补偿因子、所述温度补偿因子和所述压力补偿因子中的所述至少一者。

实施方案21：一种操作气体传感器以确定气体的至少一种特性的方法，所述方法包括：测量气体传感器对湿度、温度和压力变化的响应并确定所述气体传感器对湿度、温度和压力的灵敏度；并且至少部分地基于所述气体传感器对所述至少一种感兴趣分析物的所述灵敏度与所述气体传感器对湿度、温度和压力的所述灵敏度之间的关系来校准所述气体传感器在所述气体传感器暴露于所述至少一种感兴趣分析物时的响应。

实施方案22：根据实施方案21所述的方法，所述方法还包括基于所述气体传感器对湿度、温度和压力的当前灵敏度来确定湿度补偿因子、温度补偿因子和压力补偿因子中的至少一者。

实施方案23：根据实施方案21或实施方案22所述的方法，所述方法还包括利用温度补偿因子、压力补偿因子或湿度补偿因子中的至少一者来补偿所述气体传感器的所述响应，以在校准所述气体传感器的所述响应之前确定所述气体传感器的经补偿的响应。

实施方案24：根据实施方案23所述的方法，其中校准所述气体传感器的所述响应包括将数学函数应用于所述气体传感器的经补偿的响应，所述数学函数包括基于所述气体传感器对所述至少一种感兴趣分析物的所述灵敏度与所述气体传感器对湿度、温度和压力的所述灵敏度之间的关系的校准因子。

实施方案25：根据实施方案24所述的方法，所述方法还包括基于经过的时间、历史数据量、大于阈值的补偿误差、或所述温度补偿因子、所述压力补偿因子或所述湿度补偿因子中至少一者的变化率来周期性地调整所述温度补偿因子、所述压力补偿因子或所述湿度补偿因子中的所述至少一者。

实施方案26：一种气体检测器，所述气体检测器包括：气体传感器，所述气体传感器被配置为暴露于位于所述气体传感器附近的一种或多种气体；至少一个环境传感器，所述至少一个环境传感器被配置为确定所述气体传感器附近的湿度、温度和压力中的至少一者；以及处理子系统，所述处理子系统被配置为：基于所述气体传感器的输出与所述气体传感器附近的一个或多个条件之间的关系来确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的灵敏度；并且基于所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度与所述气体传感器对暴露于一种或多种感兴趣气体的灵敏度之间的关系来校准所述气体传感器的所述输出。

实施方案27：根据实施方案26所述的气体检测器，其中所述处理子系统还被配置为基于温度补偿因子、压力补偿因子或湿度补偿因子中的至少一者针对温度、压力或湿度中的至少一者来补偿所述气体传感器的所述输出。

实施方案28：根据实施方案27所述的气体检测器，其中基于所述气体传感器附近的湿度、温度和压力中的至少一者的环境变化随时间调整所述温度补偿因子、所述压力补偿因子和所述湿度补偿因子中的所述至少一者。

实施方案29：一种确定气体传感器的功能性的方法，所述方法包括：在测量气体传感器的响应时利用传感器测量所述气体传感器附近的条件；并且基于所测量的所述气体传感器附近的条件和所述气体传感器在所述气体传感器附近的变化条件下的响应，确定所述气体传感器的功能性。

实施方案30：根据实施方案29所述的方法，其中利用传感器测量气体传感器附近的条件包括利用湿度传感器测量所述气体传感器附近的湿度。

实施方案31：根据实施方案29或实施方案30所述的方法，所述方法还包括：确定所述气体传感器对所述条件的灵敏度；将所述气体传感器的所述灵敏度与所述条件相关联；并且响应于在时间上与所述气体传感器的所述响应的变化不对应的所测量的条件的变化来确定所述气体传感器中的阻塞。

实施方案32：根据实施方案29至31中任一项所述的方法，其中确定所述气体传感器的功能性包括响应于在时间上与所述气体传感器附近的所测量的条件不相关的所述气体传感器的响应来确定所述气体传感器中的阻塞。

实施方案33：根据实施方案29至32中任一项所述的方法，其中：测量所述气体传感器附近的条件包括测量所述气体传感器附近的湿度、温度和压力中的一者或多者的日变化；并且确定所述气体传感器的功能性包括响应于确定所述气体传感器的响应没有表现出与所述气体传感器附近的湿度、温度和压力中的所述一者或多者的所述日变化相对应的变化来确定所述气体传感器中的阻塞。

尽管本公开容许各种修改和替代形式，但已在附图中以示例的方式示出了具体实施方案并且已在本文中进行了详细描述。然而，本公开并不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开将覆盖落入由所附权利要求书及其合法等同物限定的本公开的范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (33)

1.一种校准气体传感器的方法，所述方法包括：

确定气体传感器对所述气体传感器附近的一个或多个条件的灵敏度；

确定一个或多个初始校准因子，所述一个或多个初始校准因子包括所述气体传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度；

通过在所述气体传感器的操作期间在所述气体传感器附近的所述一个或多个条件变化时测量所述气体传感器的响应来确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的当前灵敏度；并且

至少部分地基于以下各项来调整所述气体传感器的所述一个或多个初始校准因子：

所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述当前灵敏度；以及

所述气体传感器对所述一种或多种感兴趣分析物的所述灵敏度与所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度之间的关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定气体传感器对所述气体传感器附近的一个或多个条件的灵敏度包括确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的湿度、温度、压力和一种或多种挥发性有机化合物的浓度中的一者或多者的灵敏度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的当前灵敏度包括以预定时间间隔确定所述气体传感器对所述一个或多个条件的所述当前灵敏度。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在实验室中确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度之间的关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在实验室中确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度之间的所述关系包括在使用所述气体传感器时经由包含在与所述气体传感器相关联的传感器组件中的通信信道来周期性地更新所述气体传感器。

6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括基于所述气体传感器所暴露的气体的总剂量来调整所述一个或多个初始校准因子。

7.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述一个或多个初始校准因子包括基于所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度与所述气体传感器对一种或多种感兴趣分析物的灵敏度的变化率来调整所述校准因子。

8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括选择所述气体传感器以包括金属氧化物半导体传感器、谐振传感器、电化学传感器、催化传感器、热导率传感器或光学传感器中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

针对所述气体传感器附近的湿度、温度、压力和气体浓度的影响来补偿所述气体传感器的输出，以确定经补偿的传感器输出；并且

基于经调整的一个或多个初始校准因子来调整经补偿的传感器输出。

10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的当前灵敏度包括利用与所述气体传感器集成的湿度传感器、温度传感器、压力传感器和挥发性有机化合物传感器中的一者或多者来确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述当前灵敏度。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体传感器包括热板，所述方法还包括利用所述热板来确定温度和湿度。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体传感器包括热导率传感器，所述方法还包括利用所述热导率传感器来确定湿度、温度和压力中的一者或多者。

13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括利用隔膜来确定压力。

14.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括利用一个或多个谐振传感器来确定压力或湿度。

15.一种操作被配置为检测至少一种感兴趣分析物的气体传感器的方法，所述方法包括：

通过在至少一种感兴趣分析物不存在的情况下测量所述传感器在多个湿度水平、多个温度和多个压力中的一者或多者下的响应来确定湿度补偿因子、温度补偿因子和压力补偿因子中的至少一者；

基于所述湿度补偿因子、所述温度补偿因子和所述压力补偿因子中的所述至少一者以及所述传感器附近的湿度、温度和压力中的当前一者或多者，针对所述湿度、温度和压力中的一者或多者的影响来补偿所述气体传感器的响应，以确定所述气体传感器的经补偿的响应；并且

至少部分地基于所述气体传感器对所述至少一种感兴趣分析物的灵敏度与所述气体传感器对湿度、温度和压力中的所述一者或多者的灵敏度之间的关系来校准所述气体传感器的经补偿的响应。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括基于所述气体传感器对湿度、温度和压力中的所述一者或多者的当前灵敏度来调整所述湿度补偿因子、所述温度补偿因子和所述压力补偿因子中的所述至少一者。

17.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括将所述气体传感器的所述响应的变化与湿度、温度和压力中的所述一者或多者的变化相关联以确定不存在所述至少一种感兴趣分析物。

18.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括基于缺乏来自多个附加气体传感器的响应以确定不存在所述至少一种感兴趣分析物。

19.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括基于历史传感器响应来调整所述湿度补偿因子、所述温度补偿因子和所述压力补偿因子中的至少一者。

20.根据权利要求15所述的方法，所述方法还包括响应于确定所述气体传感器的经补偿的响应大于在所述至少一种感兴趣分析物不存在的情况下的预定量从而调整所述湿度补偿因子、所述温度补偿因子和所述压力补偿因子中的所述至少一者。

21.一种操作气体传感器以确定气体的至少一种特性的方法，所述方法包括：

测量气体传感器对湿度、温度和压力变化的响应并确定所述气体传感器对湿度、温度和压力的灵敏度；并且

至少部分地基于所述气体传感器对所述至少一种感兴趣分析物的所述灵敏度与所述气体传感器对湿度、温度和压力的所述灵敏度之间的关系来校准所述气体传感器在所述气体传感器暴露于所述至少一种感兴趣分析物时的响应。

22.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括基于所述气体传感器对湿度、温度和压力的当前灵敏度来确定湿度补偿因子、温度补偿因子和压力补偿因子中的至少一者。

23.根据权利要求21所述的方法，所述方法还包括利用温度补偿因子、压力补偿因子或湿度补偿因子中的至少一者来补偿所述气体传感器的所述响应，以在校准所述气体传感器的所述响应之前确定所述气体传感器的经补偿的响应。

24.根据权利要求23所述的方法，其中校准所述气体传感器的所述响应包括将数学函数应用于所述气体传感器的经补偿的响应，所述数学函数包括基于所述气体传感器对所述至少一种感兴趣分析物的所述灵敏度与所述气体传感器对湿度、温度和压力的所述灵敏度之间的关系的校准因子。

25.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括基于经过的时间、历史数据量、大于阈值的补偿误差、或所述温度补偿因子、所述压力补偿因子或所述湿度补偿因子中至少一者的变化率来周期性地调整所述温度补偿因子、所述压力补偿因子或所述湿度补偿因子中的所述至少一者。

26.一种气体检测器，所述气体检测器包括：

气体传感器，所述气体传感器被配置为暴露于位于所述气体传感器附近的一种或多种气体；

至少一个环境传感器，所述至少一个环境传感器被配置为确定所述气体传感器附近的湿度、温度和压力中的至少一者；和

处理子系统，所述处理子系统被配置为：

基于所述气体传感器的输出与所述气体传感器附近的一个或多个条件之间的关系来确定所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的灵敏度；并且

基于所述气体传感器对所述气体传感器附近的所述一个或多个条件的所述灵敏度与所述气体传感器对暴露于一种或多种感兴趣气体的灵敏度之间的关系来校准所述气体传感器的所述输出。

27.根据权利要求26所述的气体检测器，其中所述处理子系统还被配置为基于温度补偿因子、压力补偿因子或湿度补偿因子中的至少一者针对温度、压力或湿度中的至少一者来补偿所述气体传感器的所述输出。

28.根据权利要求27所述的气体检测器，其中基于所述气体传感器附近的湿度、温度和压力中的至少一者的环境变化随时间调整所述温度补偿因子、所述压力补偿因子和所述湿度补偿因子中的所述至少一者。

29.一种确定气体传感器的功能性的方法，所述方法包括：

在测量气体传感器的响应时利用传感器测量所述气体传感器附近的条件；并且

基于所测量的所述气体传感器附近的条件和所述气体传感器在所述气体传感器附近的变化条件下的响应，确定所述气体传感器的功能性。

30.根据权利要求29所述的方法，其中利用传感器测量气体传感器附近的条件包括利用湿度传感器测量所述气体传感器附近的湿度。

31.根据权利要求29所述的方法，所述方法还包括：

确定所述气体传感器对所述条件的灵敏度；

将所述气体传感器的所述灵敏度与所述条件相关联；并且

响应于在时间上与所述气体传感器的所述响应的变化不对应的所测量的条件的变化来确定所述气体传感器中的阻塞。

32.根据权利要求29所述的方法，其中确定所述气体传感器的功能性包括响应于在时间上与所述气体传感器附近的所测量的条件不相关的所述气体传感器的响应来确定所述气体传感器中的阻塞。

33.根据权利要求29所述的方法，其中：

测量所述气体传感器附近的条件包括测量所述气体传感器附近的湿度、温度和压力中的一者或多者的日变化；并且

确定所述气体传感器的功能性包括响应于确定所述气体传感器的响应没有表现出与所述气体传感器附近的湿度、温度和压力中的一者或多者的所述日变化相对应的变化来确定所述气体传感器中的阻塞。

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