CN114814081A - 空气监测系统及用于监测空气的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及空气监测系统及用于监测空气的方法。该空气监测系统具有计算机系统中的控制器，该控制器操作以控制泵系统使来自空腔的收集端口的空气作为分流空气移动至连接至收集端口的管，使分流空气移动至连接至管的空气接口的输入端口中，通过空气接口中的腔室并且离开空气接口的泵端口，而无需使分流空气的压力增大到大于使气体分析仪系统分析从分流空气收集的气体样本的压力水平。控制器操作以控制通过探针连接至空气接口中的采样端口的气体分析仪系统以从移动通过空气接口的分流空气获得空气样本并分析空气样本以确定空气样本中的一组成分。

Description

空气监测系统及用于监测空气的方法
技术领域
本公开涉及空气监测系统及用于监测空气的方法，并且更具体地涉及从飞机中的远程位置收集空气样本。
背景技术
出于多种不同的原因，可以在飞机中对空气进行采样。例如，空气采样可以用于设计和测试飞机。例如，关于飞机中的湿气控制，可以在飞机的机身上的隔热衬垫(insulation blankets)与蒙皮之间的空腔中出现气流。该气流可以出现在霜、凝结的水珠或霜和凝结的水珠两者可以在飞机飞行期间形成的位置。该气流可以导致湿气的不期望的移动。例如，湿气在不期望的位置中的凝结可以导致水进入客舱中。飞机可以被设计为控制气流，使得湿气移动至排水收集器以减少可以导致水在飞机中引起不期望的状况的湿气。
空气采样可以用作用于检测气流的设计和测试过程的一部分。该空气采样包括将气体注入到期望进行湿气控制的飞机的空腔中。例如，可以将诸如氙气的气体注入到隔热衬垫与蒙皮之间的空腔中的位置中。
可以从空腔中的不同位置收集空气样本并且分析这些空气样本以确定所注入的气体是否存在于那些位置。在空腔中的这些不同位置中对气体进行的检测用于分析气流。可以进行该分析以确定是否存在适当的湿气控制或在飞机的设计中作出改变以在这些空腔中获得期望的湿气控制。
作为另一示例，可以执行空气采样以确定飞机中的空气质量。可以从诸如客舱、货物区域或飞机内的其他位置的各种位置收集空气样本。可以分析这些空气样本以确定飞机的操作期间的空气质量。
例如，可以在飞机的飞行期间收集空气样本以识别在飞机的飞行期间的空气质量问题，诸如气味或存在不期望的气体。可以执行实时监测以识别空气质量问题，从而使得能够解决这些空气质量问题。
例如，可以通过对来自不同位置的空气样本进行实时采样和分析来检测来自熔融聚苯乙烯泡沫的气味或来自微波炉中过度加热食物的烧焦气味的识别。在该示例中，厨房中的气味的检测可以使得空中乘务员或其他机组乘务人员能够解决该问题。
可以通过将便携式气体分析移动至不同位置或通过安装可以通过其获得气体样本以进行分析的管道网络执行从飞机中的不同位置收集空气样本。这些类型的采样技术可以比所期望的更难以使用或实施。例如，当前，要收集和并测试的空气样本必须在诸如气相色谱质谱仪(GS-MS)设备的便携式测试设备的3英尺内。
因此，期望具有一种考虑上述问题中的至少一些以及其他可能的问题的方法和设备。例如，期望具有一种克服从飞机中的不同位置收集空气样本而无需与空气样本靠得很近的技术问题的方法和设备。
发明内容
本公开的实施例提供了一种空气监测系统，其包括空气接口、连接至输入端口的第一密封机构以及连接至采样端口的第二密封机构。空气接口包括主体中的腔室，该腔室与输入端口、采样端口以及泵端口流体连通。当管连接至输入端口时，第一密封机构在输入端口处形成第一气密密封。当气体分析仪系统的探针被插入采样端口中时，第二密封机构在采样端口处形成第二气密密封。当分流空气被抽出通过腔室并离开泵端口时，分流空气移动至输入端口中、通过腔室并离开泵端口，而无需使分流空气的压力增大到大于使气体分析仪系统分析来自分流空气的空气样本的压力水平。探针从移动通过腔室的分流空气获得空气样本。
本公开的另一实施例提供了一种空气监测系统，其包括计算机系统以及计算机系统中的控制器。该控制器操作以控制泵系统使来自空腔的收集端口的空气作为分流空气移动至连接至收集端口的管，使分流空气移动至连接至管的空气接口的输入端口中，通过空气接口的腔室并且离开空气接口的泵端口，而无需使分流空气的压力增大到大于使气体分析仪系统分析从分流空气收集的气体样本的压力水平。收集端口位于平台中的空腔中的位置处，并且在管与输入端口之间存在气密密封。控制器控制通过探针连接至空气接口中的采样端口的气体分析仪系统以从移动通过空气接口的分流空气获得空气样本并分析空气样本以确定空气样本中的一组成分。
本公开的又一实施例提供了一种用于监测空气的方法。空气作为分流空气从连接至管的收集端口移动。分流空气从管移动通过空气接口中的输入端口、通过空气接口的腔室并离开空气接口中的泵端口，而无需使分流空气的压力增大到大于使气体分析仪系统分析在分流空气移动通过空气接口中的腔室期间从分流空气收集的空气样本的压力水平。在管与输入端口之间存在第一气密密封，并且在气体分析仪系统的探针与空气接口的采样端口之间存在第二气密密封。使用被插入通过空气接口中的采样端口的探针在分流空气移动通过腔室时从分流空气获得空气样本。通过气体分析仪系统分析空气样本以确定空气样本中的一组成分。
特征和功能可以在本公开的各种实施例中单独地实现，或者可以在其他实施例中组合，其中，进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。
附图说明
在所附权利要求中阐述了被认为是说明性实施例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读本公开的说明性实施例的以下详细描述时，通过参考所述详细描述，将最好地理解说明性实施例以及优选的使用模式、进一步的目的及其特征，在附图中：
图1是根据说明性实施例的空气收集环境的框图的图示；
图2是根据说明性实施例的具有空气监测系统的飞机的图示；
图3是根据说明性实施例的分析仪中的组件的图示；
图4是根据说明性实施例的空气接口的横截面图的图示；
图5是根据说明性实施例的空气接口的横截面图的图示；
图6是根据说明性实施例的横截面图的图示；
图7是根据说明性实施例的飞机的主体的一部分的横截面的图示；
图8是根据说明性实施例的收集端口的图示；
图9是根据说明性实施例的用于监测空气的过程的流程图的图示；
图10是根据说明性实施例的用于移动空气的过程的流程图的图示；
图11是根据说明性实施例的用于检测空气样本中的气体的过程的流程图的图示；
图12是根据说明性实施例的用于分析气流的过程的流程图的图示；
图13是根据说明性实施例的用于确定空气质量的过程的流程图的图示；
图14是根据说明性实施例的用于确定空气质量的过程的流程图的图示；
图15是根据说明性实施例的数据处理系统的框图的图示；
图16是根据说明性实施例的飞机制造和保养方法的图示；并且
图17是其中可以实施说明性实施例的飞机的框图的图示。
具体实施方式
说明性实施例识别并考虑一个或多个不同的考虑因素。例如，说明性实施例识别并考虑可以使用气相色谱质谱仪(GS-MS)来分析空气样本。说明性实施例识别并考虑可以在执行飞机的气流分析时将便携式气相色谱质谱仪单元从飞机中的一个位置移动至另一位置以收集空气样本。
说明性实施例识别并考虑当前，便携式气相色谱质谱仪可能需要位于将要收集空气样本的位置的三英尺内。说明性实施例识别并考虑当前，便携式气相色谱质谱仪可能无法定位在空腔中或足够接近空腔以收集空气样本以利用这种类型的距离限制进行气流分析。说明性实施例识别并考虑对于在不同位置中从空腔收集空气样本，可以存在进入问题。例如，说明性实施例识别并考虑空腔(诸如机身的隔热衬垫与飞机蒙皮之间的区域)可能无法进入或非常难以进入。此外，说明性实施例识别并考虑气相色谱质谱仪可能无法收集和分析以大于环境大气压力的压力水平增压的空气。
因此，说明性实施例识别并考虑收集用于分析的空气样本可能会比利用当前所使用的气相色谱质谱仪所需要的更加困难。
因此，说明性实施例提供了一种用于收集空气样本而无需使收集和测试设备与空气样本靠得很近的方法、设备和系统，并且在实施例中提供了收集和分析未被增压的空气的能力。另外，说明性实施例减少了对用于收集样本的长管的需要。此外，说明性实施例提供了空气监测系统的实时使用。在一个说明性示例中，空气监测系统包括空气接口。空气接口具有主体、第一密封机构以及第二密封机构。在该示例中，主体具有带有第一输入端口、采样端口以及泵端口的腔室。
在该说明性示例中，主体中的腔室与输入端口、采样端口以及泵端口流体连通。第一密封机构连接至输入端口。当管连接至输入端口时，第一密封机构在输入端口处形成第一气密密封。第二密封机构连接至采样端口。当气体分析仪系统的探针被插入采样端口中时，第二密封机构在采样端口处形成第二气密密封。
当分流空气被抽出通过腔室并离开泵端口时，分流空气可以移动至输入端口中、通过腔室并离开泵端口，而无需使分流空气的压力增大到大于使气体分析仪系统分析来自分流空气的空气样本的压力水平。探针可以从移动通过腔室的分流空气获得空气样本。可以分析该空气样本以识别空气样本中的成分。该分析可以用于各种目的，诸如设计变化或实时空气质量监测。
现在参考附图并且特别是参考图1，根据说明性实施例描绘空气收集环境的框图的图示。在该说明性示例中，空气收集环境100是其中可以收集空气102以进行分析的环境。
如所描绘的，空气监测系统104可以从平台106收集空气102。在该说明性示例中，平台106可以采用多种不同的形式。例如，平台106可以包括移动平台、固定平台、陆基结构、水基结构、空间基结构、飞机、商用飞机、旋翼飞机、倾转旋翼飞机、偏转翼飞机、垂直起落飞机、水面舰艇、大型游轮、坦克、人员运输车、火车、宇宙飞船、太空站、卫星、潜艇、汽车、发电厂、坝、房屋、制造设施以及建筑物中的一个或多个。
在该说明性示例中，空气监测系统104可以从平台106中的一组空腔108收集空气102。如本文所使用的，当关于项使用时，“一组”是指一个或多个项。例如，“一组空腔108”是空腔108中的一个或多个。在该说明性示例中，当平台106采用飞机110的形式时，该组空腔108可以包括飞机110的外蒙皮与隔热衬垫层之间的区域、客舱、厨房、货物区域、驾驶舱和飞机110内的某一其他合适空间中的至少一个。
如本文所使用的，当与项列表一起使用时，短语“…中的至少一个”是指可以使用所列项中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的每一项中的一个。换句话说，“…中的至少一个”是指来自列表的可以使用的多个项的任何组合，但是并非需要列表中的所有项。项可以是特定对象、事物或类别。
例如但不限于，“项A、项B和项C中的至少一个”可以包括项A、项A与项B、或项B。该示例还可以包括项A、项B、项C，或项B与项目C。当然，可以存在这些项的任何组合。在一些说明性示例中，“…中的至少一个”可以是例如但不限于项A中的两个、项B中的一个以及项C中的十个、项B中的四个以及项C中的七个或其他合适的组合。
如所描绘的，空气监测系统104可以包括多个不同的组件。例如，空气监测系统104可以包括管网112、一组收集端口114、空气接口116、泵系统118、气体分析仪系统120、计算机系统122以及控制器124。
如所描绘的，空气监测系统104中的不同组件可以使来自该组空腔108中的空腔126的空气102作为分流空气128移动至气体分析仪系统120，使得气体分析仪系统120可以从分流空气128收集空气样本130以进行分析。因此，气体分析仪系统120可以远程分析空腔126中的空气102。这种类型的配置减少了将便携式气体分析仪移动至用于实时监测平台106中的空气质量的位置的问题。这种类型的配置还可以产生进入平台106中的该组空腔108中的各个位置的问题。
在该说明性示例中，空气102作为分流空气128从空腔126通过该组收集端口114、管网112以及空气接口116移动至气体分析仪系统120。例如，空腔126的该组收集端口114中的收集端口132与空腔126连通。在该说明性示例中，收集端口132可以通过位于空腔126内、位于通往空腔126的开口中或位于允许来自空腔126的空气102作为分流空气128移动至收集端口132中的某一其他合适位置而与空腔126连通。
在该说明性示例中，包括收集端口132的该组收集端口114连接至管网112，使得该组收集端口114与管网112流体连通。另外，空气接口116连接至管网112并与管网112流体连通。在该说明性示例中，空气接口116连接至管136，管136连接至管网112。在一些说明性示例中，管136可以被视为管网112的一部分。
在该说明性示例中，管网112包括网络管138以及阀系统140。网络管138连接至该组收集端口114以及阀系统140。如所描绘的，管136也连接至阀系统140。阀系统140可以操作以选择该组收集端口114中的收集端口132以与管136连通，使得空气102作为分流空气128从收集端口132所位于的空腔126移动通过网络管138中的网络管142并移动至连接至管网112中的阀系统140的管136中。分流空气128然后可以移动通过空气接口116。
在该说明性示例中，网络管138以及空气监测系统104中所使用的其他管可以选自刚性管、柔性管和其他合适类型的管中的至少一种。这些管可以由减少污染物的引入或移动通过管的分流空气128中的成分的吸收的材料构成。
在说明性示例中，在不同组件之间使用术语“连通”或“流体连通”是指空气、其他气体和流体中的至少一者可以在不同组件之间移动。
如所描绘的，气体分析仪系统120可以连接至空气接口116。气体分析仪系统120可以从流经管136以及空气接口116的分流空气128收集空气样本130。
在该说明性示例中，空气接口116包括主体146中的腔室144。腔室144与输入端口148、采样端口150以及泵端口152流体连通。
如所描绘的，空气接口116还包括连接至输入端口148的第一密封机构154。当管136连接至输入端口148时，第一密封机构154可以在输入端口148处形成第一气密密封156。空气接口116的第二密封机构158连接至采样端口150。当气体分析仪系统120的探针160连接至采样端口150时，第二密封机构158可以在采样端口150处形成第二气密密封159。探针160的连接可以通过将探针160通过采样端口150插入空气接口116的主体146中的腔室144中来执行。
在说明性示例中，这些密封机构可以由多种不同类型的材料构成。例如，可以使用合成橡胶、热固性聚合物、热塑性聚合物、丁二烯橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、氟橡胶(FKM)、丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、醚酯弹性体、共聚酯、其他合适材料和其组合中的至少一种来制造密封机构。
材料的选择可以使得污染物不会被引入流入并通过空气接口116的分流空气128中。另外，材料的选择还可以使得当收集空气样本130时，密封不会吸收或保留分流空气128中可能存在的成分168。
在该说明性示例中，空气接口116包括避免将污染物引入空气样本130中或从空气样本130吸收成分的一组材料。例如，空气接口116可以包括选自由金属、塑料、陶瓷及其组合组成的组的一组材料。金属可以选自铝、钛、镍、不锈钢及其合金中的一种或多种。
在分流空气128移动至输入端口148中、通过腔室144并离开泵端口152期间，当通过泵系统118将分流空气128抽出通过腔室144并离开泵端口152时，可以通过泵系统118移动分流空气128，而无需使分流空气128的压力162增大到大于使气体分析仪系统120获得并分析来自分流空气128的空气样本130的压力水平164。在该示例中，探针160从移动通过腔室144的分流空气128获得空气样本130。分流空气128的压力162可以是环境大气压力。在该说明性示例中，分流空气128的压力162是当通过气体分析仪系统120收集空气样本130时存在的压力。
在该说明性示例中，可以通过计算机系统122中的控制器124控制泵系统118以及气体分析仪系统120的操作。此外，控制器124还可以控制管网112中的阀系统140的操作。
控制器124可以以软件、硬件、固件或其组合实施。当使用软件时，控制器124所执行的操作可以以程序代码实施，该程序代码被配置为在诸如处理器单元的硬件上运行。当使用固件时，控制器124所执行的操作可以以程序代码以及数据实施，并且存储在永久性存储器中以在处理器单元上运行。当采用硬件时，硬件可以包括电路，这些电路操作以执行控制器124中的操作。
在说明性示例中，硬件可以采用选自电路系统、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置和被配置为执行多种操作的某一其他合适类型的硬件中的至少一种的形式。对于可编程逻辑装置，该装置可以被配置为执行多种操作。该装置可以在稍后被重新配置或可以被永久地配置为执行多种操作。可编程逻辑装置包括例如可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列以及其他合适的硬件装置。另外，过程可以以与无机组件结合的有机组件实施，并且可以完全由除人类以外的有机组件构成。例如，过程可以在有机半导体中作为电路实施。
计算机系统122是物理硬件系统并且包括一个或多个数据处理系统。当计算机系统122中存在不止一个数据处理系统时，这些数据处理系统使用通信介质彼此通信。通信介质可以是网络。数据处理系统可以选自计算机、服务器计算机、平板计算机和某一其他合适的数据处理系统中的至少一种。
在说明性示例中，控制器124可以控制泵系统118使来自空腔126的收集端口132的空气102作为分流空气128移动至连接至收集端口132的管136，使分流空气128移动至连接至管136的空气接口116的输入端口148中，通过空气接口116的腔室144并且离开空气接口116的泵端口152，而无需使分流空气128的压力162增大到大于使气体分析仪系统120分析从分流空气128收集的气体样本130的压力水平164。收集端口132可以位于平台106中的空腔126中的位置。在管136与输入端口148之间存在诸如第一气密密封156的气密密封。
另外，控制器124还可以控制通过探针160连接至空气接口116中的采样端口150的气体分析仪系统120以从移动通过空气接口116的分流空气128获得空气样本130并分析空气样本130以确定通过探针160从分流空气128抽出的空气样本130中的一组成分168。在该说明性示例中，气体分析仪系统120可以包括选自气相色谱质谱仪、质子转移反应质谱仪、生物传感器、光学生物传感器、电化学生物传感器及其组合中的至少一种的一个或多个气体分析仪。
此外，控制器124可以控制阀系统140来选择收集端口132以移动作为分流空气128的空气102。通过阀系统140进行分流空气128的这种移动，阀系统140将网络管138中的网络管142连接至管136，从而实现从收集端口132至空气接口116的连通。换句话说，阀系统140可以改变配置以选择网络管138中的不同网络管来使分流空气128能够从该组空腔108中的所选空腔中的空气102抽出。
在一个说明性示例中，存在克服从诸如飞机110的平台106中的不同位置收集空气样本的问题的一种或多种技术解决方案。因此，一个或多个说明性示例可提供一种解决方案，在该解决方案中，空气监测系统104操作以使气体分析仪系统能够以使气体分析仪系统120能够从分流空气128获得空气样本130以进行分析的方式使来自飞机110中的一个或多个空腔108的空气102分流。在说明性示例中，空气接口116被构造为使得分流空气128可以以压力水平164的压力162流经空气接口116，这允许气体分析仪系统120获得空气样本130以进行分析。
空气接口116的构造可以基于空气接口116的一个或多个尺寸。例如，可以选择尺寸，使得分流空气128的压力162的压力水平164不大于气体分析仪系统120可以用于收集和分析空气样本130的压力水平。
气体分析仪系统120可以对操作以获得并分析空气样本130的压力162敏感。如果分流空气128的压力162大于气体分析仪系统120可以使用的压力水平164，则气体分析仪系统120可能无法以适当地分析空气样本130以在分析中获得期望的精度水平所需的方式获得空气样本130。
此外，说明性示例中的空气监测系统104可以克服使用便携式气体分析仪(诸如便携式气相色谱质谱仪(GC-MS)单元)实时监测飞机110中的空气质量的问题。空气接口116与连接至飞机110中不同位置中的收集端口114的管网112的使用允许针对空气质量和变化实时地连续监测空气102，而无需便携式气相色谱质谱仪单元的距离和访问限制。
图1中的空气收集环境100的图示并不意味着暗示对可以实施说明性实施例的方式的物理或架构限制。可以使用除所示出的组件以外的其他组件或取代所示出的组件的其他组件。一些组件可能是不必要的。而且，呈现框是为了示出一些功能组件。当在说明性实施例中实施时，这些框中的一个或多个框可以组合、划分、或被组合和划分成不同的框。
例如，诸如空气接口116、气体分析仪系统120以及泵系统118的组件可以被分组以形成分析仪170。在一些说明性示例中，对于平台106可以存在多个分析仪。在其他说明性示例中，计算机系统122可以被视为分析仪170的一部分并且可以与多个分析仪通信以控制它们的操作。作为另一示例，在空气收集环境100中的所示示例中示出了单个空气接口。在其他说明性示例中，除了空气接口116以外或代替空气接口116，可以存在一个或多个空气接口。这些空气接口可以将气体分析仪系统120内的一个或多个气体分析仪连接至管网112。在另一些其他说明性示例中，除了平台106内的管网112之外，还可以存在一个或多个管网。例如，当平台106是飞机110时，一个管网可以与位于飞机110的隔离层与蒙皮之间的空腔108连通。另一管网可以与呈飞机110中的客舱的形式的空腔126连通。在另一示例中，管网112可以与空腔108中的另一空腔(诸如飞机110的货舱或驾驶舱)连通。
接下来参考图2，根据说明性实施例描绘了具有空气监测系统的飞机的图示。在该说明性示例中，商用客机200是图1中以框形式示出的飞机110的一种实施方式的示例。在该说明性示例中，商用客机200采用具有固定翼的商用客机的形式。
如所描绘的，商用客机200具有附接到主体206的翼202以及翼204。商用客机200包括附接到翼202的发动机208以及附接到翼204的发动机210。
主体206具有尾部212。水平稳定器214、水平稳定器216以及垂直稳定器218附接到主体206的尾部212。
在该说明性示例中，在该展示图中可以看出商用客机200的内部中的空腔位于主体206内。如该展示图所示，商用客机200内所看见的空腔包括客舱220的部分以及主体206的隔离层224与蒙皮226之间的空间。在该说明性示例中，隔离层224包括隔热衬垫。
空间222以及客舱220是图1中以框形式示出的空腔108的示例。商用客机200中可以存在的但该展示图中未示出的其他空腔包括驾驶舱、货物区域、厨房、实验室或其他合适的空间。
在该说明性示例中，空气监测系统228位于商用客机200中以检测商用客机200内的空气质量和气流中的至少一者。可以使用来自商用客机200内的采样空气的信息日志来实时或稍后执行该检测。
在该说明性示例中，空气监测系统228包括多种不同的组件。如所描绘的，空气监测系统228包括管网230、管网232、分析仪234以及分析仪236。
如该示例中所描绘的，管网230包括管，诸如连接至阀系统244的网络管238、网络管240以及网络管242。如所描绘的，网络管238连接至收集端口246，该收集端口246可以在空间222中使来自客舱220的空气分流；网络管240连接至收集端口248，该收集端口248可以在空间222中使来自客舱220的空气分流；并且网络管242连接至收集端口250，该收集端口250可以在空间222中使来自客舱220的空气分流。在该示例中，阀系统244通过管252连接至分析仪236中的空气接口。
在该说明性示例中，管网232包括管，诸如连接至阀系统260的网络管254、网络管256以及网络管258。如所描绘的，网络管254连接至收集端口262，该收集端口262可以在空间222中使来自客舱220的空气分流；网络管256连接至收集端口264，该收集端口264可以在空间222中使来自客舱220的空气分流；并且网络管258连接至收集端口266，该收集端口266可以在空间222中使来自客舱220的空气分流。在该示例中，阀系统260通过管268连接至分析仪236中的空气接口。
商用客机200的例示并非意味着限制可以以飞机实施说明性示例的方式。例如，其他商用客机可以包括由甲板隔开的上层客舱和下层客舱。尽管未示出，但是商用客机200还包括呈货物区域形式的空腔，可以在该空腔中执行空气质量监测。在其他说明性示例中，空气监测系统228可以用于除了商用客机200以外的其他类型的飞机中。可以实施说明性示例的其他类型的飞机例如包括旋翼飞机、倾转旋翼飞机、偏转翼飞机、垂直起落飞机、军用喷气式飞机、货运飞机、货运喷气式飞机或其他合适类型的飞机。
现在参考图3，根据说明性实施例描绘了分析仪中的组件的图示。图3所示的组件是可以存在于图1中的分析仪170、图2中的分析仪234以及图2中的分析仪236中的组件的示例。如所描绘的，这些组件包括空气接口300、泵302以及气体分析仪304。
如所描绘的，空气接口300具有输入端口306、泵端口308以及采样端口310。
在该说明性示例中，管312连接至空气接口300中的输入端口306。管312还连接至阀系统，诸如图1中的阀系统140、图2中的阀系统244以及图2中的阀系统260。
如所描绘的，管312将泵302连接至空气接口300中的输入端口306。在该说明性示例中，气体分析仪304的探针314连接至空气接口300中的采样端口310。
在该说明性示例中，泵302可以操作以将分流空气通过管312泵送至输入端口306中并通过泵端口308离开。随着分流空气的移动，气体分析仪304可以使用被插入采样端口310中的探针314来获得空气样本。在该说明性示例中，泵302操作，使得分流空气的压力处于使气体分析仪304能够获得空气样本以进行分析的水平。
接下来参考图4，根据说明性实施例描绘了空气接口的横截面图的图示。在说明性示例中，相同的参考标号可以用于不止一个附图中。参考标号在不同附图中的这种再使用表示不同附图中的相同元件。在该附图中，示出了沿图3中的线4-4截取的空气接口300的横截面图。
在该横截面图中，空气接口300的主体406具有T形形状。在该示图中，管312被示出为连接至输入端口306。在该说明性示例中，通过将管312插入输入端口306中来形成连接。
此外，在管312与输入端口306之间形成气密密封。可以使用密封件400来形成该密封。密封件400是机械密封件，其以防止流经管312进入空气接口300的主体406内部的腔室404中的分流空气402通过输入端口306泄露的方式帮助将管312连接至输入端口306。如所描绘的，密封件400是O形环密封件。在该说明性示例中，还可以使用密封件408在管412与泵端口308之间形成气密密封，密封件408也可以是O形环密封件。
如所描绘的，探针314被插入通过采样端口310。还可以使用密封件410在探针314与采样端口310之间形成气密密封。如所描绘的，密封件410也可以采用O形环密封件的形式。在该说明性示例中，当分流空气402从管312通过腔室404和主体406流动至输入端口306中并通过连接至泵端口308的管312离开时，不同端口处的气密密封可以减少或防止污染物被引入分流空气402中。
在该说明性示例中，探针314被插入采样端口310中，使得探针314延伸通过腔室404和输入端口306。在该说明性示例中，探针314的末端416通过输入端口306延伸至管312中。探针314的这种位置(其中，末端416位于管312内)可以减少污染物可以被引入分流空气402中或可以通过可以用于构造主体406、密封件400、密封件408以及密封件410的各种材料从分流空气402移除成分的问题。利用这种位置，在分流空气402移动通过空气接口300的主体406之前，通过探针314从分流空气402收集空气样本414。
参考图5，根据说明性实施例描绘了空气接口的横截面图的图示。在该附图中，示出了沿着图3中的线4-4截取的空气接口300的横截面图。
如该示图所示，探针314未延伸至管312中。如所描绘的，探针314的末端416留在空气接口300的主体406内。如该示例中所示出的，探针314延伸通过采样端口310、腔室404并延伸至输入端口306中。
现在参考图6，根据说明性实施例描绘了横截面图的图示。示出了沿着图4中的线6-6截取的空气接口300的横截面图。该示图示出了管312、密封件400、输入端口306和探针314的直径的可视化。在该说明性示例中，管312具有第一直径600，并且探针314具有第二直径602。
如所描绘的，管312的第一直径600大于探针314的第二直径602。在该示例中，第一直径600与第二直径602的比率大约为3.5∶1。该比率是可以用于空气接口300的尺寸的一个示例。
在该说明性示例中，可以选择比率以获得所期望的分流空气402的流率，而无需将分流空气402的压力增大到大于使气体分析仪操作以获得用于分析的空气样本414可以存在的水平。还可以基于抽出分流空气402的泵的操作来选择该比率。例如，关于选择比率以获得所期望的分流空气402的压力，可以考虑在泵抽出空气时空气流动的速率。
图3至图6中的空气接口300的图示是可以实施图1中以框形式示出的空气接口116的一种方式的示例。在其他说明性示例中，空气接口可以具有除了T形形状之外的不同形状。例如，空气接口可以具有Y形形状或其他合适的形状。此外，在其他说明性示例中，当管312通过插入输入端口306中而连接至输入端口306时，探针314的末端416可以延伸至管312中，同时仍留在输入端口306中。
接下来参考图7，根据说明性实施例描绘了飞机的主体的一部分的横截面的图示。在该所示示例中，主体700是飞机(诸如图1中以框形式示出的飞机110或图2中的商用客机200)的结构或机身的示例。
在该说明性示例中，空腔存在于主体700内。如所描绘的，可以在主体700的一部分的该横截面图中看到空腔702、空腔704以及空腔706。
空腔702是主体700的蒙皮708与隔离层710之间的空间。隔离层710可以由隔热衬垫构成。空腔702是其中可以在飞机的操作期间对湿气进行收集、凝结和冷冻中的至少一种操作的空腔。
在该示例中，空腔706是主体700内的内部空腔。例如，空腔706可以是飞机的客舱或驾驶舱。
如所描绘的，空腔704是其中管网712可以在主体700内运行的位置。在该说明性示例中，管网712包括管714、管716、管718以及管719。根据特定实施方式，这些管可以通过阀系统间接连接至气体分析仪或可以直接连接至气体分析仪。
在该说明性示例中，收集端口720位于空腔704中。在该说明性示例中，收集端口720位于蒙皮708上。在其他所示示例中，收集端口720可以位于隔离层710上或位于蒙皮708与隔离层710之间的空腔702中的某一其他位置。如所描绘的，收集端口720连接至管714以及管716。
收集端口720是提供开口以收集位于空腔702内的空气726，使得空气726可以作为分流空气移动通过管714和管716中的至少一个的装置。在一个说明性示例中，可以通过管716将气体728引入空腔702中，并且可以通过管714收集空气726。根据实施方式，这两个管均可以将气体728引入空腔702中或从空腔702收集空气726。在该说明性示例中，气体可以采用多种不同的形式。例如，可以将气体选择为可以由气体分析仪检测的气体。例如，气体可以是氙气或某一其他稀有或惰性气体。可以将特定气体选择为可以是无味、无色且具有期望水平的化学反应性的气体。可以选择的气体的其他示例包括氦气、氖气和氩气。
在该示例中，在收集端口720的位置引入的气体728可以在空腔702内移动。可以在收集端口721处的空腔702中的另一位置中的空气726中检测到气体728。在该示例中，收集端口721位于空腔702内的蒙皮708上。
空气726可以作为分流空气移动通过管719。另外，该分流空气还可以包括气体728。可以确定气体728从收集端口720处的第一位置移动至收集端口721处的第二位置的时间以计算这两个位置之间的空腔702内的空气。在计算中，可以调整气体728的引入与气体728的检测之间的时间以考虑从管719和管网712的其他部分到达气体分析仪的移动时间。
在该示例中，收集端口722位于天花板结构724中。如所描绘的，天花板结构724是将飞机的顶部区域与客舱、驾驶舱或其他内部区域隔开的结构组件。收集端口722连接至管网712中的管718。在该示例中，收集端口722可以提供开口以从空腔706收集空气730。从空腔706收集的空气730可以作为分流空气移动通过管718以由气体分析仪进行分析。
该分析可以用于确定空腔706内的空气质量。可以在飞机的操作期间实时执行这种类型的分析。利用与空腔706连通的多个收集端口，可以确定空腔706的不同部分中的空气质量。不期望的空气质量(诸如气味)的指示可以用于定位气味的来源以减少或终止气味的生成。
现在参考图8，根据说明性实施例描绘了收集端口的图示。收集端口800是图1中的收集端口114中的收集端口132以及其他收集端口的一种实施方式的示例。收集端口800还可以是图2中的收集端口246、收集端口248、收集端口250、收集端口262、收集端口264以及收集端口266中的一个或多个的示例实施方式。收集端口800还可以用于实施图7中的收集端口720、收集端口721以及收集端口722。
收集端口800可以由多种不同类型的材料构成。例如，可以基于诸如重量以及收集端口800可能会被暴露的不同温度的因素来选择一种或多种材料。另外，可以将材料选择成为减少以下现象中的至少一者的材料：引入污染物和从被抽出通过收集端口800的空气吸收成分。
在该说明性示例中，收集端口800具有开口802以及开口804，空气可以通过这些开口从空腔抽出。开口802通向连接器806，并且开口804通向连接器808。
这两个连接器可以连接至管以将空气抽到管中以作为分流空气移动。在一个说明性示例中，开口802和连接器806可以连接至将气体引入空腔中的管，而开口804和连接器808可以连接至从空腔抽出空气的管。在该说明性示例中，当用于实施图7中的收集端口721和收集端口722时，收集端口800具有单个开口和连接器。
为了示出可以如何实施不同组件的一个说明性示例，呈现了图7和图8中的收集端口和管网的图示。这些图示并非意味着限制可以实施其他说明性示例的方式。例如，可以在所示出的飞机的部分中使用其他数量的管和收集端口。作为另一示例，收集端口可以具有除了图7和图8所示的圆柱形状之外的不同形状。例如，收集端口可以具有半球、立方体、长方体、三角柱、正方棱锥的形状或包括开口以从空腔抽出空气的某一其他合适的形状。
接下来参考图9，根据说明性实施例描绘了用于监测空气的过程的流程图的图示。图9中的过程可以以硬件、软件或硬件和软件两者实施。当以软件实施时，该过程可以采用程序代码的形式，该程序代码由位于一个或多个计算机系统中的一个或多个硬件装置中的一个或多个处理器单元运行。例如，可以以图1中的计算机系统122中的控制器124实施该过程。可以以控制器124实施这些不同操作，从而控制图1中的空气监测系统104中的不同组件的操作以监测平台中的空气。
该过程开始于使空气作为分流空气从连接至管的收集端口移动(操作900)。该过程使分流空气从管移动通过空气接口中的输入端口、通过空气接口中的腔室并离开空气接口中的泵端口，而无需使分流空气的压力增大到大于使气体分析仪系统分析在分流空气移动通过空气接口中的腔室期间从分流空气收集的空气样本的压力水平；并且其中，在管与输入端口之间存在第一气密密封，并且在气体分析仪系统的探针与空气接口的采样端口之间存在第二气密密封(操作902)。
该过程使用被插入通过空气接口中的采样端口的探针在分流空气移动通过腔室时从分流空气获得空气样本(操作904)。该过程通过气体分析仪系统分析空气样本以确定空气样本中的一组成分(操作906)。此后过程终止。
转向图10，根据说明性实施例描绘了用于移动空气的过程的流程图的图示。该流程图中的操作是可以与图9中的流程图中的其他操作一起执行的操作的示例。在该示例中，收集端口位于平台中的空腔中的位置处，并且管通过平台中的管网连接至收集端口。
该过程使分流空气从平台中的空腔中的位置处的收集端口通过平台中的管网移动至管(操作1000)。此后过程终止。
在空气作为分流空气从收集端口移动之后，可以执行该操作。该过程可以将空气通过管网移动至管，如操作1000中所述。该操作是可选的，并且当管直接连接至收集端口时，该操作是不必要的。
现在参考图11，根据说明性实施例描绘了用于检测空气样本中的气体的过程的流程图的图示。图11中的流程图是图9中的操作906的实施方式的示例。在该示例中，气体被注入到一组空腔中的第一位置中的一组空腔中，并且收集端口位于平台中的该组空腔中的第二位置处。
该过程开始于检测通过连接至管网的管从一组空腔中的空腔中的第二位置接收的分流空气中的空气样本中的气体，该管网与该组空腔中的空腔中的第二位置中的收集端口连通(操作1100)。此后过程终止。在该示例中，气体是该组成分中的成分。
在图12中，根据说明性实施例描绘了用于分析气流的过程的流程图的图示。图12中的流程图是可以使用被检测为空气样本中的该组成分中的成分的气体与图9和图11中的其他操作一起执行的操作的示例。
该过程然后开始于基于从第一位置到第二位置的距离以及当气体被注入到第一位置处的一组空腔中时的第一时间以及当在来自第二位置中的分流空气的空气样本中检测到气体时的第二时间来确定空气的气流的速度(操作1200)。此后过程终止。
参考图13，根据说明性实施例描绘了用于确定空气质量的过程的流程图的图示。图13中的流程图是可以与图9中的其他操作一起执行的操作的示例。
该过程开始于使用由分析空气样本的气体分析仪系统生成的空气样本的分析来确定平台中的空腔中的收集端口的位置处的空气的空气质量(操作1300)。此后过程终止。
可以通过在平台的操作期间尽可能快地分析空气样本来实时执行图13中的操作。在其他说明性示例中，可以稍后基于已经记录或存储在数据库中的空气样本的分析结果来执行操作。
图13所示的过程可以用于确定平台中的不同位置处的空气质量。该分析可以用于确定特定位置是否可能需要进一步的分析或是否可能需要改变以改善或改变特定位置处的空气质量。该信息还可以用于生成平台的空气质量图。
接下来参考图14，根据说明性实施例描绘了用于确定空气质量的过程的流程图的图示。图14中所示的过程是图13中的操作1300的一种实施方式的示例。
该过程在平台的操作期间使用由分析空气样本的气体分析仪系统生成的空气样本的分析来确定空腔中的位置处的空气的空气质量(操作1400)。此后过程终止。以这种方式，可以在飞机的飞行期间监测平台(诸如飞机)的空气质量。
所示不同实施例中的流程图和框图示出了说明性实施例中的设备和方法的一些可能的实施方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框均可以表示操作或步骤的模块、片段、功能和部分中的至少一个。例如，框中的一个或多个可以实施为程序代码、硬件、或程序代码和硬件的组合。当以硬件实施时，硬件可以例如采用集成电路的形式，这些集成电路被制造或被配置为执行流程图或框图中的一个或多个操作。当被实施为程序代码和硬件的组合时，实施方式可以采用固件的形式。流程图或框图中的每个框均可以使用执行不同操作的专用硬件系统或专用硬件和由专用硬件运行的程序代码的组合来实施。
在说明性实施例的一些替代实施方式中，框中记录的一个或多个功能可以按照不同于附图中所记录的顺序出现。例如，在一些情况下，根据所涉及的功能，连续示出的两个框可以基本上同时执行，或这些框有时可以按相反的顺序执行。而且，除了流程图或框图中的所示框之外，还可以添加其他框。
现在分流图15，根据说明性实施例描绘了数据处理系统的框图的图示。数据处理系统1500还可以用于实施计算机系统122。在该说明性示例中，数据处理系统1500包括通信框架1502，其提供处理器单元1504、存储器1506、永久性存储1508、通信单元1510、输入/输出(I/O)单元1512与显示器1514之间的通信。在该示例中，通信框架1502采用总线系统的形式。
处理器单元1504用于执行可以被加载到存储器1506中的软件的指令。处理器单元1504包括一个或多个处理器。例如，处理器单元1504可以选自多核处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器和某一其他合适类型的处理器中的至少一种。此外，处理器单元1504可以使用一个或多个异构处理器系统来实施，在该一个或多个异构处理器系统中，主处理器与辅助处理器一起存在于单个芯片上。作为另一说明性示例，处理器单元1504可以是在单个芯片上包含同一类型的多个处理器的对称多处理器系统。
存储器1506和永久性存储1508是存储装置1516的示例。存储装置是能够在临时基础、永久基础上或在临时基础和永久基础两者上存储信息(诸如，例如但不限于数据、函数形式的程序代码和其他合适的信息中的至少一种)的任何硬件。在这些说明性示例中，存储装置1516还可以被称为计算机可读存储装置。在这些示例中，存储器1506例如可以是随机存取存储器或任何其他合适的易失性或非易失性存储装置。根据特定实施方式，永久性存储1508可以采用各种形式。
例如，永久性存储1508可以包含一个或多个组件或装置。例如，永久性存储1508可以是硬盘驱动器、固态驱动器(SSD)、闪存、可重写光盘、可重写磁带或上述的某一组合。永久性存储1508所使用的介质还可以是可移动的。例如，可移动硬盘驱动器可以用于永久性存储1508。
在这些说明性示例中，通信单元1510提供与其他数据处理系统或装置的通信。在这些说明性示例中，通信单元1510是网络接口卡。
输入/输出单元1512允许与可以连接至数据处理系统1500的其他装置进行数据输入和输出。例如，输入/输出单元1512可以通过键盘、鼠标和某一其他合适的输入装置中的至少一种为用户输入提供连接。此外，输入/输出单元1512可以将输出发送至打印机。显示器1514提供向用户显示信息的机制。
操作系统、应用程序和程序中的至少一个的指令可以位于通过通信框架1502与处理器单元1504通信的存储装置1516中。可以由处理器单元1504使用可以位于诸如存储器1506的存储器中的计算机实现指令来执行不同实施例的过程。
这些指令被称为可以由处理器单元1504中的处理器读取并执行的程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码。不同实施例中的程序代码可以包含在不同物理或计算机可读存储介质(诸如存储器1506或永久性存储1508)上。
程序代码1518以函数形式位于可选择性地移除的计算机可读介质1520上并且可以被加载到或转移到数据处理系统1500供处理器单元1504执行。在这些说明性示例中，程序代码1518和计算机可读介质1520形成计算机程序产品1522。在说明性示例中，计算机可读介质1520是计算机可读存储介质1524。
计算机可读存储介质1524是用于存储程序代码1518的物理或有形存储装置，而不是传播或传输程序代码1518的介质。如本文所使用的，计算机可读存储介质1524本质上不应被解释为瞬态信号，诸如无线电波或其他自由传播的电磁波；如本文所使用的，通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线传输的电信号本质上不应被解释为瞬态信号，诸如无线电波或其他自由传播的电磁波；通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线传输的电信号。
可替代地，可以使用计算机可读信号介质1526将程序代码1518转移至数据处理系统1500。计算机可读信号介质是信号并且可以例如是包含程序代码1518的传播数据信号。例如，计算机可读信号介质可以是电磁信号、光学信号和任何其他合适类型的信号中的至少一种。这些信号可以通过诸如无线连接、光纤电缆、同轴电缆、电线或任何其他合适类型的连接的连接传输。
此外，如本文所使用的，“计算机可读介质1520”可以是单数或复数。例如，程序代码1518可以位于呈单个存储装置或系统形式的计算机可读介质1520中。在另一示例中，程序代码1518可以位于分布于多个数据处理系统中的计算机可读介质1520中。换句话说，程序代码1518中的一些指令可以位于一个数据处理系统中，而程序代码1518中的其他指令可以位于一个数据处理系统中。例如，程序代码1518的一部分可以位于服务器计算机中的计算机可读介质1520中，而程序代码1518的另一部分可以位于一组客户端计算机中的计算机可读介质1520中。
针对数据处理系统1500所示出的不同组件并非意味着对可以实施不同实施例的方式提供架构限制。在一些说明性示例中，这些组件中的一个或多个可以包含在另一组件中或以其他方式形成另一组件的一部分。例如，在一些说明性示例中，存储器1506或其部分可以包含在处理器单元1504中。不同说明性实施例可以在包括除了针对数据处理系统1500所示出的组件以外或代替针对数据处理系统1500所示出的组件的组件的数据处理系统中实施。图15所示的其他组件可以不同于所示的说明性示例。不同实施例可以使用能够运行程序代码1518的任何硬件装置或系统来实施。
可以在如图16所示的飞机制造和保养方法1600以及如图17所示的飞机1700的背景下描述本公开的说明性实施例。首先分流图16，根据说明性实施例描绘了飞机制造和保养方法的图示。在预生产期间，飞机制造和保养方法1600可以包括图17中的飞机1700的规格和设计1602以及材料采购1604。
在生产期间，进行图17中的飞机1700的组件和子组件制造1606以及系统集成1608。此后，图17中的飞机1700可以通过认证和交付1610以便投入使用1612。当由客户使用1612时，安排图17中的飞机1700进行例行维护和保养1614，例行维护和保养1614可以包括修改、重新配置、翻新和其他维护或保养。
飞机制造和保养方法1600的每个过程可以由系统集成商、第三方、运营商或其某一组合执行或实施。在这些示例中，运营商可以是客户。出于本描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞机制造商和主要系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的销售商、分包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军方机构、服务机构等。
现在参考图17，描绘了飞机的图示，其中，可以实施说明性实施例。在该示例中，飞机1700通过图16中的飞机制造和保养方法1600来生产，并且可以包括机身1702，其具有多个系统1704和内舱1706。系统1704的示例包括推进系统1708、电气系统1710、液压系统1712以及环境系统1714中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。尽管示出了航空航天示例，但是不同说明性实施例可以应用于诸如汽车工业的其他工业。在该说明性示例中，可以在飞机1700的环境系统1714中实施空气监测系统，诸如图1中的空气监测系统104。
可以在图16中的飞机制造和保养方法1600的阶段中的至少一个阶段期间采用本文所包含的设备和方法。
在一个说明性示例中，可以以类似于在飞机1700处于图16中的使用1612时所生产的组件或子组件的方式来制作或制造图16中的组件和子组件制造1606中所生产的组件或子组件。作为又一示例，在生产阶段(诸如图16中的组件和子组件制造1606以及系统集成1608)中，可以使用一个或多个设备实施例、方法实施例或其组合。当飞机1700处于使用1612时、在图16中的维护和保养1614期间或当这两种情况同时发生时，可以使用一个或多个设备实施例、方法实施例或其组合。多个不同说明性实施例的使用基本上可以加快飞机1700的组装、降低飞机1700的成本、或既加快飞机1700的组装又降低飞机1700的成本。
例如，空气监测系统(诸如空气监测系统104)的组件可以在规格和设计1602期间进行设计并且在组件和子组件制造1606期间进行制造。可以在飞机1700的系统集成1608期间安装这些组件。作为另一示例，不同组件可以在维护和保养1614期间进行制造和安装。维护和保养1614可以包括飞机1700的修改、重新配置、翻新和其他维护或保养。
可以在飞机1700的操作期间操作空气监测系统。该空气监测系统可以收集数据以用于分析飞机1700的设计中的更新或变化。例如，这些设计变化可以包括选择隔热衬垫、桁条布局以及可以位于隔离层与飞机1700的蒙皮之间的其他组件中的至少一者。
在另一示例中，空气监测系统可以在使用1612期间操作以监测机舱、驾驶舱、厨房、实验室、货物区域或飞机1700内的其他区域中的空气质量。该操作可以用于监测飞机1700的飞行期间的空气质量。
因此，说明性示例提供了一种用于空气监测系统的方法、设备、系统和计算机程序产品。在一个说明性示例中，提供了一种用于监测空气的方法。空气作为分流空气从连接至管的收集端口移动。分流空气从管移动通过空气接口中的输入端口、通过空气接口中的腔室并离开空气接口中的泵端口，而无需使分流空气的压力增大到大于使气体分析仪系统分析在分流空气移动通过空气接口中的腔室期间从分流空气收集的空气样本的压力水平。在管与输入端口之间存在第一气密密封，并且在气体分析仪系统的探针与空气接口的采样端口之间存在第二气密密封。当分流空气移动通过空气接口中的腔室时，使用被插入通过空气接口中的采样端口的探针在分流空气移动时从分流空气获得空气样本。气体分析仪系统分析空气样本以确定空气样本中的一组成分。
本公开的另一实施例提供了一种空气监测系统，其包括计算机系统以及计算机系统中的控制器。该控制器操作以控制泵系统使来自空腔的收集端口的空气作为分流空气移动至连接至收集端口的管，使分流空气移动至连接至管的空气接口的输入端口中，通过空气接口中的腔室并且离开空气接口的泵端口，而无需使分流空气的压力增大到大于使气体分析仪系统分析从分流空气收集的气体样本的压力水平。收集端口位于平台中的空腔中的位置处，其中，在管与输入端口之间存在气密密封。控制器操作以控制通过探针连接至空气接口中的采样端口的气体分析仪系统以从移动通过空气接口的分流空气获得空气样本并分析空气样本以确定空气样本中的一组成分。
在说明性示例中，空气接口的使用可以用于从空腔抽出空气以监测诸如飞机的平台中的空腔内的气流模式。此外，空气接口还可以用于从空腔抽出空气以监测平台中的不同位置处的空气质量。在说明性示例中，空气接口可以连接至阀系统，该阀系统可以选择性地将空气接口连接至一个或多个空腔中的不同位置处的多个收集端口。
此外，说明性示例中的空气监测系统可以克服使用便携式气体分析仪(诸如便携式气相色谱质谱仪(GC-MS)单元)实时监测飞机中的空气质量的问题。空气接口与连接至飞机中不同位置中的收集端口的管网的使用允许针对空气质量和变化实时地连续监测空气，而无需便携式气相色谱质谱仪单元的距离和访问限制。
说明性示例中的空气监测系统克服了使用便携式气体分析仪(诸如便携式气相色谱质谱仪(GC-MS)单元)实时监测飞机中的空气质量的问题。空气接口与连接至飞机中不同位置处的收集端口的管网的使用允许针对空气质量和变化实时地连续监测空气，而无需便携式气相色谱质谱仪(GC-MS)单元的距离和访问限制。
不同说明性实施例的描述已经出于说明和描述的目的而给出，并非旨在是穷举的或限于所公开的形式的实施例。不同说明性示例描述了执行动作或操作的组件。在说明性实施例中，组件可以被配置为执行所述动作或操作。例如，组件可以具有结构的配置或设计，该结构的配置或设计为组件提供在说明性示例中被描述为由组件执行的动作或操作的能力。此外，在本文所使用的术语“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有”、“包含”及其变体的范围内，这些术语旨在以与作为开放过渡词的术语“comprises”类似的方式为包含性的，而不排除任何附加或其他元素。
此外，本公开包括根据以下示例的实施例：
1.一种空气监测系统(104、228)，包括：
空气接口(116、300)，其包括主体(146、206、406、700)中的腔室(144、404)，该腔室(144、404)与输入端口(148、306)、采样端口(150、310)以及泵端口(152、308)流体连通；
连接至输入端口(148、306)的第一密封机构(154)，其中，当管(136、252、268、312)连接至输入端口(148、306)时，第一密封机构(154)在输入端口(148、306)处形成第一气密密封(156)；以及
连接至采样端口(150、310)的第二密封机构(158)，其中，当气体分析仪系统(120)的探针(160、314)被插入采样端口(150、310)中时，第二密封机构(158)在采样端口(150、310)处形成第二气密密封(159)，其中，当分流空气(128、402)被抽出通过腔室(144、404)并离开泵端口(152、308)时，分流空气(128、402)移动至输入端口(148、306)中、通过腔室(144、404)并离开泵端口(152、308)，而无需使分流空气(128、402)的压力(162)增大到大于使气体分析仪系统(120)分析来自分流空气(128、402)的空气样本(130、414)的压力水平(164)，并且其中，探针(160、314)从移动通过腔室(144、404)的分流空气(128、402)获得空气样本(130、414)。
2.根据示例1的空气监测系统(104、228)，其中，气体分析仪系统(120)操作以识别通过探针(160、314)从分流空气(128、402)抽出的空气样本(130、414)中的一组成分(168)。
3.根据示例1或2的空气监测系统(104、228)，还包括：
连接至泵端口(152、308)的泵系统(118)，其中，泵系统(118)操作以使分流空气(128、402)移动通过输入端口(148、306)、通过腔室(144、404)并离开泵端口(152、308)，而无需使分流空气(128、402)的压力(162)增大到大于使气体分析仪系统(120)分析来自分流空气(128、402)的空气样本(130、414)的压力水平(164)。
4.根据示例1至3中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，主体(146、206、406、700)具有T形形状，并且管(136、252、268、312)具有大于探针(160、314)的第二直径(602)的第一直径(600)，并且其中，探针(160、314)被插入通过采样端口(150、310)并通过空气接口(116、300)中的腔室(144、404)。
5.根据示例4的空气监测系统(104、228)，其中，探针(160、314)通过输入端口(148、306)延伸至管(136、252、268、312)中。
6.根据示例5的空气监测系统(104、228)，其中，第一直径(600)与第二直径(602)的比率大约为3.5∶1。
7.根据示例1至6中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，空气接口(116、300)包括避免将污染物引入空气样本(130、414)中或从空气样本(130、414)吸收成分(168)的一组材料。
8.根据示例1至7中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，分流空气(128、402)的压力(162)是环境大气压力。
9.根据示例1至8中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，空气接口(116、300)包括选自由金属、塑料、陶瓷及其组合组成的组的一组材料。
10.根据示例9的空气监测系统(104、228)，其中，金属选自铝、钛、镍、不锈钢及其合金中的一种或多种。
11.根据示例1至10中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，气体分析仪系统(120)选自气相色谱仪、质谱仪、离子迁移率谱仪、红外光谱仪、生物传感器、光学生物传感器、电化学生物传感器及其组合中的至少一种。
12.一种空气监测系统(104、228)，包括：
计算机系统(122)；以及
计算机系统(122)中的控制器(124)，其中，控制器(124)操作以：
控制泵系统(118)以使空气(102、726、730)作为分流空气(128、402)从空腔(126、702、704、706)的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)移动至连接至收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)的管(136、252、268、312)，使分流空气(128、402)移动至连接至管(136、252、268、312)的空气接口(116、300)的输入端口(148、306)中、通过空气接口(116、300)中的腔室(144、404)并离开空气接口(116、300)的泵端口(152、308)，而无需使分流空气(128、402)的压力(162)增大到大于使气体分析仪系统(120)分析从分流空气(128、402)收集的空气样本(130、414)的压力水平(164)，其中，收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)位于平台(106)中的空腔(126、702、704、706)中的位置处，并且其中，在管(136、252、268、312)与输入端口(148、306)之间存在气密密封；并且
控制通过探针(160、314)连接至空气接口(116、300)中的采样端口(150、310)的气体分析仪系统(120)以从移动通过空气接口(116、300)的分流空气(128、402)获得空气样本(130、414)并分析空气样本(130、414)以确定空气样本(130、414)中的一组成分(168)。
13.根据示例12的空气监测系统(104、228)，其中，管(136、252、268、312)通过管网(112、230、232、712)连接至收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)，并且其中，控制器(124)操作以：
控制管网(112、230、232、712)以使空气(102、726、730)作为分流空气(128、402)从平台(106)中的空腔(126、702、704、706)中的位置处的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)通过平台(106)中的管网(112、230、232、712)抽出到管(136、252、268、312)。
14.根据示例13的空气监测系统(104、228)，其中，管网(112、230、232、712)包括：
网络管(138)，连接至平台(106)中的一组空腔(108)中的位置处的收集端口(114)；以及
阀系统(140、244、260)，其中，阀系统(140、244、260)由控制器(124)控制以选择收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)，使得泵系统(118)操作以使分流空气(128、402)从收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)移动至管(136、252、268、312)并通过空气接口(116、300)。
15.根据示例12至14中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，气体(728)被注入到一组空腔(108)中的第一位置中的一组空腔(108)中；该位置是平台(106)中的一组空腔(108)中的第二位置；其中，在分析空气样本(130、414)以确定空气样本(130、414)中的一组成分(168)时，控制器(124)操作以控制气体分析仪系统(120)以：
检测通过连接至管网(112、230、232、712)的管(136、252、268、312)从一组空腔(108)中的空腔(126、702、704、706)中的第二位置接收的分流空气(128、402)中的空气样本(130、414)中的气体(728)，管网(112、230、232、712)与一组空腔(108)中的空腔(126、702、704、706)中的第二位置中的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)连通；并且
其中，控制器(124)操作以：
基于从第一位置到第二位置的距离以及当气体(728)被注入到第一位置处的一组空腔(108)中时的第一时间以及当在来自第二位置中的分流空气(128、402)的空气样本(130、414)中检测到气体(728)时的第二时间来确定气流的速度。
16.根据示例12至15中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，控制器(124)操作以使用由分析空气样本(130、414)的气体分析仪系统(120)生成的空气样本(130、414)的分析来确定空腔(126、702、704、706)中的位置处的空气(102、726、730)的空气质量。
17.根据示例16的空气监测系统(104、228)，其中，控制器(124)在平台(106)的操作期间使用由分析空气样本(130、414)的气体分析仪系统(120)生成的空气样本(130、414)的分析来确定空腔(126、702、704、706)中的位置处的空气(102、726、730)的空气质量。
18.根据示例12至17中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，空气接口(116、300)具有T形形状，并且管(136、252、268、312)具有大于探针(160、314)的第二直径(602)的第一直径(600)，并且其中，探针(160、314)被插入通过采样端口(150、310)、通过空气接口(116、300)中的腔室(144、404)并进入被插入输入端口(148、306)中的管(136、252、268、312)中。
19.根据示例12至18中任一项的空气监测系统(104、228)，其中，平台(106)包括移动平台、固定平台、陆基结构、水基结构、空间基结构、飞机、商用飞机、旋翼飞机、倾转旋翼飞机、偏转翼飞机、垂直起落飞机、水面舰艇、大型游轮、坦克、人员运输车、火车、宇宙飞船、太空站、卫星、潜艇、汽车、发电厂、坝、房屋、制造设施以及建筑物中的一个或多个。
20.一种用于监测空气(102、726、730)的方法，该方法包括：
使空气(102、726、730)作为分流空气(128、402)从连接至管(136、252、268、312)的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)移动(900)；
使分流空气(128、402)从管(136、252、268、312)移动(902)通过空气接口(116、300)中的输入端口(148、306)、通过空气接口(116、300)中的腔室(144、404)并离开空气接口(116、300)中的泵端口(152、308)，而无需使分流空气(128、402)的压力(162)增大到大于使气体分析仪系统(120)分析在分流空气(128、402)移动通过空气接口(116、300)中的腔室(144、404)期间从分流空气(128、402)收集的空气样本(130、414)的压力水平(164)；并且其中，在管(136、252、268、312)与输入端口(148、306)之间存在第一气密密封(156)，并且在气体分析仪系统(120)的探针(160、314)与空气接口(116、300)的采样端口(150、310)之间存在第二气密密封(159)；
使用被插入通过空气接口(116、300)中的采样端口(150、310)的探针(160、314)在分流空气(128、402)移动通过腔室(144、404)时从分流空气(128、402)获得(904)空气样本(130、414)；并且
通过气体分析仪系统(120)分析(906)空气样本(130、414)以确定空气样本(130、414)中的一组成分(168)。
21.根据示例20的方法，其中，收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)位于平台(106)中的空腔(126、702、704、706)中的位置处，并且其中，管(136、252、268、312)通过平台(106)中的管网(112、230、232、712)连接至收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)，该方法还包括：
使分流空气(128、402)从平台(106)中的空腔(126、702、704、706)中的位置处的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)通过平台(106)中的管网(112、230、232、712)移动(1000)至管(136、252、268、312)。
22.根据示例20或21的方法，其中，气体(728)被注入到一组空腔(108)中的第一位置中的一组空腔(108)中；该位置是平台(106)中的一组空腔(108)中的第二位置，并且其中，分析空气样本(130、414)以确定空气样本(130、414)中的一组成分(168)包括：
检测(1100)通过连接至管网(112、230、232、712)的管(136、252、268、312)从一组空腔(108)中的空腔(126、702、704、706)中的第二位置接收的分流空气(128、402)中的空气样本(130、414)中的气体(728)，管网(112、230、232、712)与一组空腔(108)中的空腔(126、702、704、706)中的第二位置中的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)连通；并且还包括：
基于从第一位置到第二位置的距离以及当气体(728)被注入到第一位置处的一组空腔(108)中时的第一时间以及当在来自第二位置中的分流空气(128、402)的空气样本(130、414)中检测到气体(728)时的第二时间来确定(1200)空气(102、726、730)的气流的速度。
23.根据示例20至22中任一项的方法，还包括：
使用由分析空气样本(130、414)的气体分析仪系统(120)生成的空气样本(130、414)的分析来确定(1300)平台(106)中的空腔(126、702、704、706)中的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)的位置处的空气(102、726、730)的空气质量。
24.根据示例23的方法，其中，使用由分析空气样本(130、414)的气体分析仪系统(120)生成的空气样本(130、414)的分析来确定空腔(126、702、704、706)中的位置处的空气(102、726、730)的空气质量包括：
在平台(106)的操作期间使用由分析空气样本(130、414)的气体分析仪系统(120)生成的空气样本(130、414)的分析来确定(1400)空腔(126、702、704、706)中的位置处的空气(102、726、730)的空气质量。
25.根据示例20至24中任一项的方法，其中，空气(102、726、730)的压力(162)是环境大气压力。
许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。此外，与其他期望的实施例相比，不同的说明性实施例可以提供不同的特征。选择和描述所选择的一个或多个实施例，以便最好地解释实施例的原理、实际应用，并且使得本领域其他普通技术人员能够理解具有适合于预期特定用途的各种修改的各个实施例的公开内容。

Claims (10)

1.一种空气监测系统(104、228)，包括：
空气接口(116、300)，包括主体(146、206、406、700)中的腔室(144、404)，所述腔室(144、404)与输入端口(148、306)、采样端口(150、310)以及泵端口(152、308)流体连通；
连接至所述输入端口(148、306)的第一密封机构(154)，其中，当管(136、252、268、312)连接至所述输入端口(148、306)时，所述第一密封机构(154)在所述输入端口(148、306)处形成第一气密密封(156)；以及
连接至所述采样端口(150、310)的第二密封机构(158)，其中，当气体分析仪系统(120)的探针(160、314)被插入所述采样端口(150、310)中时，所述第二密封机构(158)在所述采样端口(150、310)处形成第二气密密封(159)，其中，当分流空气(128、402)被抽出通过所述腔室(144、404)并离开所述泵端口(152、308)时，所述分流空气(128、402)移动至所述输入端口(148、306)中、通过所述腔室(144、404)并离开所述泵端口(152、308)，而无需使所述分流空气(128、402)的压力(162)增大到大于使所述气体分析仪系统(120)分析来自所述分流空气(128、402)的空气样本(130、414)的压力水平(164)，并且其中，所述探针(160、314)从移动通过所述腔室(144、404)的所述分流空气(128、402)获得所述空气样本(130、414)。
2.根据权利要求1所述的空气监测系统(104、228)，其中，所述气体分析仪系统(120)操作以识别通过所述探针(160、314)从所述分流空气(128、402)抽出的所述空气样本(130、414)中的一组成分(168)。
3.根据权利要求1或2所述的空气监测系统(104、228)，还包括：
连接至所述泵端口(152、308)的泵系统(118)，其中，所述泵系统(118)操作以使所述分流空气(128、402)移动通过所述输入端口(148、306)、通过所述腔室(144、404)并离开所述泵端口(152、308)，而无需使所述分流空气(128、402)的所述压力(162)增大到大于使所述气体分析仪系统(120)分析来自所述分流空气(128、402)的所述空气样本(130、414)的所述压力水平(164)。
4.根据权利要求1或2所述的空气监测系统(104、228)，其中，所述主体(146、206、406、700)具有T形形状，并且所述管(136、252、268、312)具有大于所述探针(160、314)的第二直径(602)的第一直径(600)，并且其中，所述探针(160、314)被插入通过所述采样端口(150、310)并通过所述空气接口(116、300)中的所述腔室(144、404)。
5.根据权利要求1或2所述的空气监测系统(104、228)，其中，所述分流空气(128、402)的所述压力(162)是环境大气压力。
6.根据权利要求1或2所述的空气监测系统(104、228)，其中，所述气体分析仪系统(120)选自气相色谱仪、质谱仪、离子迁移率谱仪、红外光谱仪、生物传感器、光学生物传感器、电化学生物传感器和所述气相色谱仪、所述质谱仪、所述离子迁移率谱仪、所述红外光谱仪、所述生物传感器、所述光学生物传感器、所述电化学生物传感器的组合中的至少一种。
7.一种空气监测系统(104、228)，包括：
计算机系统(122)；以及
所述计算机系统(122)中的控制器(124)，其中，所述控制器(124)操作以：
控制泵系统(118)以使空气(102、726、730)作为分流空气(128、402)从空腔(126、702、704、706)的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)移动至连接至所述收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)的管(136、252、268、312)，使所述分流空气(128、402)移动至连接至所述管(136、252、268、312)的空气接口(116、300)的输入端口(148、306)中、通过所述空气接口(116、300)中的腔室(144、404)并离开所述空气接口(116、300)的泵端口(152、308)，而无需使所述分流空气(128、402)的压力(162)增大到大于使气体分析仪系统(120)分析从所述分流空气(128、402)收集的空气样本(130、414)的压力水平(164)，其中，所述收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)位于平台(106)中的所述空腔(126、702、704、706)中的位置处，并且其中，在所述管(136、252、268、312)与所述输入端口(148、306)之间存在气密密封；并且
控制通过探针(160、314)连接至所述空气接口(116、300)中的采样端口(150、310)的所述气体分析仪系统(120)以从移动通过所述空气接口(116、300)的所述分流空气(128、402)获得所述空气样本(130、414)并分析所述空气样本(130、414)以确定所述空气样本(130、414)中的一组成分(168)。
8.根据权利要求7所述的空气监测系统(104、228)，其中，所述管(136、252、268、312)通过管网(112、230、232、712)连接至所述收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)，并且其中，所述控制器(124)操作以：
控制所述管网(112、230、232、712)以使所述空气(102、726、730)作为所述分流空气(128、402)从所述平台(106)中的所述空腔(126、702、704、706)中的所述位置处的所述收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)通过所述平台(106)中的所述管网(112、230、232、712)抽出至所述管(136、252、268、312)。
9.根据权利要求8所述的空气监测系统(104、228)，其中，所述管网(112、230、232、712)包括：
网络管(138)，连接至所述平台(106)中的一组空腔(108)中的位置处的收集端口(114)；以及
阀系统(140、244、260)，其中，所述阀系统(140、244、260)由所述控制器(124)控制以选择所述收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)，使得所述泵系统(118)操作以使所述分流空气(128、402)从所述收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)移动至所述管(136、252、268、312)并通过所述空气接口(116、300)。
10.一种用于监测空气(102、726、730)的方法，所述方法包括：
使所述空气(102、726、730)作为分流空气(128、402)从连接至管(136、252、268、312)的收集端口(132、246、248、250、262、264、266、720、721、722、800)移动(900)；
使所述分流空气(128、402)从所述管(136、252、268、312)移动(902)通过空气接口(116、300)中的输入端口(148、306)、通过所述空气接口(116、300)中的腔室(144、404)并离开所述空气接口(116、300)中的泵端口(152、308)，而无需使所述分流空气(128、402)的压力(162)增大到大于使气体分析仪系统(120)分析在所述分流空气(128、402)移动通过所述空气接口(116、300)中的所述腔室(144、404)期间从所述分流空气(128、402)收集的空气样本(130、414)的压力水平(164)；并且其中，在所述管(136、252、268、312)与所述输入端口(148、306)之间存在第一气密密封(156)，并且在所述气体分析仪系统(120)的探针(160、314)与所述空气接口(116、300)的采样端口(150、310)之间存在第二气密密封(159)；
使用被插入通过所述空气接口(116、300)中的所述采样端口(150、310)的所述探针(160、314)在所述分流空气(128、402)移动通过所述腔室(144、404)时从所述分流空气(128、402)获得(904)所述空气样本(130、414)；并且
通过所述气体分析仪系统(120)分析(906)所述空气样本(130、414)以确定所述空气样本(130、414)中的一组成分(168)。
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