CN210376230U - 用于监测目标气体的气体检测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及用于改进光致电离检测器中的气体检测的装置。提供一种用于监测目标气体的气体检测器，其包括：气体入口；紫外线（UV）灯；设置在气体入口和UV灯之间的一对电偏置电极；以及与该对电偏置电极通信的处理器。处理器可以被配置为当UV灯处于第一模式并且阻止目标气体进入气体入口时确定偏移，UV灯的第一模式为UV灯的操作模式，使得UV光从UV灯发出，并且所述偏移与当该对电偏置电极暴露于处于第一模式中的UV灯并且被阻止暴露于目标气体时由该对电偏置电极产生的电极信号相关联；并且当气体入口对目标气体开放时，基于所述偏移计算校准的输出读数。该装置减少了光电噪声对目标气体诸如挥发性有机化合物的气体检测器读数的干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气体检测器装置。
背景技术
气体检测器通常用于检测各种目标气体诸如挥发性有机化合物的存在。本申请人已经发现了许多与传统气体检测器相关的缺陷和问题。通过应用的努力、独创性和创新，通过开发包括在本发明的实施例中的解决方案已经解决了许多这些已发现的问题，其中的许多示例在本文中详细描述。
发明内容
通常，本文提供的本发明的实施例包括用于监测目标气体的方法、装置、系统和计算机程序产品。提供一种用于监测目标气体的气体检测器，其包括：气体入口；紫外线（UV）灯；设置在气体入口和UV灯之间的一对电偏置电极；以及与该对电偏置电极通信的处理器。处理器可以被配置为当UV灯处于第一模式并且阻止目标气体进入气体入口时确定偏移，UV灯的第一模式为UV灯的操作模式，使得UV光从UV灯发出，并且所述偏移与当该对电偏置电极暴露于处于第一模式中的UV灯并且被阻止暴露于目标气体时由该对电偏置电极产生的电极信号相关联；并且当气体入口对目标气体开放时，基于所述偏移计算校准的输出读数，校准的输出读数与当该对电偏置电极暴露于处于第一模式中的UV灯并且暴露于目标气体时由该对电偏置电极产生的电极信号相关联。
在一些实施例中，可以通过设置在气体检测器中的校准过滤器、校准气体的进气或其组合来阻止目标气体进入气体入口。在一些实施例中，可以从由当暴露于处于第一模式中的UV灯并暴露于目标气体时的该对电偏置电极产生的电极信号所得的检测器信号中减去所述偏移。在一些实施例中，电极信号可以由当暴露于处于第一模式中的UV灯并且被阻止暴露于目标气体时的该对电偏置电极产生，由当暴露于从UV灯发出的UV光时被电离的该对电偏置电极的至少一部分形成。在一些实施例中，可以通过平均多个检测器信号来确定偏移，所述多个检测器信号由当暴露于处于第一模式中的UV灯并且被阻止暴露于目标气体时的该对电偏置电极产生的多个电极信号产生。
在一些实施例中，UV灯可以包括第二模式，该第二模式为UV灯的非操作模式，使得光子不从UV灯发出，并且处理器被配置为在UV灯处于第二模式时确定绝对零电平。可以基于绝对零电平来计算校准的输出读数。
在一些实施例中，处理器可以被配置为在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，确定偏移。处理器可以被配置为在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，更新偏移。
在一些实施例中，处理器可以被配置为在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，确定绝对零电平。处理器可以被配置为在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，更新绝对零电平。
在一些实施例中，校准的输出读数可表示外部环境中的目标气体浓度，其以十亿分之几为单位。在一些实施例中，目标气体为挥发性有机化合物。在一些实施例中，气体检测器可包括UV屏蔽罩。
本公开的实施例还涉及一种使用气体检测器监测目标气体的方法。该方法可以包括：确定当气体检测器的紫外线（UV）灯处于第一模式并且阻止目标气体进入气体检测器的气体入口时的偏移，UV灯的第一模式为UV灯的操作模式，使得UV光从UV灯发出，并且该偏移与当该对电偏置电极暴露于处于第一模式中的UV灯并且被阻止暴露于目标气体时由该对电偏置电极产生的电极信号相关联；并且当气体入口对目标气体开放时，基于所述偏移计算校准的输出读数，校准的输出读数与当该对电偏置电极暴露于处于第一模式中的UV灯并且暴露于目标气体时由该对电偏置电极产生的电极信号相关联。
在一些实施例中，可以通过设置在气体检测器中的校准过滤器、校准气体的进气或其组合来阻止目标气体进入气体入口。在一些实施例中，计算校准的输出读数可以包括：从由当暴露于处于第一模式中的UV灯并暴露于目标气体时的该对电偏置电极产生的电极信号所得的检测器信号中减去所述偏移。
在一些实施例中，由当暴露于处于第一模式中的UV灯并且被阻止暴露于目标气体时的该对电偏置电极产生的电极信号可以由当暴露于从UV灯发出的UV光时被电离的该对电偏置电极的至少一部分形成。
在一些实施例中，确定偏移可以包括：平均多个检测器信号，所述多个检测器信号由当暴露于处于第一模式中的UV灯并且被阻止暴露于目标气体时的该对电偏置电极产生的多个电极信号产生。
在一些实施例中，UV灯可以包括第二模式，该第二模式为UV灯的非操作模式，使得光子不从UV灯发出，并且该方法可以包括当UV灯处于第二模式时确定绝对零电平并基于绝对零电平计算校准的输出读数。
在一些实施例中，该方法可以包括在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，确定偏移。在一些实施例中，该方法可以包括在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，更新偏移。
在一些实施例中，该方法可以包括在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，确定绝对零电平。在一些实施例中，该方法可以包括在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，更新绝对零电平。
在一些实施例中，气体检测器还可包括邻近该对电偏置电极设置的至少一个UV屏蔽罩。在一些实施例中，目标气体可以为挥发性有机化合物。
在附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求中，本主题的其它特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：
图1示出了根据本文讨论的一些实施例的示例系统；
图2示出了根据本文讨论的一些实施例的可以包括在装置中的电路的示意性框图；
图3A示出了根据本文讨论的一些实施例的示例校准数据库；
图3B示出了根据本文讨论的一些实施例的示例校准系统；
图4示出了根据本文公开的实施例的示例性气体检测器；
图5示出了来自根据本文公开的实施例的示例性气体检测器的读数；
图6示出了来自根据本文公开的实施例的示例性气体检测器的读数；
图7A和图7B提供了根据本文公开的实施例的气体检测器的示例性界面；
图8示出了根据本文公开的实施例的零校准；
图9示出了根据本文公开的实施例的在校准之后来自多个气体检测器的读数；
图10示出了根据本文公开的实施例的来自多个气体检测器的读数；
图11示出了根据本文公开的实施例的在24小时时段内来自两个气体检测器的读数；以及
图12示出了根据本文公开的实施例的示例性操作的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明的一些实施例，附图中示出了本发明的一些但不是全部的实施例。实际上，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将满足适用的法律要求。相同的编号始终指代相同的元件。
如本文所使用的，术语“数据”、“内容”、“数字内容”、“数字内容对象”、“信息”和类似术语可以互换使用以指代根据本发明的实施例能够被传送、接收和/或存储的数据。因此，不应该使用任何这样的术语来限制本发明的实施例的精神和范围。此外，在本文中描述一个装置从另一装置接收数据的情况下，应当理解，数据可以直接从另一装置接收，或者可以通过一个或多个中间装置（诸如例如，一个或多个服务器、中继、路由器、网络接入点、基站、主机、重发器等）间接接收，本文有时将该中间装置称为“网络”。相似地，在本文中描述一个装置向另一装置发送数据的情况下，应当理解，数据可以直接发送到另一装置，或者可以通过一个或多个中间装置（诸如例如，一个或多个服务器、中继、路由器、网络接入点、基站、主机、转发器等）间接发送。
术语“包括”意指包括但不限于，并且应当以其在专利上下文中通常使用的方式进行解释。诸如包含、包括和具有的更广义的术语的使用应理解为对诸如由...组成、基本上由...组成和基本上由...构成的狭义术语提供支持。
短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等通常意味着该短语之后的特定特征、结构或特性可以被包括在本发明的至少一个实施例中，并且可以被包括在本发明的多于一个实施例中（重要的是，这些短语不一定指的是同一实施例）。
本文使用的“示例性”一词意指“用作示例、例子或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为比其它实施方式更优选或更具优势。
如本领域技术人员所理解的，当与数字一起使用时，术语“约”或“近似”等可以表示特定数量，或者替代地，接近特定数字的范围。
如果说明书陈述部件或特征“可”、“能”、“可以”、“应该”、“将”、“优选地”、“可能地”、“通常”、“可选地”、“例如”、“常常”或“可能”（或其它此类语言）被包括或具有特性，则不要求该特定部件或特征被包括或具有该特性。在一些实施例中可以可选地包括这样的部件或特征，或者可以排除它。
本公开的各种实施例涉及被配置成使用光致电离检测器（PID）提供改进的气体检测的系统、方法和装置。改进了气体检测器的校准，从而实现更一致和准确的读数。如本文所用，术语“气体检测器”和“气体传感器”或“检测器”可互换使用。
光致电离检测器（PID）通过将紫外（UV）光靠近一对电偏置电极辐射到来自环境的气流上来操作。如果存在目标气体，则UV光使一些气体电离，并且在一个或另一个电极处收集所产生的离子，从而产生电流，所述电流可以被放大、过滤和分析以确定表示目标气体的浓度的电流的大小。
当电离目标气体时，电极也可能被UV光电离，导致计算的目标气体浓度不准确。这种电离可以称为光电噪声。现有的气体检测器不能确定或考虑由UV灯电离电极产生的光电噪声。例如，现有的气体检测器在关闭UV灯的情况下校准气体检测器。在UV灯关闭的情况下建立零电平。一旦打开UV灯，就基于零电平确定目标气体的浓度。因此，由电离电极的UV灯产生的任何光电噪声被合并到计算的目标气体浓度中，从而导致人为高浓度的目标气体。
本文提供了一种改进的气体检测器和检测目标气体的方法。在校准期间，在UV灯关闭的情况下确定绝对零电平（其可以随时间平均），UV灯关闭在本文中可以称为UV灯的“第二模式”。然后可以打开UV灯，打开UV灯可以在本文中称为“第一模式”，并且可以在目标气体没有任何电离的情况下确定UV光的光电噪声。该读数可以称为“偏移”。
在一些实施例中，当确定偏移时，可以阻止目标气体进入气体检测器。可以通过在气体检测器中包括校准过滤器、通过将校准气体注入或拉动通过气体检测器以防止目标气体移动通过气体检测器、以其它方式阻止目标气体移动通过气体检测器，或者其组合，来阻止目标气体。可以使用防止目标气体移动通过气体检测器并被UV灯电离的任何合适方法。
一旦确定了偏移，就可以去除或停止校准过滤器或防止目标气体被UV灯电离的其它方法，使得可以允许目标气体或可包含目标气体的外部环境进入气体检测器并被UV灯电离。当允许来自外部环境的气体进入气体检测器而不去除目标气体时，气体检测器的操作模式可以被称为“正常模式”。气体检测器可以使用偏移来确定外部环境中的目标气体的浓度。例如，在一些实施例中，可以从气体检测器的检测器信号中减去偏移以获得校准的输出读数，其指示外部环境中的目标气体的浓度。在一些实施例中，偏移可以为基于对气体检测器的多个检测器信号求平均的平均值。然后可以从稍后的检测器信号中减去平均值以获得校准的输出读数。图4中提供了根据本公开的示例性气体检测器。
光电噪声可以由电极的材料和来自UV灯的UV光的强度决定。在一些实施例中，气体检测器可包括与气体检测器中的电极的一个或两个相邻设置的UV屏蔽罩。当UV灯打开时，UV屏蔽罩可以减少电极的电离。
当UV灯关闭时，目标气体可能不会被电离。此时，气体检测器的检测器信号可以被称为目标气体浓度的理论零点或绝对零电平。绝对零电平的波动可能仅受气体检测器的系统噪声的影响。如果气体检测器能够确定准确的绝对零电平，则目标气体的输出读数可以更可靠和稳定。计算出的输出读数可以基于绝对零电平以及偏移。
当UV灯打开时，UV光可以照射目标气体和离子室中的电极。此时的气体检测器的输出信号包括来自电极和存在的任何目标气体的电离的光电噪声。在一些实施例中，可以通过添加UV屏蔽罩（参见例如图4）来减少不需要的光电噪声。通过将如本文所公开的偏移合并入目标气体浓度的计算中，可以去除由电极的电离引起的其余光电噪声。当检测到超低水平的目标气体（例如，小于10ppm的目标气体，诸如在ppb浓度水平）时，光电噪声可能对目标气体的浓度特别有害。
本发明的气体检测器和校准气体检测器的方法提供了一种集成解决方案，以减少来自气体检测器（诸如便携式PID）的输出读数的光电噪声。可以获得更准确的目标气体读数。本发明的气体检测器和校准气体检测器的方法可以提供比使用空气校准传感器的现有气体检测器更准确的读数。本发明的气体检测器和校准气体检测器的方法可以允许检测超低气体浓度水平（例如，在ppb浓度水平的目标气体）。例如，本发明的气体检测器和校准气体检测器的方法可以允许检测小于10ppm的目标气体浓度水平，诸如在ppb浓度水平（例如，小于1ppm），诸如小于900ppb、小于800ppb、小于700ppb、小于600ppb、小于500ppb或小于400ppb的目标气体。即使在如此低的浓度水平下，本发明的气体检测器和校准气体检测器的方法也可以提供相比现有气体检测器改进的输出读数的一致性，并且与现有的气体检测器相比，提供提高的稳定性。示例性的气体检测器例如在图5和6中示出。本公开可以合并入示例性气体检测器，诸如MinRAE 3000+、MiniRAE Lite+、ppbRAE 3000+和UtraRAE 3000+。
此外，可以确定用于测量外部环境中的目标气体浓度的电极的光电噪声。通过使用相同的电极来确定偏移和测得的输出读数（或在正常模式时的检测器信号），得到的校准的输出读数可以更准确。校准的输出读数基于来自与偏移相同的电极的电极信号，并因此可以更准确地反映由电极产生的光电噪声。
本发明的气体检测器可以呈任何合适的形式，诸如呈手持装置的形式，并且可以定位在可以存在和检测目标气体的特定环境中。例如，气体检测器可以与在基础设施的部分中的人类分开安装，并且可以通信地联接到监控系统。在一些实施例中，气体检测器可由在潜在危险的工作环境中的工作人员携带。
目标气体可包括一种或多种气体，其理想地由气体检测器检测。例如，目标气体可包括苯、甲苯、汽油、燃料油、柴油燃料或可能对工作人员造成危害的其它挥发性有机化合物（VOC）。VOC可包括各种溶剂、燃料、脱脂剂、塑料、传热流体、润滑剂等。如果吸入和/或以超过预定阈值的浓度吸入，VOC可能对人体有害。VOC可能存在爆炸或火灾的风险，例如当以超过预定阈值的浓度存在时。本发明的气体检测器和校准气体检测器的方法可用于监测工业卫生和安全、环境污染和修复、有害物质处理、氨检测和炼油厂环境。例如，气体检测器可以用于炼油厂、化工厂、制造厂或需要检测某些气体的其它环境中。在一些实施例中，目标气体可能不是特别有害或危险的。在一些实施例中，目标气体可以为各种类型的气体，包括氧气以及有毒气体，诸如一氧化碳、二氧化硫和硫化氢。可以组合使用一个或多个气体检测器，诸如多个气体检测器，每个气体检测器被调谐以检测某种目标气体或相同的目标气体。可以调谐气体检测器以基于相应气体检测器的UV灯的主波长检测某些目标气体。
在整个本申请中参考光致电离检测器（PID）；然而，本公开可以应用于各种气体检测器以校准检测器并确保获得更准确和可靠的目标气体读数。所公开的系统、方法和装置可以用在各种应用中。例如，气体检测器可以为光致电离检测器（PID）、红外检测器、激光气体检测器和其它气体检测器。例如，当打开红外辐射（IR）源或者当打开激光器并且防止目标气体流过红外检测器或激光气体检测器时，可以在红外检测器或激光气体检测器中确定偏移。然后，当检测器对目标气体开放时，偏移可用于确定目标气体的浓度。
该系统、方法和装置可用于校准气体检测器，而不会明显干扰传感器的正常操作。气体检测器可以每小时、每天、每周、每月等进行校准；可以在预定的一段时间后校准；可根据需要校准；可以响应于指定的事件或动作来校准（例如，当达到目标气体浓度阈值时，当气体检测器移动到另一个位置时等）；或其组合来校准。例如，偏移和/或绝对零电平可以在预定的时间段之后、根据需要、响应于指定的事件或动作或其组合来确定。气体检测器的校准可以在小于约10分钟、小于约5分钟，诸如约1分钟或更短的持续时间内进行。在一些实施例中，可以在约1分钟内确定偏移。
电极可以被丝网印刷、自动搅炼在基材（诸如柔性带、T-I或其组合）上。可以使用各种选择性沉积技术，诸如直接搅炼、丝网印刷，或在临时支撑物上搅炼，然后进行压力转移。导体可用于将每个或几个电极电连接到电路200。电极可以为相同材料或不同材料。在一些实施例中，电极可包括一种或多种材料，诸如铂、铱、钌、金、银、碳或其组合。例如，催化剂材料可包括铂、铱、钌、金、银、碳或这些的混合物，并可用于电极。电极的材料和结构可以基于气体检测器的预期应用而变化。
气体检测器可用于检测单种目标气体、两种目标气体或多种目标气体。气体检测器还可以监测气体检测器的温度、压力、位置和运动以及气体检测器所处的环境（例如，“外部环境”）。这种测量可以称为遥测测量。在一些实施例中，气体检测器和外部环境的测得的温度、压力、位置以及移动可用于启动校准或修改气体检测器的校准。例如，气体检测器可以测量外部环境的温度并基于温度调整目标气体的校准的输出读数。
本公开的方法、设备、系统和计算机程序产品可以由各种装置中的任何一种来实施。例如，示例实施例的方法、设备、系统和计算机程序产品可以由被配置为与一个或多个装置（诸如，气体检测器、监测站（例如，控制站）等）通信的联网装置（例如，企业平台）（诸如服务器或其它网络实体）来实施。附加地或替代地，该系统可以包括固定的计算装置，诸如个人计算机或计算机工作站。更进一步地，示例实施例可以由各种移动装置中的任何一种来实施，诸如便携式数字助理（PDA）、移动电话、智能电话、膝上型计算机、平板计算机、可穿戴装置或上述装置的任何组合。
在一些实施例中，本文描述的电路200和/或气体检测器系统100可以实施在单个独立的便携式或固定式气体检测器中。例如，在一些实施例中，本文描述的所有功能和处理可以作为智能传感器模块合并入气体检测器本身中，该智能传感器模块向仪器提供完全处理的数字输出读数（例如，ASICS和嵌入式处理器足够强大）。例如，气体检测器可以包括微控制器、专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑装置（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）或一些其它逻辑处理器。
图1示出了气体检测器系统100，其包括用于系统的示例网络架构，该系统可以包括被配置为实施本文所讨论的一些实施例的一个或多个装置和子系统。例如，气体检测器系统100可以包括气体检测器400A-400N、服务器140和/或客户端装置130，除了其它装置（未示出）之外，其还可以包括例如图2-3B中公开的电路、服务器或数据库等。服务器140和/或客户端装置130可以包括任何合适的网络服务器和/或其它类型的计算装置。在一些实施例中，服务器140和/或客户端装置130可以使用来自校准数据库300的数据接收、确定、以及向气体检测器400A-400N传送警报、数据和指令。校准数据库300（例如，在图3A和3B中示出）可以实施为数据存储装置，诸如一个或多个网络附加存储（NAS）装置，或者实施为一个或多个单独的数据库服务器。校准数据库300包括由气体检测器400A-400N、服务器140和/或客户端装置130访问和存储的信息，以便于气体检测器系统100的操作。例如，校准数据库300可以包括但不限于多个遥测数据、应用数据、检测到的气体数据、校准数据、气体检测器数据等。
服务器140和/或客户端装置130可以通过通信网络120与一个或多个气体检测器400A-400N通信。在这方面，通信网络120可以包括任何有线或无线通信网络，包括例如有线或无线局域网（LAN）、个人局域网（PAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）等，以及实现它所需的任何硬件、软件和/或固件（例如，网络路由器等）。例如，通信网络120可以包括蜂窝电话，802.11、802.16、802.20和/或WiMax网络。此外，通信网络120可以包括公共网络诸如因特网、私有网络诸如内联网、或其组合，并且可以利用现在可用或以后开发的各种网络协议，包括、但不限于基于TCP/IP的网络协议。例如，可以定制网络协议以适应校准系统的需要。
服务器140和/或客户端装置130可以提供从各种源（包括但不必限于气体检测器400A-400N）接收电子数据。例如，服务器140和/或客户端装置130可操作以接收或传送由气体检测器400A-400N提供的遥测数据、应用数据、检测到的气体数据、校准数据、气体检测器数据等。
气体检测器400A-400N、服务器140和/或客户端装置130均可以使用个人计算机和/或其它联网装置（诸如蜂窝电话、平板计算机、移动装置、库存管理终端等）来实现，该个人计算机和/或其它联网装置除了监测气体和/或气体检测器之外，还可用于任何合适的目的。图1中描绘的“N个”装置仅用于说明目的。气体检测器系统100中可包括任何数量的气体检测器。在一个实施例中，气体检测器400A-400N可以被配置为查看、创建、编辑和/或以其它方式与气体检测器、系统和/或气体检测器所在的外部环境的遥测数据、应用数据、检测到的气体数据、校准数据和/或气体检测器数据交互，所述气体检测器、系统和/或气体检测器所在的外部环境可以由在气体检测器系统100中的客户端装置130、服务器140、气体检测器400A-400N或其它装置提供。根据一些实施例，服务器140和/或客户端装置130可以被配置为在服务器140和/或客户端装置130的显示器上显示遥测数据、应用数据、检测到的气体数据、校准数据和气体检测器数据，以用于查看、创建、编辑和/或以其它方式与数据交互。在一些实施例中，气体检测器400A-400N的界面可以与服务器140和/或客户端装置130的界面不同。除了服务器140和/或客户端装置130之外或代替服务器140和/或客户端装置130，还可以使用气体检测器400A-400N。除了所述装置之外，气体检测器系统100还可以包括另外的客户端装置和/或服务器等。附加地或替代地，气体检测器400A-400N可以通过网络浏览器与气体检测器系统100交互。作为又一个示例，气体检测器400A-400N可以包括设计成与气体检测器系统100交互的各种硬件或固件。
在一些实施例中，气体检测器400A-400N为光致电离检测器（PID）。在一些实施例中，气体检测器400A-400N可包括如上定义的任何计算装置。由服务器140和/或客户端装置130从气体检测器400A-400N接收的电子数据可以以各种形式并通过各种方法提供。在一些实施例中，气体检测器400A-400N、服务器140和客户端装置130可以包括移动装置、可穿戴装置等。
在气体检测器400A-400N、客户端装置130和/或服务器140为移动装置（诸如智能电话或平板计算机）的实施例中，气体检测器400A-400N、服务器140和/或客户端装置130可以执行“app”以与气体检测器系统100交互。此类app通常设计为在移动装置（诸如平板计算机或智能手机）上执行。例如，可以提供在诸如iOS®、Android®或Windows®的移动装置操作系统上执行的app。这些平台通常提供允许app彼此之间以及与移动装置的特定硬件和软件组件通信的架构。例如，上面提到的移动操作系统各自提供用于与位置服务电路、有线和无线网络接口、用户联系人和其它应用交互的架构。通常通过由移动装置操作系统提供的应用程序编程接口（API）提供与在app外部执行的硬件和软件模块的通信。
在示例性气体检测器系统100的一些实施例中，信息可以从气体检测器400A-400N发送到服务器140和/或客户端装置130。在各种实施方式中，信息可以由气体检测器400A-400N直接通过通信网络120发送到气体检测器系统100，该信息可以通过诸如另一客户端装置、服务器等的中间装置发送到气体检测器系统100。例如，气体检测器400A-400N可以与正在执行客户端应用程序以与气体检测器系统100交互的台式机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话等进行通信。在一种实施方式中，该信息可以包括诸如遥测数据、应用数据、检测到的气体数据、校准数据、气体检测器数据等的数据。
如下面将进一步描述的，气体检测器系统100可以包括至少一个服务器140和/或客户端装置130，其可以基于所接收的信息创建存储数据条目，以便于在校准数据库300中进行索引和存储。在一种实施方式中，存储数据条目可以包括诸如遥测数据、应用数据、检测到的气体数据、校准数据、气体检测器数据等的数据。
在一种实施方式中，可以解析（例如，使用PHP命令）遥测数据、应用数据、检测到的气体数据、校准数据、气体检测器数据等以确定关于气体检测器的信息，特别是关于电极、灯、灯驱动器、UV屏蔽罩、UV窗口、电极板、检测到的气体、气体检测器所在的外部环境等的信息。
图2示出了电路200的示意性框图，其中的一些或全部可以被包括在例如服务器140、客户端装置130和/或气体检测器400A-400N中。上述服务器140、客户端装置130和/或气体检测器400A-400N中的任一者可以包括电路200的一个或多个部件，并且可以被配置为独立地或与通信网络120中的其它装置共同地执行本文描述的电路200的功能。如图2中所示，根据一些示例实施例，电路200可以包括各种装置，诸如处理器210、存储器220、通信模块230和/或输入/输出模块240。在一些实施例中，还可以包括或替代地包括校准数据库300。如本文所提到的，“模块”包括被配置为执行一个或多个特定功能的硬件、软件和/或固件。在这方面，如本文所述的电路200的装置可以实施为例如电路、硬件元件（例如，适当编程的处理器、组合逻辑电路等）、包括存储在非暂时性计算机可读介质（例如，存储器220）上的计算机可读程序指令的计算机程序产品，该计算机可读程序指令可由适当配置的处理装置（例如，处理器210）或其某种组合执行。
处理器210可以例如实施为包括一个或多个具有伴随的数字信号处理器的微处理器、一个或多个没有伴随的数字信号处理器的处理器、一个或多个协处理器、一个或多个多核处理器、一个或多个控制器、处理电路、一个或多个计算机、各种其它处理元件（包括集成电路，诸如例如ASIC（专用集成电路）或FPGA（现场可编程门阵列）或其某种组合）的各种装置。因此，尽管在图2中被示为单个处理器，但是在一些实施例中，处理器210包括多个处理器。多个处理器可以实施在单个服务器140、客户端装置130和/或气体检测器400A-400N上，或者可以分布在多个这样的被共同配置为用作电路200的装置上。多个处理器可以彼此可操作地通信，并且可以被共同配置为执行如本文所述的电路200的一个或多个功能。在示例实施例中，处理器210被配置为执行存储在存储器220中或者以其它方式可由处理器210访问的指令。当由处理器210执行时，这些指令可以使电路200执行如本文所述的电路200的一个或多个功能。
无论是通过硬件、固件/软件方法还是通过其组合配置，处理器210可以包括能够在相应地配置时执行根据本发明实施例的操作的实体。因此，例如，当处理器210实施为ASIC、FPGA等时，处理器210可以包括用于实施本文描述的一个或多个操作的专门配置的硬件。替代地，作为另一示例，当处理器210实施为指令（诸如可存储在存储器220中）的执行器时，指令可专门配置处理器210以执行本文中所描述的一个或多个算法和操作，诸如结合图12所讨论的那些。
存储器220可以包括例如易失性存储器、非易失性存储器或其某种组合。尽管在图2中被示为单个存储器，但是存储器220可以包括多个存储器部件。多个存储器部件可以实施在单个服务器140、客户端装置130和/或气体检测器400A-400N上，或者分布在多个这样的装置上。在各种实施例中，存储器220可包括例如硬盘驱动器、随机存取存储器、高速缓冲存储器、闪存、光盘只读存储器（CD-ROM）、数字通用盘只读存储器（DVD-ROM）、光盘、配置为存储信息的电路或其某种组合。存储器220可以被配置为存储信息、数据（包括关于校准数据库300讨论的数据）、应用程序、指令等，以使得电路200能够执行根据本发明示例实施例的各种功能。例如，在至少一些实施例中，存储器220被配置为缓冲输入数据以供处理器210处理。附加地或替代地，在至少一些实施例中，存储器220被配置为存储程序指令用以由处理器210执行。存储器220可以以静态和/或动态信息的形式存储信息。在执行其功能的过程中，可以由电路200存储和/或使用该存储的信息。
通信模块230可以被实施为包含在电路、硬件、计算机程序产品或其组合中的任何设备或装置，其被配置为从/向另一装置和/或网络（诸如例如，第二电路200）等等接收和/或传送数据，该计算机程序产品包括存储在计算机可读介质（例如，存储器220）上并由处理装置（例如，处理器210）执行的计算机可读程序指令。在一些实施例中，通信模块230（与本文中讨论的其它部件一样）可以至少部分地实施为处理器210或以其它方式由处理器210控制。在这方面，通信模块230可以与处理器210通信，诸如通过总线。通信模块230可以包括例如天线、发射器、接收器、收发器、网络接口卡和/或支持硬件和/或固件/软件，以用于实现与气体检测器系统100的另一装置的通信。通信模块230可以被配置为使用可以用于在气体检测器系统100的各装置之间进行通信的任何协议来接收和/或传送可由存储器220存储的任何数据。通信模块230可以附加地或替代地与存储器220、输入/输出模块240和/或电路200的任何其它部件通信，诸如通过总线。
在一些实施例中，电路200可以包括输入/输出模块240。输入/输出模块240可以与处理器210通信以接收用户输入的指示和/或向用户提供听觉、视觉、机械或其它输出。因此，输入/输出模块240可以包括支持器件，例如，键盘、鼠标、操纵杆、显示器、触摸屏显示器、麦克风、扬声器、RFID读取器、条形码读取器、生物识别扫描仪和/或其它输入/输出机构。在电路200被实施为服务器或数据库的实施例中，与电路200被实现为终端用户机器或设计用于复杂用户交互的其它类型的装置的实施例相比，可以减少输入/输出模块240的各方面。在一些实施例中（与本文讨论的其它部件一样），甚至可以从电路200中去除输入/输出模块240。替代地，诸如在电路200被实施为服务器或数据库的实施例中，输入/输出模块240的至少一些方面可以被实施在由用户使用的与电路200通信的设备上。输入/输出模块240可以与存储器220、通信模块230和/或任何其它部件通信，诸如通过总线。一个或多个输入/输出模块和/或其它部件可以被包括在电路200中。
校准数据库300和校准系统310可以另外地或替代地被包括并且被配置为执行本文所讨论的与分析、存储、生成和/或编辑数据有关的功能。在一些实施例中，分析、存储、生成和/或编辑数据的一些或全部功能可以由处理器210执行。在这方面，本文讨论的示例过程和算法可以由至少一个处理器210、校准数据库300和/或校准系统310执行。例如，非暂时性计算机可读介质可以被配置为存储固件、一个或多个应用程序和/或其它软件，该固件、一个或多个应用程序和/或其它软件包括可以被执行以控制电路200的部件的每个处理器（例如，处理器210、校准数据库300和校准系统310）以实现各种操作的指令和其它计算机可读程序代码部分，包括上面示出的示例。因此，一系列计算机可读程序代码部分被实施在一个或多个计算机程序产品中，并且可以与计算装置、服务器和/或其它可编程设备一起使用以产生机器实现的过程。
在一些实施例中，可以提供校准数据库300，其包括遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302。遥测数据306可以包括各种信息，诸如温度、压力、运动、位置等的测量值，其可以周期性地、在预定的时间段之后、在指定的事件发生之后或者根据需要进行测量。应用数据308可以包括特定于使用气体检测器400A-400N的应用的各种信息，诸如典型或预期的遥测数据、位置数据或与使用气体检测器400A-400N的应用相关的其它数据。检测到的气体数据303可包括各种信息，诸如目标气体的类型、目标气体的历史输出读数以及与目标气体相关的其它数据。校准数据305可以包括各种信息，诸如校准频率（例如，校准之间的时间间隔）、校准长度（例如，校准的持续时间）、历史校准信息、校准的开始（例如，启动校准的动作）、历史绝对零电平、历史偏移以及关于气体检测器400A-400N的校准的任何其它信息。气体检测器数据309可以包括各种信息，诸如检测器的制造/型号/序列号、检测器的类型、检测器的预期寿命、检测器的首次使用日期、检测器的维护历史、检测器的维护的预期日期、检测器在环境中的相对位置、气体检测器读数的限制、电极/UV灯/UV屏蔽罩/检测器中的其它部件的类型、电极/UV灯/UV屏蔽罩/检测器中的其它部件的预期寿命、电极/UV灯/UV屏蔽罩/检测器中的其它部件的首次使用日期以及关于气体检测器400A-400N和气体检测器400A-400N的使用的任何其它信息。附加地或替代地，校准数据库300可以包括分析引擎数据302，其提供处理器210在存储、分析、生成和编辑数据时所需的任何附加信息。
校准系统310可以被配置为分析多组数据，诸如校准数据库300中的数据。以这种方式，校准系统310可以支持多种算法，包括下面关于遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302所讨论的算法，从而可以在运行时选择所选择的算法。此外，本发明的配置能够在配置附加背景方面实现灵活性。
在一些实施例中，参考图3B，校准系统310可以包括背景确定模块314、分析引擎316和通信接口318，所有这些都可以与校准数据库300通信。校准系统310可以接收可包含诸如遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等的信息的一个或多个信号（例如，检测器信号、电极信号、询问信号、响应信号、指令、输出读数、绝对零电平、偏移等），并且可以生成可包含诸如遥测数据306，应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等的信息的适当信号或输出以作为响应。校准系统310可以使用本文公开的任何算法或过程用于接收可包含诸如遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等的信息的一个或多个信号（例如，检测器信号、电极信号、询问信号、响应信号、指令、输出读数、绝对零电平、偏移等），并且可以生成可包含诸如遥测数据306，应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等的信息的适当信号或输出作为响应。在一些其它实施例中，诸如当电路200在服务器140、客户端装置130和/或气体检测器400A-400N中被实施时，校准系统310可以位于另一电路200或另一装置，诸如另一服务器140、客户端装置130、气体检测器400A-400N和/或其它客户端装置中。
校准系统310可以被配置为访问对应于可包含诸如遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等的信息的多个信号（例如，检测器信号、电极信号、询问信号、响应信号、指令、输出读数、绝对零电平、偏移等）的数据，并且可以生成可包含诸如遥测数据306，应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等的信息的适当信号或输出作为响应。
系统可以从电路200接收多个输入312、315并且处理校准系统310内的输入以产生输出320，输出320可以包括包含适当信息的s信号或输出作为响应。在一些实施例中，校准系统310可以使用背景确定模块314执行背景确定，在分析引擎316中处理数据，并且通过通信接口318输出结果。这些步骤中的每个步骤可以从包括校准数据库300的多个源中提取数据。
当由校准系统310接收输入312、315时，可以作出使用背景确定模块314的背景确定。背景确定包括诸如遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302的信息，其指示例如什么气体检测器400A-400N发起了输入的接收、提供什么类型的输入（例如，接收的是检测器信号、电极信号、询问信号、响应信号、指令、输出读数、绝对零电平、偏移等）以及在什么情况下发起输入的接收（例如，气体检测器400A-400N位于何处、何时接收到输入、什么信号或信息的接收发生在输入之前，等）。该信息可以给校准系统310分析提供背景以确定输出。例如，背景确定模块314可以通知校准系统310关于要输出的信号和/或信息。
然后，校准系统310可以使用分析引擎316计算输出。分析引擎316从校准数据库300提取关于适用信号、气体检测器400A-400N等的信息，然后，根据背景确定模块314的确定，计算输出，该输出基于输入而变化。然后，通信接口318将该输出输出320到电路200以用于存储、在适当的界面上显示、传送到其它装置或服务器，或者以其它方式用于后续的动作。例如，背景确定模块314可以确定接收到检测器信号、询问信号、响应信号、指令、输出读数、绝对零电平、偏移等。基于该信息以及适用的遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等，分析引擎316可以确定合适的输出，诸如显示在达到与目标气体信号相关的气体检测器400A-400N的环境中的目标气体浓度阈值的警报。分析引擎316可以接收校准气体检测器400A-400N的指令。基于该信息以及适用的遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等，分析引擎316可以确定该气体检测器400A-400N应当从UV灯的第二模式切换到第一模式并阻止目标气体流到气体检测器400A-400N。然后，气体检测器400A-400N可以基于在电极处产生的电流来测量偏移。偏移可以存储在校准数据库300中以供将来使用。基于适用的遥测数据306、应用数据308、检测到的气体数据303、校准数据305、气体检测器数据309和/或分析引擎数据302等，分析引擎316可以确定自上次校准后已经过某一段时间。然后，电路200可以启动适当的检测器400A-400N的校准。
应当理解，任何这样的计算机程序指令和/或其它类型的代码可以被加载到计算机、处理器或其它可编程设备的电路上以产生机器，使得计算机、处理器、执行机器上的代码的其它可编程电路创建用于实现各种功能（包括本文描述的那些功能）的装置。
还需指出，本文所讨论的所有或一些信息可以基于由本地或联网系统和/或电路200的一个或多个部件接收、生成和/或维护的数据。在一些实施例中，还可以借助一个或多个外部系统（诸如远程云计算和/或数据存储系统）来提供本文所讨论的功能中的至少一些功能。
如上所述并且基于本公开将理解的，本发明的实施例可以被配置为方法、个人计算机、服务器、移动装置、后端网络装置等。因此，实施例可以包括各种装置，其包括完全硬件或软件和硬件的任何组合。此外，实施例可以采用在至少一种非暂时性计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可读存储介质具有包含在该存储介质中的计算机可读程序指令（例如，计算机软件）。可以使用任何合适的计算机可读存储介质，包括非暂时性硬盘、CD-ROM、闪存、光学存储装置或磁存储装置。
上面已经参考方法、装置、系统和计算机程序产品的框图和流程图描述了本发明的实施例。应当理解，电路图和过程流程图的每个框以及电路图和过程流程图中的框的组合可以分别通过包括计算机程序指令的各种装置来实现。这些计算机程序指令可以加载到通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备（诸如上面参考图2讨论的处理器210、校准数据库300和/或校准系统310）上以产生机器，使得计算机程序产品包括在计算机或其它可编程数据处理设备上执行、创建用于实现一个或多个流程图框中指定的功能的装置的指令。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储装置（例如，存储器220）中，该计算机可读存储装置可以指示计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储装置中的指令产生包括用于实现本文所讨论的功能的计算机可读指令的制品。计算机程序指令也可以加载到计算机或其它可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在计算机或其它可编程设备上执行，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现本文讨论的功能的步骤。
因此，框图和流程图的框支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的步骤的组合和用于执行指定功能的程序指令装置。还应理解，电路图和过程流程图的每个框以及电路图和过程流程图中的框的组合可以由执行指定功能或步骤的专用基于硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
图4示出了根据本文公开的实施例的示例性气体检测器。在图4所示的实施例中，气体检测器400包括开关401、UV灯406、灯驱动器404、UV窗口410、电极板408、UV屏蔽罩412、第一电极414a和第二电极414b。开关401和灯驱动器404操作以打开（第一模式）和关闭（第二模式）UV灯406；然而，气体检测器400可以包括用于操作UV灯406以从第一模式移动到第二模式并且返回到第一模式的各种机构。例如，在一些实施例中，校准系统310和/或处理器210可以操作以将UV灯406从第一模式切换到第二模式并且返回到第一模式。
电极板408操作以照射UV灯406。在图4所示的实施例中，UV灯406与UV窗口410相关联，由UV灯406发出的UV光在辐射第一电极414a和第二电极414b的附近之前通过该UV窗口410。在一些实施例中，UV灯406可以为真空紫外线（VUV）灯。
第一电极414a和第二电极414b形成一对电偏置电极。第一电极414a和第二电极414b可以包括至少两个平行的电极板，其提供稳定的直流（DC）偏置电压。
气体检测器400包括气体入口403，其中诸如目标气体416的气体可以在气体入口403处进入气体检测器400。目标气体416由UV灯406发出的光子电离，从而形成在第一电极414a和第二电极414b上聚集的离子。通过包括校准过滤器（参见例如图9），通过气体入口403注入或拉动校准气体，或以其它方式阻止目标气体进入气体入口403，可以阻止目标气体进入气体入口403。校准气体可以包括在从UV灯406发出的UV光的波长下不被UV灯406电离的任何合适的气体。例如，校准气体可包括氮气。
在图4所示的实施例中，气体检测器400包括滤波器434，滤波器434包括放大器424，放大器424基于参考电压428增强电极信号422的幅度。滤波器434包括电阻器432和电容器430。滤波器434可以以除了图4中所示的方式之外的各种方式实现，并且可以包括多于一个电阻器432和/或电容器430。
滤波器434输出经滤波的电极信号426，其可被输入到模数转换器（未示出），然后模数转换器可以将检测器信号输出到校准系统310、处理器210或电路200的其它部件。滤波器434和模数转换器的使用可以被认为是信号调节。可以在不偏离本公开的意图的情况下使用对该处理的各种修改，并且该处理中的一些或全部可以由校准系统310、处理器210或电路200的其它部件来执行。
当校准气体检测器400时，UV灯406可以处于第二模式以确定绝对零电平。然后可以通过开关401和/或灯驱动器404将UV灯406修改为第一模式，并且可以使用所得到的电极信号422、滤波电极信号114和/或检测器信号来确定偏移。然后可以在气体检测器400处于正常模式时，即，UV灯406处于第一模式并且气体入口403对目标气体开放，使用偏移。例如，在一些实施例中，可以从气体检测器400的检测器信号中减去偏移以获得校准的输出读数，其指示外部环境中的目标气体的浓度。处于正常模式中的气体检测器400的检测器信号可以称为测得的输出读数。在一些实施例中，偏移可以为基于对气体检测器400的多个检测器信号求平均的平均值。然后可以从稍后的检测器信号或测得的输出读数中减去平均值以获得校准的输出读数。绝对零电平也可以当获得校准的输出读数时从气体检测器400的检测器信号中减去，并且可以对多个检测器信号求平均以确定平均的绝对零电平，并且然后被用于获得校准的输出读数。绝对零电平和偏移两者都可以周期性地、根据需要、响应于指定的事件等以及它们的组合来更新，以保持准确的校准的输出读数。可以在更新偏移时或按照不同的时间进度表更新绝对零电平。例如，可以在第一时间确定绝对零电平和偏移，然后可以比偏移更频繁地更新绝对零电平，或反之亦然。例如，绝对零电平可以每小时更新，而偏移更新频率较低或根本不更新。可发现偏移是相对恒定的，从而可能不需要频繁更新。
气体检测器400的校准可以在小于约10分钟、小于约5分钟，诸如约1分钟或更短的持续时间内进行。在一些实施例中，可以在约1分钟内确定偏移。
图5示出了来自根据本文公开的实施例的示例性气体检测器400的数据记录。特别地，图5示出了利用本校准的更准确的校准的输出读数。图5示出了在所公开的校准501之前的环境空气读数、在所公开的校准502之前的目标气体读数以及在校准503之后的校准的输出读数。如图5中所示，利用所公开的校准，所得到的读数可以去除不需要的光电噪声，导致更准确的目标气体读数。
图6示出了来自根据本文公开的实施例的示例性气体检测器400的读数。特别地，图6示出了当采用本发明的气体检测器和校准气体检测器的方法时遍及多个气体检测器400a-400e的一致性。根据本公开已经校准了气体检测器400a-400e中的每个。然后将气体检测器400a-400e中的每个暴露于相同的环境。气体检测器400a-400e中的每个的界面600a-600e显示环境中目标气体的校准的输出读数503a-503e。如图6中所示，气体检测器400a-400e具有相似的目标气体的计算读数601a-601e。
图7A和7B提供了根据本文公开的实施例的气体检测器400的示例性界面600a、600b。特别地，图7A和7B示出了根据本文公开的实施例的在气体检测器400的示例性界面600a、600b上显示的操作菜单。在图7A所示的实施例中，操作菜单用于校准气体检测器400。当选择校准时，可以显示图7B中所示的操作菜单。如图7B所示，可以选择零校准701以启动校准气体检测器的本方法。致动器702a、702b、702c可以用在界面600a、600b上以启动期望的动作，诸如选择气体检测器400的零校准701。如前所述，气体检测器400可以包括各种输入机构，诸如按钮、键、杠杆等，以启动期望的动作，该动作可以包括气体检测器400的校准。在一些实施例中，气体检测器400的校准可以被编程为周期性地发生或在某个事件发生之后发生（例如，高目标气体校准的输出读数或低目标气体校准的输出读数）。在一些实施例中，可以编程气体检测器400以在气体检测器400的设定年限或在气体检测器400的预定使用时段之后校准气体检测器400。在不偏离本公开的情况下，气体检测器可以被编程以通过各种机构和在气体检测器400的使用期间的各个点处启动气体检测器400的校准。
图8示出了根据本文公开的实施例的本校准。在图8所示的实施例中，在校准800期间，气体检测器400通过关闭UV灯406使得UV灯406处于第二模式确定绝对零电平801，绝对零电平801可以与平均电压值相关联。绝对零电平801表示电噪声804。然后打开UV灯406，称为第一模式，并在没有目标气体的任何电离的情况下确定UV光的平均光电噪声805。偏移802在图8中示出。光电噪声805可以基于第一电极414a和第二电极414b的材料和/或来自UV灯406的UV光的强度而变化。然后可允许目标气体416进入气体检测器400并由UV灯406电离。气体检测器400测量目标气体416的浓度以获得图8中的测得的输出读数803，然后，基于该偏移，计算图8中的校准的输出读数503。因此，校准的输出读数503考虑了气体检测器400的电噪声以及光电噪声。由此获得外部环境中的更准确的目标气体416的浓度。
当校准完成时，气体检测器400保存偏移802。在移除任何校准管、校准气体或阻止目标气体416流向气体检测器400的其它机构之后，气体检测器400可以在正常模式下操作，并获得外部环境中的目标气体416的真实读数。可以从测得的输出读数803中减去偏移802，以获得校准的输出读数503，该读数可以为目标气体浓度的真实读数。通过随时间平均偏移802或者将先前偏移802替换为新确定的偏移802，可以随时间（诸如在特定时间段内或在特定时间段之后）更新偏移802。在一些实施例中，当改变第一电极414a和第二电极414b时或当UV灯406的光强度已经改变时（例如，如果UV光被灰尘污染），偏移802可以改变。校准可以定期进行，诸如周期性地或根据需要，诸如在操作者需要时进行。在一些实施例中，可以使用自动调零校准实时执行校准，从而产生更稳定的目标气体浓度的真实读数。
图9和10示出了验证测试。例如，图9示出了根据本文公开的实施例的在校准之后来自多个气体检测器400的读数。特别地，图9示出了具有界面600a-600e的气体检测器400a-400e，其中界面600a-600e在校准503a-503e期间显示校准的输出读数503。在图9所示的实施例中，校准滤波器900a-900e用于阻止目标气体流向气体检测器400a-400e。图10示出了根据本文公开的实施例的来自多个气体检测器400的读数。特别地，图10示出了具有界面600a-600e的气体检测器400a-400e，其中界面600a-600e显示在校准之后目标气体的校准的输出读数503a-503e。
图11示出了在相同办公环境中连续运行24小时的两个气体检测器的数据记录。特别地，图11示出了根据本文公开的实施例的在24小时时段内来自两个气体检测器400a、400b的读数。如图11所示，两个气体检测器的检测器信号在整个24小时时段内是一致的，说明了偏移的一致性。
图12示出了根据本文公开的实施例的示例性操作的流程图。特别地，图12示出了方法1200，其包括：当气体检测器的紫外线（UV）灯处于第一模式并且阻止目标气体进入气体检测器的气体入口时确定偏移1202，并且当气体入口对目标气体开放时，基于偏移计算校准的输出读数1204。如本文所讨论的，UV灯的第一模式为UV灯的操作模式，使得UV光从UV灯发出。当确定偏移1202时，可以通过设置在气体检测器中的校准过滤器、校准气体的进气或其组合来阻止目标气体进入气体入口。方法1200可以包括关闭UV灯并阻止目标气体流到气体入口1206，然后在确定偏移1202之前打开UV灯1210。
在一些实施例中，确定偏移1202可以基于当气体检测器的一对电偏置电极暴露于从UV灯发出的UV光时由该对电偏置电极产生的电流。电流可以由当该对电偏置电极暴露于从UV灯发出的UV光时被电离的该对电偏置电极的至少一部分产生。在一些实施例中，确定偏移1202可以包括基于由气体检测器的该对电偏置电极产生的电流或电极信号对多个检测器信号求平均。在一些实施例中，确定偏移1202可以在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合执行。方法1200还可以包括在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合，更新偏移1214。可以通过阻止目标气体流到气体入口并基于由气体检测器的该对电偏置电极产生的电流获得检测器信号来更新偏移。
在一些实施例中，方法1200还可以包括当UV灯处于第二模式时确定绝对零电平1206，其中，第二模式为UV灯的非操作模式，使得光子不从UV灯发出。计算的输出读数可以基于偏移和绝对零电平，使得在计算校准的输出读数时，考虑在绝对零电平中看到的电噪声以及在偏移中看到的光电噪声，并且从校准的输出读数中去除它们。
受益于前述描述和相关附图中呈现的教导，本发明的这些实施例所属领域的技术人员将想到本文所阐述的本发明的许多修改和其它实施例。因此，应当理解，本发明的实施例不限于所公开的特定实施例，并且修改和其它实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。尽管本文采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性意义使用，而不是出于限制的目的。
Claims (11)
1.一种用于监测目标气体的气体检测器，包括：
气体入口；
紫外线灯；
设置在所述气体入口和所述紫外线灯之间的一对电偏置电极；以及
处理器，其与所述对电偏置电极通信并被配置为：
当所述紫外线灯处于第一模式并且阻止所述目标气体进入所述气体入口时确定偏移，所述紫外线灯的第一模式为所述紫外线灯的操作模式，使得紫外线光从为紫外线灯发出，并且所述偏移与当所述对电偏置电极暴露于处于所述第一模式中的所述紫外线灯并且被阻止暴露于所述目标气体时由所述对电偏置电极产生的电极信号相关联；以及
当所述气体入口对所述目标气体开放时，基于所述偏移计算校准的输出读数，所述校准的输出读数与当该对电偏置电极暴露于处于第一模式下的紫外线灯并暴露于目标气体时由该对电偏置电极产生的电极信号相关联。
2.根据权利要求1所述的气体检测器，其中，通过设置在所述气体检测器中的校准过滤器、校准气体的进气或其组合来阻止所述目标气体进入所述气体入口。
3.根据权利要求1所述的气体检测器，其中，从由当暴露于处于所述第一模式中的所述紫外线灯并暴露于所述目标气体时的所述对电偏置电极产生的电极信号所得的检测器信号中减去所述偏移。
4.根据权利要求3所述的气体检测器，其中，由当暴露于处于所述第一模式中的所述紫外线灯并且被阻止暴露于所述目标气体时的所述对电偏置电极产生的所述电极信号由当暴露于从所述紫外线灯发出的紫外线光时被电离的所述对电偏置电极的至少一部分形成。
5.根据权利要求1所述的气体检测器，其中，所述偏移通过平均多个检测器信号来确定，所述多个检测器信号由当暴露于处于所述第一模式中的所述紫外线灯并且被阻止暴露于所述目标气体时的所述对电偏置电极产生的多个电极信号产生。
6.根据权利要求1所述的气体检测器，其中，所述紫外线灯包括第二模式，所述第二模式为所述紫外线灯的非操作模式，使得光子不从所述紫外线灯发出，并且所述处理器被配置为在所述紫外线灯处于所述第二模式时确定绝对零电平。
7.根据权利要求6所述的气体检测器，其中，所述校准的输出读数基于所述绝对零电平来计算。
8.根据权利要求1所述的气体检测器，其中，所述处理器被配置为在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合确定所述偏移。
9.根据权利要求1所述的气体检测器，其中，所述处理器被配置为在预定时间段之后、在指定事件发生之后、根据需要或其组合更新所述偏移。
10.根据权利要求1所述的气体检测器，其中，所述校准的输出读数以十亿分之几为单位表示外部环境中的目标气体浓度。
11.一种用于监测目标气体的气体检测器，包括：
气体入口；
紫外线灯；
开关，用于打开和关闭所述紫外线灯，其中，当所述开关在第一位置时打开所述紫外线灯，并且当所述开关在第二位置时关闭所述紫外线灯；
设置在所述气体入口和所述紫外线灯之间的一对电偏置电极；以及
处理器，其与所述对电偏置电极通信并包括：
偏移确定模块，所述偏移确定模块被配置为当所述开关在第一位置时所述紫外线灯处于第一模式并且阻止所述目标气体进入所述气体入口时确定偏移，所述紫外线灯的第一模式为所述紫外线灯的操作模式，使得紫外线光从为紫外线灯发出，并且所述偏移与当所述对电偏置电极暴露于处于所述第一模式中的所述紫外线灯并且被阻止暴露于所述目标气体时由所述对电偏置电极产生的电极信号相关联；以及
校准模块，所述校准模块被配置为当所述气体入口对所述目标气体开放时，基于所述偏移计算校准的输出读数，所述校准的输出读数与当该对电偏置电极暴露于处于第一模式下的紫外线灯并暴露于目标气体时由该对电偏置电极产生的电极信号相关联。
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