用于持续实时监控二氧化碳中化学污染物的系统和方法与流程

本申请要求2014年2月14日提交的美国临时专利申请61/940,250的优先权，依赖以上优先权文件并特此通过引用以其整体并入本文作为参考。

背景技术：

在碳酸饮料、食品包装和消毒中所使用的二氧化碳气体偶尔被发现在使用时受到复合物的污染，复合物可能影响与二氧化碳气体结合使用的食品或饮料产品的口感、气味以及甚至安全。制造或获取二氧化碳气体的很多通常局部化的工艺通常在它们生成完全纯二氧化碳的能力上是不完美的，清理或“刷洗”气体的方法偶尔会失败。纯二氧化碳则可能在储存或运输时受到污染，特别是如果将纯二氧化碳放置到之前受污染的容器中时。

受污染的二氧化碳可能包含广泛的污染物，包括乙醛、含硫化合物、芳香烃(如苯)及其它挥发性碳氢化合物(如甲烷)。大多数污染物，在中等水平时，对使用二氧化碳的产品仅导致负面的口感和气味影响。在高水平时一些污染物是有毒的并可能引起疾病甚至死亡。苯和一些其它物质，在中等水平时，被认为是致癌。

国际饮料专家协会(ISBT)，一家具有1000名以上公司会员的饮料行业组织，已经制定了在无酒精饮料和软饮料中可接受的污染水平的指南。这些指南对十三种复合物或复合物族建议了最大浓度水平，包括，例如，乙醛浓度不得超过200ppb(十亿分比)和芳香烃浓度不得超过20ppb。

然而，目前在生产环境中二氧化碳的持续或近持续监控的成本很高。市场上的二氧化碳分析仪是围绕使用气相色谱技术(GC)和质谱分析法(MS)的化学分析设备而构建的，更通常地用在实验室里。二氧化碳分析仪公司加固了这些GC/MS单元并在这些单元上增加了外围电子设备以调整样品流并使其测量功能自动化。这些系统很轻松就花掉了200,000美元或更多。它们在外壳中包括可能是五或六尺高和重达数百磅的一个或多个设备支架。

除了它们的高成本以外，目前的二氧化碳分析仪往往过于敏感，且维护成本高。有些分析仪需要使用“载体”气体，包括极易爆炸的氢气。在校准时使用的载体气体和“量距”气通常每年会花费6000美元。单元通常每十到二十分钟对二氧化碳流进行一次抽样，但这可能不够快以捕获快速污染物瞬变或消除产品污染的所有可能。

因此，需要一种能进行准确的和近实时测量的紧凑、稳健和便宜的监控器，从而极大地降低成本，同时使二氧化碳生产者和用户能够更好地评估和降低污染风险。

技术实现要素：

本发明提供一种二氧化碳监控系统。该二氧化碳监控系统包括被配置为检测污染物存在的传感器，污染物可包括，但不限于，在二氧化碳气体流中的乙醛、芳香烃(苯、甲苯、乙苯和二甲苯)、含硫化合物和挥发性碳氢化合物(如甲烷)。在一方面，传感器被配置为检测和报告其浓度超过ISBT标准的污染物的特定水平。在另一方面，传感器被配置为如果任一污染物的浓度超过ISBT标准则发出警报。

在一方面，二氧化碳监控系统被配置为完全自动化。在一方面，二氧化碳监控系统被配置为持续监控二氧化碳路线，或被配置为评价在一段时间内二氧化碳的样品，在该时间段内该评价的速率比二氧化碳中的污染物水平可实质地改变的速率足够快。在另一方面，二氧化碳监控系统被粗略地配置为在包括饮料装瓶设施和二氧化碳发电厂的工业应用中可靠稳健地工作。

本发明的这些和其它目的以及优点将从以下对本发明优选实施例的详细描述中变得显而易见。

前面的概述和以下详细描述都仅是示例性的和说明性的，旨在对所要求保护的本发明提供进一步解释说明。附图被包括在内以对本发明提供进一步的理解，并合并及构成本说明书的一部分，解释本发明的若干实施例，并连同说明书用于解释本发明的原理。

附图说明

图1是根据一个方面使用实时传感器的二氧化碳监控系统的示意图。

图2是图1中的实时传感器的前平面视图。

图3是表示图1中二氧化碳监控系统的子系统的示意图。

图4是表示图3中的二氧化碳监控系统的示意图。

图5是根据本发明一个实施例的二氧化碳监控系统的化学传感器模块的横截面侧面示意图。

图6是图5中的波导的示意性顶视图。

图6a是具有四对单独通道的波导的顶视图。

图6b是表示根据一个方面具有嵌入式渐逝场的单模波导的示意图。

图7是根据本发明一个方面的由二氧化碳监控系统所执行的方法的流程图。

图8-10表示图1中实时污染物传感器的显示器。

图11-12是根据本发明一个方面的由二氧化碳监控系统所执行的方法的流程图。

图13是根据本发明一个方面的控制电子设备的框图。

优选实施例详细说明

在公开和描述本发明方法和系统之前，应当理解，所述方法和系统不限于具体合成方法、具体组件和具体构成。还应理解，本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制。

如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一种”(“a”)、一个(“an”)、和“该”包括多个所指物，除非上下文清楚地表示其他含义。本文中的范围表示为从“大约”一个特定值，和/或到“大约”另一个特定值。在表达这种范围时，另一个实施例包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，在将数值表示为近似值时，通过使用前述“大约”，可理解为特定值构成另一个实施例。可进一步理解为，每个范围的端点很明显既与另一个端点有关，又独立于另一个端点。

“可选的”或“可选地”表示随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，该描述包括出现所述事件或情况的实例以及不出现的实例。

贯穿本文说明书和权利要求，词语“包括”以及该词的变体，如动名词形式和第三人称形式，表示“包括但不限于”，并非旨在排除，例如，其它附加物、组件、整体或步骤。“示例性的”表示“...的示例”，并非旨在传达一种优选的或理想的实施例的指示。“例如”的使用不是限制性的，而是出于说明的目的。

公开了可用于执行所公开的方法和系统的组件。本文公开了这些及其它组件，可理解为在公开这些组件的组合、子集、交互和组而没有明确公开它们的各个单独和集体组合和置换的具体引用时，本文中针对所有方法和系统具体考虑并描述了每个组件。这适用于本申请的所有方面，包括但不限于，所公开方法中的步骤。因而，如果存在能够执行的各种附加步骤，可理解为这些附加步骤中的每个都可以用所公开方法的任一具体实施例或实施例的组合来执行。

本领域技术人员应明白，所述方法和系统可采用整个地硬件实施例、整个地软件实施例或结合了软件和硬件方面的实施例的形式。此外，所述方法和系统可采用具体表现在存储介质中的具有计算机可读程序指令(如计算机软件)的计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式。可使用任何适用的计算机可读存储介质，包括硬盘、只读光盘、光学存储设备或磁存储器。

下面参照方法、系统、装置和计算机程序产品的框图和流程图图解对所述方法和系统的实施例进行描述。可理解为，框图和流程图图解的每个方框以及框图，以及框图和流程图图解中的方框组合可分别通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可加载到通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置中以生产出机器，以便在计算机或其它可编程数据处理装置上执行的指令创建一种用于实现一个或多个流程图方框中规定的功能的手段。

这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可指示计算机或其它可编程数据处理装置以特殊的方式履行功能，以便存储在计算机可读存储器中的指令产生一种制品，该制品包括用于实现一个或多个流程图方框中规定的功能的计算机可读指令。计算机程序指令还可加载到计算机或其它可编程数据处理装置中，以引起将在计算机或其它可编程装置上被履行的一系列操作步骤来产生一种计算机实现的过程，以便在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供用于实现一个或多个流程图方框中规定的功能的多个步骤。

相应地，框图和流程图图解中的方框支持用于执行规定功能的装置的组合、用于执行规定功能的步骤的组合以及执行规定功能的程序指令装置。还可理解为，框图和流程图图解的每个方框以及在框图和流程图图解中的方框的组合可通过基于专用硬件的计算机系统实现，所述计算机系统履行规定的功能或步骤，或专用硬件和计算机指令的组合。

参照图1和图2，本发明针对一种被配置为实时监控二氧化碳中污染物的二氧化碳监控系统10。在示例性方面，二氧化碳监控系统10被配置为监控饮料厂中的二氧化碳。在其它方面，二氧化碳监控系统10可被用在需要对流体(即，气体或液体)中污染物进行持续监控的各种设置中。例如，二氧化碳监控系统10可被配置为用于食品包装设施或二氧化碳发电厂或萃取车间或蒸馏室中。

在一方面，二氧化碳监控系统10被配置为能够位于二氧化碳储存器或运输箱12附近以及能够从所述运输箱12中接收二氧化碳持续流。在一方面，二氧化碳监控系统10包括输送系统14，用于将受监控的二氧化碳输送给二氧化碳目标16和实时污染物传感器20。在一方面，输送系统14可以是将二氧化碳从储存位置输送/运输到二氧化碳的应用位置的任何类型系统。

在一方面，二氧化碳监控系统10被进一步配置为用于工业选址。在这些方面中，二氧化碳监控系统10可被配置用于使用无线电台来有线或无线通信。例如，有线通信可包括但不限于LAN、T1线、企业内部网和以太网，而无线通信可包括但不限于蜂窝通信装置(CDMA、GPRS、LTE等)、蓝牙、WiFi、卫星和其它类型的无线连接。

在一方面，二氧化碳监控系统10的输送系统14被配置为将受监控的二氧化碳输送给污染物传感器20。输送系统14可包括插入到二氧化碳储存器12和/或输送系统14中的管材/管子18，并且管材/管子18可根据被认为存在的的污染类型来被选择和更改(如钝化)。这种管材18可包括但不限于不锈钢、铝、PVC、Tygon、PTFE、聚乙烯等。在一方面，管材16可具有灵活性，以便避免在污染物传感器20与二氧化碳线路12之间的任何潜在堵塞。各种紧固装置，包括但不限于安装架，其可用于将输送系统14的组件(包括管材16)，固定在监控现场的适当位置。尽管污染物传感器20可被安装在二氧化碳储存器12和目标14附近的各个位置，但如果需要，优选放在容易接近的位置以便日常维护。二氧化碳监控系统10的设置不限于刚刚描述的配置，可基于监控位置的需要定向在各种位置上。

在一方面，如图2所示，污染物传感器20包括外壳30、用户界面40和外部接头50。污染物传感器20的外壳30被配置为包含下面进一步详细论述的各种硬件和软件组件。在一方面，二氧化碳监控系统10被配置为用于监控在工厂环境中使用的二氧化碳输送系统14，外壳30可由坚固的和刚性的材料制成。坚固材料可包括，但不限于足以保护污染物传感器20的内部组件且满足安全与管理要求的金属薄片、铝、模压塑料及其它类似材料。污染物传感器20的外壳30的材料可包括能够安全地保护污染物传感器20的内部组件的任何材料，如下面详细论述。在一方面，外壳30可包括可卸盖，其允许使用污染物传感器20的某些组件，包括用于过滤目标污染物和波导的过滤器，如下面详细论述。在本发明的示例性方面，外壳30被配置为在拆卸或重新安装所述盖时通知(例如通过开关)污染物传感器20的各种硬件和软件组件。

如上所述，在一方面，污染物传感器20可包括用户界面40。在该方面，用户界面40包括一个其上具有所有用户控件和显示器驻留的大的背光颜色触摸屏。尽管本发明的优选实施例使用交互触摸屏40，但污染物传感器20可包括其它类型的用户界面40，包括但不限于键盘和显示屏的组合等。在本发明的一些实施例中，期望污染物传感器20没有任何直接的人员可用接口，以将污染物传感器20的控制限制为通过无线或有线连接由远程授权个人实现，如下面更详细论述。下面更详细地论述了具体的控件、显示器及其功能。尽管用户界面40和总体外壳30的尺寸可具有各种组合，但在一个实施例中，触摸屏40的面积为约6英寸×4.5英寸，外壳30的面积为7英寸×9英寸，深3英寸。

如图2所示，污染物传感器20提供了外部接头50，该外部接头50促进了受监控的二氧化碳内的污染物的监控。如图2所示，外壳30的底部提供了五个外部接头50，包括两个流体接头52a及52b、通信接头54、电源接头56和辅助数据端口58。然而，污染物传感器20的其它实施例可包括更多或更少的外部接头50，以及不同类型和不同位置上的接头。

流体接头52a、52b包括进气(“进入”)口52a和排气(“排出”)口52b，它们从输送系统14连接到管材/管子18。进气口52a和排气口52b连接到过滤器、阀门和容纳波导的流通池，如下面详细论述。在一方面，流体接头52a、52b可分别连接到与输送系统14连接的进气软管和排气软管。所述口52a、52b可包括连接到各自的软管/管子18上的喷嘴或接头。在一方面，喷嘴/接头和软管优选具有不同的尺寸，以排除交叉连接。例如，进气口52a的喷嘴/接头可被配置为仅连接到进气软管，而排气口52b的喷嘴/接头被配置为尺寸仅与管子18的排气软管相匹配。此外，暴露在二氧化碳中的软管/管子18以及所有其它零件优选由不会滤掉或吸收污染物的材料制成。如上所述，该材料可包括但不限于不锈钢、PTFE(聚四氟乙烯)、聚乙烯或Tygon管材。在一方面，口52a、52b可被配置为使管子/软管18从输送系统14刚性地耦合到污染物传感器20，以便防止二氧化碳泄漏。

图2中标有“CTRL”的通信接头54输出实时检测数据，该实时监测数据包括在二氧化碳中发现的有关污染物的信息，这些信息包括水平、浓度和污染物组成。通信接头54可通过在CTRL端口增加外部无线硬件保护器(dongle)或者通过使用内部调制解调器来实现无线。此外，在一些方面，污染物传感器20将不具有暴露在外的通信接头54，以便防止任何未被授权的电子设备使用污染物传感器20。

根据一方面，电源接头56被配置为接受插入式电力电缆。电力电缆可以是批准在美国使用的标准的110V交流、3插脚电缆。也可以使用适用于其它国家的其它电力电缆。在本发明的一些实施例中，电力电缆以适当的应变消除被硬连接在污染物传感器20中。可以从现场电源或者从电网中向污染物传感器20提供电源。在另一方面，电源接头56可被配置为连接到可拆卸的电源，例如电池或外部适配器。在另一方面，污染物传感器20可具有内部电源，其中电源接头56被用于备份的目的。内部电源可包括，但不限于可充电电池、可更换电池或一些其它装置。

在一方面，污染物传感器20可包括使得能够额外使用传感器检测数据和软件的辅助数据端口58。辅助端口58可被配置为与标准电气接口兼容，标准电气接口包括如USB或雷电的高速串行总线、以太网、火线等。污染物传感器20的一些实施例可包括被配置为可拆卸地耦合到辅助数据端口58上的专用记忆棒。这种记忆棒可用在备用系统中以保留包括部分检测数据的收集到的信息。例如，在污染物传感器20的通信装置变得不可用或坏掉的实例中，仍然可以使用记忆棒收集和得到数据。记忆棒可被配置为连接到污染物传感器20以下载数据。

辅助数据58还可被配置为提供接口，用于对新的检测软件和数据进行校准、诊断以及上传。例如，检测数据可包括使污染物传感器20保持运行所需的校准信息。辅助数据端口58可被提供作为从通信接头54中的单独输出，以允许用户在不中断输出信号至通信接头54的情况下连接到污染物传感器20并下载历史的或实时的检测数据。

如上所述，污染物传感器20包括硬件和软件组件。在一方面，污染物传感器20的硬件组件可包括由硬件功能组织的而不是由物理位置或实施来组织的的三个相互依赖的子系统。如图3所示，子系统是气体循环子系统(GCS)100，其包括过滤器和阀门，与所有外部和内部软管(如图4所示)、化学传感器模块200(CSM)和系统控制器300相互作用。化学传感器模块200(CSM)包括光源(例如激光器)、波导、摄像机和支架(如图5-图6所示)，系统控制器300在本文被称为电子控制子系统300(ECS)以避免上述和下述其它控制器之间出现混淆。ECS 300可以被看作包含有污染物传感器20的计算机(参见图12)。ECS 300可被配置为实时收集由CSM 200检测到的污染物/化学信息，使用图12所示的检测数据1407和检测软件1406来确定二氧化碳中的特殊污染物的数量。ECS 300可以是嵌入式系统或单板机，该嵌入式系统或单板机控制GCS 100、CSM 200、CSM 200的图像处理、数据处理、用户界面40、外部接头50和电源调节。ECS 300向GCS 100的所有电子组件提供电源和命令，并从CSM 200中接收数据。ECS 300还向通信接头54和辅助数据接头58输出数据，并从辅助数据接头58中接收命令。在一个实施例中，110V交流电源通过电源接头56进入并由ECS 300转换为所需等级。

图4是GCS 100中的示出连接和流程的框图。在一个实施例中，二氧化碳从左侧进入，通过进气口52a、接着通过至少一个路径110、接着通过GSC 100。在一方面，进气口52a可包括微粒过滤器140。微粒过滤器140可被配置为防止固体物质堵塞污染物传感器20。一旦二氧化碳进入进气口52a并经过微粒过滤器140，二氧化碳就被立即分成两个路径：过滤路径112和未过滤路径114。过滤路径112包括经过污染物过滤器116的二氧化碳。另一个路径114绕开污染物过滤器116，导致二氧化碳未被过滤。两条路径112、114都在进口118处终止于选择阀120，选择阀可选择或过滤后的二氧化碳(即，经过污染物过滤器116的二氧化碳)或者未被过滤的二氧化碳以穿过波导230，其可包含在流动池220中，两种二氧化碳都包含在CSM 200，如下面更详细论述。污染物过滤器116被配置为从过滤路径112的二氧化碳流中除掉监控的污染物，而不应影响温度或其它特性。过滤材料可由但不限于木炭或活性炭组成。在一方面，污染物过滤器116可被配置为除去污染物传感器20被配置监控的各种污染物，这些污染物包括但不限于乙醛、苯、甲苯、含硫化合物及包括甲烷的其它挥发性有机化合物(VOC)。在一方面，污染物过滤器116从二氧化碳中过滤出目标污染物，且对二氧化碳的其它特性没有影响，对读数可能有影响(例如湿度水平、温度等)。在一方面，单个污染物过滤器116可用于过滤出监控的污染物，或者一系列不同的污染物过滤器116可用于从过滤路径112中过滤出污染物。在一方面，污染物过滤器116可被监控以便更换。分析物过滤器116的监控可通过各种传感器装置来完成，或者可基于过滤器116的已知效率/寿命来完成。

通过具有过滤路径112和未过滤路径114，传感器20，更具体地为CSM 200，可以定期地自校准，以减小传感器偏移和维护精度。对于每个传感周期，首先测量经过过滤路径112的过滤后的二氧化碳，以建立零污染物基线，以便消除波导偏移。GCS 100还可调整正被监控的气体的温度。过滤的二氧化碳路径112和未过滤的二氧化碳路径114对于通过各自的路径112、114的二氧化碳应在流量、压降、温度和行程时间方面达到平衡。在另一方面，为进一步确保精确测量，GCS 100可使用温度传感器130和温度控制机构132(例如，风扇或加热线圈)来调整经过过滤路径112和未过滤路径114的二氧化碳的温度。

在一方面，传感器20，更具体为GCS 100，被配置为使用由二氧化碳输送系统14所提供的压力，以便控制二氧化碳流动通过不同路径112、114。然而，在一方面，可以提供可选泵150。在一方面，泵150可以控制二氧化碳流动通过GCS 100至CSM 200。在流中位置可变的泵150(即，泵150可在污染物传感器20外部或可包含在污染物传感器20内部)或推或拉二氧化碳通过污染物传感器20，包括至CSM 200，用以监控、识别和测量污染物。

在一方面，GCS 100可被配置为帮助测量/识别/监控相关污染物。例如，GCS 300可被配置为包括过滤器140，过滤器140被配置为去除非目标污染物以及可能干扰监控的污染物/微粒。在这些方面，过滤器140可被配置为处理进气口52a处的二氧化碳。与污染物过滤器116类似，为了效率，可对这些过滤器140进行监控。

一旦执行了下面详细论述的检测步骤，二氧化碳就离开CSM 200并穿过排气口52b，在此处二氧化碳移动到目标16上。在一替代实施例中，污染物传感器20包含两个选择阀120，二氧化碳被持续推着通过两个路径112、114，以便在每个路径112、114中的二氧化碳的环境特性之间没有延迟。来自该路径的没有被推着通过CSM 200的二氧化碳绕过CSM 200并与从CSM 200出来的二氧化碳耦合从而通过排气口52b排出。

一方面，尽管对于进口和排出口52a、52b保持通畅很重要，但二氧化碳监控系统10，更具体为GCS 100，可被配置为如果进口或排出口52a、52b在不确定的一段时间被堵塞可在对本身不造成损坏的情况下操作。一方面，微粒过滤器可放在接近进气口52a的地方。另一方面，压力传感器可用于测量沿不同的二氧化碳路径112、114出现的压力。如果压力传感器发现路径承受容许范围以外的压力，则污染物传感器20可被配置为关闭，或将结果报告给系统控制器/控制电子设备300。此外，污染物传感器116没有无限的容量且应作为正常维护的一部分被更换。

图5、图6、图6a和图6b说明了化学传感器模块(CSM)200的组件。CSM 200使用光学干涉量度法通过对光路进行比较来感测二氧化碳中污染物的数量和组成。干涉仪内的通道创建单独的光路，可在光路中产生干涉图。尽管本发明的优选实施例使用马赫-曾德尔干涉仪，但也可使用其它光学干涉仪，包括但不限于迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗干涉仪、泰曼-格林干涉仪、萨格纳克干涉仪、瑞利干涉仪和雅满干涉仪。干涉仪包括至少一个涂有聚合物的传感通道，当聚合物暴露于二氧化碳中发现的污染物中时可选择性地改变其折射率。因而，污染物的存在将改变光路，而单独的参考通道将不受污染物的影响。当聚合物暴露于化学制品中时，对光路的这种改变会使干涉图发生改变，从而允许几乎瞬时的读数。

在图5顶部被标记为“二氧化碳流”的二氧化碳从右侧被推入进口管210，并经过密封腔体(即，流通池)220到达波导230上方。同时，低功率激光器240(其在一个实施例中具有670纳米的中心波长)辐射一束单色光到波导230内。在CSM 200的输出侧，干涉图在摄像机250上显示或由其它形式的光学检测器250来捕获。例如，本发明的一个实施例使用来自IDS Imaging公司的UI-1542LE-M型号的摄像机。

如图6中的顶视图所示，波导230由输入格栅232、一对或多对并行通道-传感通道234及参考通道236-和一个或多个输出格栅238组成。波导230是一个层叠式薄膜结构，具有光学玻璃基底、一薄层核心高折射率材料和长窄通道蚀刻成的上部包覆层。一方面，波导230可由以下组成，但不限于，熔融石英玻璃、石英玻璃、硅和五氧化钽。

图6a是具有四对传感通道234和参考通道236的波导230的顶视图。激光器的光通过从波导230底部进入输入格栅沿着与传感通道和参考通道相关的光路向下移动，且折射的光沿着通道的长度向下移动(图5和图6中从左向右)。

每个传感通道234充满化学敏感聚合物，其折射率与污染物吸附力按比例变化，导致在该聚合物中的光速相应地变化。一部分光(其渐逝场如图6b所示)穿过涂覆在每个传感通道表面上的聚合物涂层。光学检测器250捕获来自光路的每个通道对的光的光学相互作用所产生的干涉图。使用运行图像处理算法的处理器来确定该干涉图的相移，该干涉图与目标污染物的浓度成比例。

例如，可用于识别二氧化碳中污染物的类型、浓度和成分的聚合物包括但不限于PVP、PVA、PHEM、PVB、PTBrS、PVF、PEI、PVPy、PHPC、PBIBMA、TAF、PDMA、PMOS、PSSA、PVPK和PIB。能够被识别出来的污染物类型包括但不限于乙醛、苯、甲苯、含硫化合物及包括甲烷的其它VOC。

在本发明的其它实施例中，可使用其它涂层及厚度。参考通道236被覆盖，以便不受聚合物涂层的影响(即，它与二氧化碳中发现的污染物不反应)。每个通道234、236中的光速与二氧化碳样品中的污染物数量的比例度不同。

离开每个通道234、236的右侧后，两条光束由输出格栅再次折射和结合，将干涉图投射到摄像机250或其它形式光学检测器的表面上。在一个实施例中，光学检测器250是电荷耦合装置(CCD)。在替代实施例中，光学检测器250是互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器。如果存在污染物，则传感和参考光波将以不同速度移动，其中一个在另一个之前到达输出格栅238，导致与污染物浓度成比例的摄像机250上的干涉图中产生相移和变化。CE 300分析摄像机图像并测量干涉图的变化，以通过使用与污染物传感器20相关联的校准系数来确定污染物的浓度和标识。这些系数还可通过各种装置来更新。

尽管图6描述了波导上的一对通道，但波导还可包含多对通道(如图6a所示)，每个通道具有相同或不同的传感聚合物，以感测二氧化碳样品中的多种污染物，或以提高特异性和可靠性。给定污染物对不同聚合物的吸附响应比率往往是唯一的，并可用于确定污染物的身份或污染物混合物的成分。在波导230上增加更多的具有不同聚合物以及更多聚合物对的传感通道234可允许测量更多的比率以及识别和量化复杂混合物中数量不断增加的污染物。对于任何污染物混合物建立波导230上聚合物对集合间的响应比特征。增加更多的传感通道还会提高传感器区分污染物目标与其它“干扰物”复合物的能力，这些“干扰物”复合物不需要被检测但可能被传感器误解为目标污染物。如果干扰物的瞬态响应或响应比特征与污染物目标的不同，则还可通过信号处理来辨别干扰物。

ECS 300位于传感器外壳30中且无法供用户使用，除非在功能上通过用户界面40或外部接头50来使用。ECS 300包括污染物传感器20的电源控制系统。电源控制系统优选包括用以检测非正常状态的电流监控器，如下面更详细论述。ECS 300包括板上存储器。ECS 300的存储器优选为非易失型并提供足够的板上存储器以将符合应用要求的扩展的读数历史存储在最短的读数区间，这可由用户设置。在优选实施例中，当存储器已满时以先进先出为基础清除存储器。还提供附加的16k用户定义的识别数据以及提供至少512k以维护系统日志文件。ECS 300的优选实施例包括实时时钟(RTC)，其即使在系统断电时也能继续跟踪时间。RTC优选应保持每年±6小时以上的准确度长达三年。

一方面，ECS 300被配置为完成以下功能：控制GCS 100；控制CSM 200；处理从CSM 200中接收到的图像，包括图像剪裁；确定适当的测量区域；确定该区域内的干涉图周期；解释干涉图数据并使其与校准数据相关联以获得污染物浓度读数；控制用户界面40；与通信接头54和辅助输出58连接；通过用户界面40与用户连接以设置选项并进行维护；管理功率输入至系统10；检测系统故障并对其进行响应；将污染物浓度数据保存在带时间戳的数据文件中；将有意义的事件保存在系统日志中；并检测例外情况和错误并对其作出反应。可使用各种编码语言(如C语言)和变体或通过各种应用层软件来实施和执行这些功能，包括但不限于美国国家仪器公司的软件。

一方面，ECS 300可以被配置为确定是否存在污染物，并且如果存在，根据CSM 200提供和捕获的信息确定污染物浓度。一方面，ECS 300可以确定是否存在污染物，并且如果存在，通过如图7所示的方法600确定污染物浓度。如图7所示，ECS 300将首先确定是否存在污染物(步骤610)，随着污染物传感器20接触二氧化碳确定污染物存在度的变化率(步骤620)，将时间段内的变化与校准数据相关联以获得二氧化碳浓度读数(步骤630)，并且处理污染物浓度读数以消除噪声和其他潜在故障数据(步骤640)。在示例性方面，ECS 300可以利用检测应用程序406来执行方法600。

ECS 300可以通过检查CSM 200产生的信号来确定是否存在污染物(步骤610)。例如，如果CSM 200传递表示变化的信号，ECS 300将确定存在污染物。在其他方面，CSM 200可以被配置为在检测到目标污染物时提供独立的信号。

一旦下面详细论述的ECS 300通过检测应用程序506确定存在污染物，ECS 300可以在给定时间段内确定接触CSM 200的污染物数量的变化(步骤620)。一方面，ECS 300可以根据CSM 200产生的信号确定这个信息。一方面，ECS 300可以利用处理算法确定信号的变化。

一旦确定污染物数量的变化(步骤620)，则ECS 300可以将变化数据和校准数据相关联以获得污染物浓度读数(步骤630)。在示例性方面，变化数据可以乘以一个校准系数来确定污染物浓度读数。

一旦确定了污染物浓度读数，ECS 300可以处理浓度读数以消除噪声和其他潜在故障数据(步骤640)。这可以利用加权平均算法或其他信号处理技术做到。此外，还可以考虑其他环境条件来消除故障数据。例如，污染物浓度读数可以根据当前的湿度水平来调整。这样的信息可以通过湿度传感器来获得。

ECS 300控制二氧化碳监控系统10的运行。ECS 300被配置为向用户提供简单操作。正因为如此，在系统的优选实施例中，污染物传感器20具有有限数量的模式：测量模式、待机模式、系统错误模式、维护模式以及校准和诊断模式。虽然优选的是污染物传感器20被限于这五个模式，但是其他实施例可能包括更多的可选模式、不同模式或更少的模式。

提供本节中屏幕上的说明是为了给出每个屏幕的内容的概述，并不意味着提出屏幕的具体布局或插图。所示的这些屏幕意味着对应图2中所示的LCD触摸屏区域。如图8和图9所示，显示屏包括提供给用户的某些信息，包括污染物传感器20当前运行模式的状态以及任何相应的读数。例如，显示屏可以包括测量状态指示符。如图8所示，测量状态指示符表明系统处于待机模式。在待机模式下，污染物传感器20不可操作，并且在其屏幕上显示“待机”。

当处于测量模式时，污染物传感器20根据系统预先设置测量(在近连续的基础上)、显示和记录污染物水平、存在度和组成。如图9所示，测量状态指示符表明二氧化碳监控系统10处于测量模式，以绿色背景显示“正常”，表示系统10目前正在进行测量，并且上一次测量结果处于用户设定的正常阈值内。当污染物传感器20发现污染物上一次测量结果高于用户设定的警戒阈值，以黄色背景测量状态指示符显示“警戒”。同样，当污染物传感器20发现污染物上一次测量结果高于用户设定的警告阈值，以红色背景测量状态指示符显示“警告”。除了“正常”、“警戒”或“警告”，其他实施例可以使用描述性语言。显示多种污染物结果的图表可以同时显示在屏幕上，或者显示屏可以包括单独的设备循环显示传感器正在监测的每种单独的污染物。

除了测量状态指示符，显示屏40包括上一次测量结果数字指示符、数据/时间显示符和过滤能力显示符。数字指示符表示所读取的上一次污染物读数或读数集。在待机模式下，该指示符显示为“--.-”。此外，优选的是，数字指示符显示精度变化的数量，精度取决于正在显示哪种污染物的数据。例如，乙醛浓度的显示精度可以为50ppb，而苯的精度可以为5ppb。日期/时间显示符表明当前的日期和时间，精度极小，在优选实施例中可以由用户调整。同时，在优选实施例中，日期/时间显示符根据夏令时(美国和欧洲)和闰年进行调整。最后，过滤能力显示符表示污染物过滤器116的状态、当前能力或剩余寿命。在优选实施例中，处理器跟踪过滤器116已经接触的污染物的总数量以及接触时间，并计算剩余的过滤寿命。一种表现形式中，能力较高时数字显示符为绿色，数值较低时转变为黄色，然后数值仍然较低时转变为红色。在另一种表现形式中，其读起来像汽车的燃油表，从满至空。当过滤能力为零时，污染物传感器将不再读取读数，并显示“更换过滤器”信息。指示符颜色变化的缺省阈值可以根据用户的喜好来更改。在优选实施例中，每次用户完成维护模式时，数字自动复位到最大值。在本发明的一些实施例中，过滤能力显示符将通知用户什么时候错误安装了一个新的过滤器116。

参照图8和图9，显示屏包括主菜单控件。优选实施例显示的主菜单控件包括开始/暂停测量按钮、执行维护按钮、设置选项按钮和返回显示按钮。

开始/暂停测量按钮在“开始”和“暂停”测量之间切换。从待机模式按下时，二氧化碳监控系统10置于测量模式。从测量模式按下时，二氧化碳监控系统10置于待机模式。如下面的详细描述，执行维护按钮启动的是维护模式。设置选项按钮打开的是下一级菜单和键盘显示符，可以让用户改变系统选项。返回显示按钮返回的是历史测量污染物水平的图形显示屏，如图10所示。在待机模式下，显示符是静态的且显示最近的读数。在测量模式下，显示符是动态的，并且持续更新。测量状态指示符、上一次测量结果数字指示符、过滤能力指示符和日期/时间指示符持续显示，与实施例中是否包括图形显示屏或菜单无关。

如上所述，从主菜单上的“返回显示”按钮启动图形显示屏。图10示出了测量模式下的图形显示屏。如图所示，图形显示屏幕上的唯一控件是“菜单”按钮，可以返回主菜单(虽然仍然处于待机模式或测量模式)。在本发明的其他实施例中，图形显示屏上可以包括其他按钮。

图形显示屏显示历史的污染物读数。在测量模式下，实时更新。在待机模式下，显示最近的读数。“x”轴为时间；“y”轴为污染物水平，单位为ppm(百万分率)或ppb(十亿分率)。这两条轴线都是用户可以调整的，并且可以按需自动伸缩来调整数据。黄线和红线分别表示用户调整的“警戒”和“警告”阈值。显示屏上的日期范围限制可以由用户设置。多种污染物的读数可以同时显示，或者在单独的图表上，或者结合在单独的同一个图表上。

参数显示为一系列由直线连接的点，在这期间污染物传感器处于测量模式。在显示的时间间隔内，如果单元在任何一点处于待机模式，那些时间段的值没有显示在显示屏上，表现为空白行。虽然图10显示的显示符利用对应于时间和污染物水平的传统的x轴和y轴说明了数字，但是在其他实施例中，可以使用其他类型的图形表示，包括但不限于，具有最低、最高和当前水平的条形图或饼形图。

系统在如下情况下进入测量模式：(a)当从主菜单中选择“开始测量”时，或者(b)如果测量模式为最后已知的模式，则当系统从系统错误模式返回时。

在测量模式下，触摸屏40显示图形显示屏，如图10所示。一如既往地，用户可以在不退出测量模式的情况下在图形显示屏和主菜单之间切换。根据图1.1所示的行为流，污染物传感器20在测量间隔参数规定的时间间隔内读取污染物水平读数。

当启动测量模式(1000)时，改变图形显示屏(1001)来显示与图10中提供的相类似的内容。如果合适，打开泵100、激光器240和摄像机250并初始化(1002)。利用图像处理算法，在一个实施例中这些算法包括傅里叶变换的使用，对于传感器20中的一个波导230或一套波导230上的每个干涉仪(即输入格栅232、传感通道234、参考通道236和输出格栅238)，二氧化碳监控系统10开始跟踪摄像机250检测到的干涉图中出现的相移(1003)。利用实时时钟，为计数器设置(1005)一个时间段(优选实施例中为20秒，但是这个时间段可以根据利用二氧化碳监控系统的应用程序变化)，切换选择阀120(1006)，这样已经被污染物过滤器116过滤的二氧化碳经过流通池220和波导230。进一步处理图像处理算法获得的每个干涉仪的相移数据。根据一个实施例，二氧化碳监控系统10首先获取数据的导数(或斜率)，然后“低通”过滤推算数据(1007)。于是，找到了该处理数据的最大负值(1008)。由于对污染物敏感的聚合物涂层的化学吸附和解吸速度与实例中特定污染物的存在度和浓度成正比，所以可以使用导数方法。在一些实施例中，该方法可以提高传感速度和保持过滤能力。然后，用(1008)中找到的数值乘以校准系数(1009)。该校准系数可以在将波导230安装在污染物传感器20中时提供，并且可以在现场校准事件需要时更新。如果获得的数值在合理范围(可以取决于应用程序并且在安装时确定或者由确定界外读数水平的客户确定)内并且与上一次测量值(通过ECS 300本地存储在污染物传感器20中)没有显著差别(1010)，并且如果在污染物传感器20中未检测到其他错误或故障，那么记录、传递或存储该数值(1012)。如果发现该数值没有处于适当的范围，或者报告了错误，则污染物传感器20进入系统错误模式(1011)。然后，二氧化碳监控系统10等到倒计时达到零(1013)，并且如果发生，切换GCS 100的选择阀120，以便二氧化碳在未过滤的情况下(通过未过滤路径114)经过流通池220到达波导230(1014)。然后，重置倒计时时钟(在优选实施例中，时钟被重置到100秒)(1015)，允许波导230和传感通道234及参考通道236上的涂层吸附和/或与来自二氧化碳源的污染物发生反应。当倒计时再一次达到零(1016)并且假设污染物传感器20未得到暂停或待机的答复(1017)，那么污染物传感器20重新设计倒计时并且切换回过滤状态(1005和1006)。当在如下情况下时，二氧化碳监控系统10退出测量模式：(a)用户从主菜单选择“暂停测量模式”；(b)出现系统错误，或(c)系统断电。

当在以下情况时，污染物传感器20进入待机模式：(a)系统上电；(b)用户从主菜单选择“暂停测量模式”，或；(c)在错误处于待机模式之前系统从系统错误和上次的状态恢复。图8示出了显示主菜单时待机模式下的触摸屏。状态指示符为黄色，显示为“待机”。数值指示符为ppm"。用户可以通过单击“返回显示”或“菜单”按钮在主菜单和图形显示屏之间切换。在待机模式下显示图形显示屏时，只提供历史数据，系统待机的时间间隔不具有显示为空白行的数据。在本发明的一个实施例中，如果用户在污染物传感器进行测量时调用待机模式，污染物传感器中断测量，然后进入待机模式。

在待机模式下，二氧化碳监控系统10被配置如下：选择阀120设置为“传感”(未过滤)输入(即从未过滤路径114)，以潜在减少通过污染物过滤器116的流量；CSM激光器240和摄像机250被设置为关闭；并且通信输出54保持“无数据”读数。

污染物传感器20在遇到某些错误条件时进入系统错误模式。在本发明的一些实施例中，系统错误模式等同于待机模式，除了由要求测量来停止的某些系统错误启动，以防止可能对污染物传感器20或“垃圾”数据报告的损坏。在系统错误模式下，状态指示符闪着红光，显示为“系统错误”。

当自动或通过用户操作校正错误条件时，污染物传感器20通常退出系统错误模式，并返回到上一次保存的模式。系统日志记录进入和退出系统错误模式的时间和日期。

维护模式使系统处于安全状态，并指导用户完成维护工作。二氧化碳监控系统10的维护将按照规定的时间进行，但是可以在用户要求的任何时间执行。图12示出了维护模式下的系统行为。用户通过从主菜单选择“执行维护”进入维护模式。污染物传感器将系统配置成犹如在待机状态。触摸屏40上的一系列指令指导用户完成维护步骤，并且污染物传感器20执行若干次自检来确保维护正确实施。屏幕信息可能包括示出了待执行任务的图解。污染物系统日志记录了每次维护的开始和结束时间/日期。

二氧化碳监控系统10可以包含维护倒计时，警告用户系统10什么时候需要定期维护。除了保持“维护倒计时”，二氧化碳监控系统10可以保持单独的“更换倒计时”，并且当到期更换波导230或过滤器116时通过用户界面40上所显示的触摸屏文本信息警告用户。

校准和诊断模式便于校准单元并实施某些诊断。用户可以通过将计算机连接到辅助端口58并运行计算机的校准和诊断应用程序来启动校准和诊断模式。应用程序通过用污染物传感器20，特别是过滤器116和CSM 200，接触盛装混合了二氧化碳或另一种载气的已知水平的污染物的测试装备，校准污染物传感器20，由可靠的高精度参考传感器验证。ECS 300可以被配置为指导操作员完成校准步骤，并根据产品研发期间创建的公式和/或查阅标生成相应的校准系数。校准系数通过ECS 300本地存储在污染物传感器20上，以及将校准系数引用到装置序号和日期的全局数据库中。校准系数被优选保持至少三年有效，无需更新。

校准应用程序还会将识别数据加载到在传感器20的ECS 300中查到的本地存储器中以及全局数据库中。识别数据包括装置硬件版本、固件版本、序号、生产日期、CM序号和波导序号，同时为用户定义的数据保留空间。也可以包括其他识别数据。

“校准和诊断”应用程序还具有检索、存储和显示污染物传感器的实时诊断数据的能力，以协助故障排除和了解系统行为。参数可以包括但不限于各种子系统的总电流消耗、CSM电流消耗、CRC扫描结果、测量历史、系统日志、原始图像数据和人工控制。

从主菜单中选择“设置选项”可以打开新的菜单，包含用户可以使用的多种选项。这些包括“警戒”和/或“警告”阈值，其在某些应用程序的特定范围内可以由用户调整。

如上所述，二氧化碳监控系统10可以包括USB记忆棒，该记忆棒中包含将安装在计算机中用于下载和显示污染物传感器20的数据的简单应用程序。安装程序可以指导用户完成流程。为了从污染物传感器20中下载数据，用户将记忆棒连接到传感器20的辅助端口58，等待触摸屏上出现“数据下载完成”信息，然后移除记忆棒，并且将记忆棒连接到计算机上。可以在任何污染物传感器模式下进行连接和数据下载，而不中断污染物传感器20的测量和其他功能。简单接口将允许用户：查看可供下载的日期范围；选择日期范围并下载数据，输入到程序中，例如Microsoft Excel或其他电子表格应用程序；用图表形式显示所选日期范围内的数据；并且/或者下载一份系统日志。

如果将数据和USB记忆棒当前所属的计算机连接到互联网，在用户允许的情况下，应用程序将连接到指定网站，并检查可用的软件升级。如果有的话，应用程序将下载并将其安装在记忆棒中。当再次将记忆棒插入污染物传感器中时，其将升级系统软件。如果污染物传感器20处于测量模式，应用程序将完成目前的测量并使系统在升级时处于待机模式，然后自动将系统恢复到测量模式。如果将传感器20连接到互联网，则ECS 300也可能直接升级。

根据本发明的一个实施例，传感器20的ECS 300可以保存系统日志，用于历史和诊断目的。系统日志应可供下载，并且可以从选项屏幕上查看。可能包含所有重大系统时间的时间戳记录。时间戳应与用户的时钟设置无关。重大系统事件的实例为：维护开始/停止时间；系统错误；开始/停止测量模式；用户数据下载；用户的选项变化；以及上电。

污染物传感器20的ECS 300的控制固件被配置为在其运行期间处理例外情况和不正常事件。这些时间将不会导致系统不稳定、硬件损坏或不安全情况。例外情况通常通过错误消息传递处理，提示用户采取行动。

在本发明的其他实施例中，二氧化碳监控系统10的组件的位置和关联可能与上述不同。例如，在本发明的一个实施例中，多个阀120和软管18可以暴露出来，或者包含在污染物传感器20的壳体30中。

图13是示出了执行所公开方法的示例性操作环境的一个框图。该示例性操作环境仅仅是操作环境的一个实例，并不意味着针对使用范围或操作环境体系结构功能性提出限制。操作环境不应解释为具有相关性或与示例性操作环境中示出的任何一个组件或其组合相关的要求。

现有方法和系统可以和许多其他通用或专用计算系统环境或配置一起使用。众所周知的计算系统、环境和/或可以适用于与系统和方法一起使用的配置包括但不限于个人计算机、服务器计算机、笔记本装置和多处理器系统。其他实例包括机顶盒、可编程序消费电子产品、网络PC、微型计算机、大型计算机、包含以上任何一个系统或装置的分步式计算环境等。

所公开方法和系统的处理可以通过软件组件执行。所公开的系统和方法可以在由一个或多个计算机或其他装置执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的计算机代码、例行程序、程序、对象、组件、数据结构等。所公开的方法还可以在基于网格的计算环境和分散式计算环境中实施，在这些环境中，任务由通过通信网络连接的远程处理装置执行。在分散式计算环境中，程序模块可以处于本地和远程计算机存储媒体中，包括存储器装置。

此外，本领域的技术人员将理解，本文公开的系统和方法可以通过图13中所示的电子控制子系统(ECS)300实现(ECS 300可以被看作是电脑板300，但包含在污染物传感器20中)。ECS 300组件可以包括但不限于一个或多个处理器或处理单元303、系统存储器312以及系统总线313，其中系统总线313将包括处理器303的各种系统组件耦合到系统存储器312。在多个处理单元303的情况下，系统可以利用并行计算。

系统总线313代表一个或多个若干可能类型的总线结构，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、图形加速端口以及采用多种总线架构中的任何一种的处理器或局部总线。举例来说，这种体系结构可以包括工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、增强型ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)局部总线、图形加速端口(AGP)总线以及外部设备互连(PCI)、PCI-Express总线、个人计算机存储卡行业协会(PCMCIA)、通用串行总线(USB)等。总线313以及本说明中规定的所有总线也可以通过有线或无线网络连接实现，并且每个子系统，包括处理器303、大容量存储器304、操作系统305、检测应用程序306、检测数据307、网络适配器308、系统存储器312、输入/输出接口310、显示适配器309、显示装置311以及人机接口302，可以在物理分离的位置包含在一个或多个远程计算装置350中，通过这种形式的总线连接，实际上实现了完全分散式系统。

ECS 300通常包括多种计算机可读介质。示例性可读介质可以为任何ECS 300可以访问的可用介质，并且包括，例如并不意味着限制，易失性和非易失性介质、可移动和不可移动介质。系统存储器312包括易失性存储器形式的计算机可读取介质，例如随机存取存储器(RAM)，以及/或者非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)。系统存储器312通常包含数据，例如检测数据307，和/或程序模块，例如处理单元303可以立即访问和/或目前操作的操作系统305以及检测应用程序306。

另一方面，ECS 300还可以包括其他可移动/不可以移动、易失性/非易失性计算机存储介质。举例来说，图13示出了大容量存储器304，可以提供ECS 300的计算机代码、计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的非易失性存储，例如并不意味着限制，大容量存储器304可以是硬盘、可移动磁盘、可移动光盘、磁带盒或其他磁存储器、闪存卡、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)等。

可选地，很多程序模块可以被存储在大容量存储器304上，包括，举例来说，操作系统305和检测应用程序306。操作系统305和检测应用程序306(或其某个组合)的每个可以包括编程和检测应用程序306的元件。检测数据307还可以被存储在大容量存储器304上。检测数据307可以被存储在本领域中已知的一个或多个数据库的任何一个中。这种数据库的实例包括Access、SQL Server、mySQL、PostgreSQL等。在多个系统中，数据库可以是集中的或者分散的。

另一方面，用户可以通过输入装置(未示出)将命令和信息输入到ECS 300中。这种输入装置的实例包括但不限于键盘、触摸显示屏40(如上所述)、定位装置(即“鼠标”)、话筒、控制杆、扫描仪、触觉输入装置，例如手套以及其他身体覆盖物，等等。这些和其他输入装置可以通过耦合到系统总线313的人机接口302连接到处理单元303，但是可以通过其他接口和总线结构连接，例如并行端口、游戏端口、IEEE 1394端口(也称为火线端口)、串行端口或通用串行总线(USB)。

另一方面，显示装置311还可以通过接口，例如显示适配器309，连接到系统总线313。一方面，显示装置311可以与输入装置(例如触摸显示屏)组合。考虑ECS 300可以具有多个显示适配器309，并且ECS 300可以具有多个显示装置311。例如，显示装备可以是监视器、LCD(液晶显示器)或投影仪。除了显示装置311，其他输出外围设备可以包括组件，例如可以通过输入/输出接口310连接到EECS 300的扬声器(未示出)以及打印机(未示出)。方法的任何步骤和/或结果可以以任何形式输出到输出装置。这种输出可以是任何形式的可视化表示，包括但不限于文本、图形、动画、音频、触觉等。

ECS 300可以利用逻辑连接至一个或多个远程计算装置350在网络环境中运行。举例来说，远程计算装置350可以是个人计算机、便携式计算机、服务器、路由器、网络计算机、对等设备或其他公用网络节点等。ECS 300和远程计算装置350之间的逻辑连接可以通过315进行。网络315可能包括但不限于局域网(LAN)以及通用广域网(WAN)。这种网络连接可以利用网络适配器308。网络适配器308可以在有线和无限环境中实现。这种网络环境在办公室、企业范围计算机网络、内部网和互联网315是常见的和普通的。

为了说明，应用程序和其他可执行程序组件，例如操作系统305，在本文中按照独立框图说明，尽管人们都认识到这种程序和组件在不同的时间存在于ECS 300的不同存储组件中，并且由ECS 300的数据处理器执行。检测应用程序306的实现过程可以被存储在某种形式的计算机可读介质上或通过某种形式的计算机可读介质被传递。所公开方法中的任何一种可以通过计算机可读介质中嵌入的计算机可读指令执行。计算机可读介质可以是计算机可以访问的任何可用介质。举例来说并不意味着限制，计算机可读介质可以包括“计算机存储介质”和“通信介质”。“计算机存储介质”包括以任何方法或技术实现以便存储信息的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。示例性计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储器，或可以用于存储所需信息并且可以由计算机访问的任何其他介质。

所述方法和系统可以使用人工智能技术，例如机器学习和迭代学习。这种技术的实例包括但不限于专家系统、基于案例推理、贝氏网路、基于行为的AI、神经网络、模糊系统、进化计算(例如遗传算法)、群体智能(例如蚂蚁算法)和混合智能系统(例如通过神经网络生成的专家推理规则或者统计学习的产生式规则)。

除非另外明确规定，这并不意味着本文中规定的任何方法可以解释为要求以特定顺序执行该方法的步骤。相应地，如果方法的权利要求实际上没有详述其步骤将遵循的顺序，或者权利要求或说明中没有具体规定这些步骤将受特定顺序的限制，这在任何方面都不意味着顺序是推断出来的。这适用于任何可能的非明确解释依据，包括：与步骤或操作流程安排相关的逻辑事件；从语法结构或标点符号得出的明显意义；以及说明书中描述的实施例的数量和类型。

二氧化碳监控系统10的最大好处是大幅度减少监控二氧化碳污染物的费用。二氧化碳监控系统10的安装将消除对使用气相色谱技术和/或质谱分析法、以通用实验室设备为基础的极其昂贵的分析仪的需求。目前设备采购成本估计在120,000美元和300,000美元之间。

第二个好处是消除与运载气体(如极易爆炸的氢气)相关联的成本和危险，这种气体是操作基于气相色谱法的分析仪所需的。

尽管本发明的上述书面说明使普通技术人员能够使目前所考虑成为并作为其最佳方式，但普通技术人员将理解且明白本文的具体实施例、方法和示例存在变化、组合和等效形式。因此本发明不受上述实施例、方法和示例的限制，而是受本发明的范围和精神内的所有实施例和方法的限制。在理解或完成本发明公开内容的程度上，本文所提到的所有公开案、专利和专利申请将通过引用的方式明确地纳入到本文中，该引用的程度如同单独地纳入一样。

因而由于已经描述了本发明的示例性实施例，本领域的技术人员应明白，本公开内的实施例仅是示例性的，可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和修改。相应地，本发明不限于本文所述的具体实施例，仅受以下权利要求书的限制。