专利名称：网络式空气测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境空气管理和控制系统的领域。本发明尤其涉及将室内环境空气取样来做定期或连续品质测量(包括例如是化学成份、温度和压力)的系统。
背景技术：
70年代、80年代和90年代的近数十年来，人类已较以往更加关切能源的使用状况。在其他事件中，此项结果造成建筑工业在空气泄漏方面，将建筑物结构制作成比先前业者所完成的产品更加“密封”。建筑物的设计被详细地制作，用以将介于室内空气与室外空气之间精确计算所得的气体交换作用提供给使用者。介于室内空气与室外空气之间的气体交换作用是被选择用来提供良好品质的室内空气，同时用于将被导入的室外空气加热或冷却所需的能源消耗量亦最小。然而，不可避免的交换无法平衡状况有时候会造成令人无法接受的室内空气品质。此外，在陈旧建筑物更新和新建筑工程中使用具有许多优越与所需性质的新建筑物材料有时候是会造成空气品质问题的恶化，这是因为新建筑物材料会除去所不希望的物质的缘故。由于室内的空气品质问题会直接影响到建筑物使用者的健康，因此使用者对于在不同的建筑物结构中决定空气品质是产生了相当大的兴趣。
在包括例如是化学实验室、生物工学实验室和半导体制造实验室等实验室的装置中，若干种有害化学物质将会被使用。排烟罩被用来限制和排除由实验或加工程序所导入室内的任何有害化学物质。排烟罩是为特别设计的限制结构，其中气流被设定成能够从操作人员处将被导入空气中的任何有害物质予以排除。排烟罩的适当操作方式需要将气流设定成适合于不同的参数值，这些参数值包括有操作人员所操纵排烟罩内设备所需经过的开口的尺寸大小、补充空气进入排烟罩所在位置的实验室内的供应量、以及在排烟罩内所进行加工的材料种类和所施行的实验。于是，排烟罩通常包括一个用于对应不同设定值并且决定通过排烟罩的适宜气流的控制器。此控制器随后会设定适宜的阀门位置、风扇设定值等，用以得到所需的气流设定值。然而，倘若操作人员非正常地设定控制器内的参数值，或是倘若控制器或受控制元件的功能失效时，则适宜的气流是可能无法加以设定，而导致某些物质从排烟罩内部“溢流”至操作人员所在的室内空气中。依据被溢流出来的物质的特性和溢流状况的范围大小，上述溢流状况对于室内空气品质会造成轻微的影响或产生严重的伤害。对于需要即时清理工作区域和修正一开始就导致溢流状况产生的问题而言，迅速检测到溢流状况的发生是很重要的。
以上所讨论过的两个所关切的领域导致了相当大量的工作被专注于室内空气品质的测量上。许多不同种类的感测器可以被用来测量温度、湿度、二氧化碳、一氧化碳、挥发性有机混合物(VOCs)、烟雾、其他不同化学污染物、微粒程度、灰尘、例如是通过老鼠尿蛋白质(RUPs)所产生的动物气味等等。
在一种如
图10所示对于测量室内空气品质的问题的传统解决方案中，用于室内空气品质中每一个需要被测量的物质或参数值的远端感测器是被安置在建筑物结构内的每一个待测位置处。在一种变化样式之中，感测器仅做局部的测量记录，随后再加以收集，但是在另一种变化样式中，感测器则是经由电子线路而被连结至一个中央资料收集系统。
采用局部资料收集方式所产生的一项主要问题是为，由于除了资料被收集后才能被应用，因此，该系统无法用于即时控制。而采用一具有中央资料收集设备的远端感测器系统时，资料在中央系统一撷取到每一个特定感测器的记录时就能够被应用。然而，采用远端感测器系统所产生的另外一项主要问题是为，这些系统是需要在欲测量的个别位置处使用许多价格昂贵的感测器。这种系统的购置成本高，且系统在使用上相当不具弹性。倘若在整个结构中需要测量新的参数值，则大量的新感测器必须被安装于所有相关位置处。
另外一种如图11所示对于问题的解决方案是为采用一个多点顺序系统，其中包括一个中央电脑化感测系统，该系统是具有若干经由空心管而被连结至每一个待测量空间的输入口。一个真空系统被用来从每一个空间抽取空气样本，而该空气样本是经过空心管而往下到达中央感测系统，其中单一感测器组是于此中央感测系统处依顺序对于每一个所得到的空气样本施行测量动作。由于仅使用一组感测器，这种系统的购置成本相较于以上所描述的其他系统要低很多。倘若测量的需要必须改变时，由于仅有一感测器组需加以更换，因此，本项系统在使用上亦更具有弹性。
然而，由于大量的个别感测用管线必须从中央感测系统所在位置连结至每一个欲取样的位置处，因此，本项解决方案仍然相当不具有弹性并且需要较高的安装费用。一项关于中央电脑化感测系统内接收额外感测用管线所保留的未使用测量容量的成本，将可能会改变建筑物结构对于安装额外取样位置的需求。此项改变通常出现于办公室和实验室的设置中，在这些场所之中，空间的分割与合并通常被用来做为结构改变的目标和任务。
另外一种对于此一问题的传统解决方案是为一个具有单一取样管的中央感测系统。此取样管是被曲折穿过建筑物，而到达每一个欲对空气进行取样的空间之中。取样管在每一个意欲抽取空气加以取样的位置处是制作有一孔洞。然而，由于这种系统将经由位于取样管的孔洞中所抽取的空气加以施行取样空气的单一“混合”测量，使得这种系统的使用受到极大的限制。换句话说，这种系统是使用取样管做为混合室，其中经由孔洞而被抽取进入混合室内的空气是被混合或均化成为单一样本。这种系统本身则欠缺对于经由每一个别孔洞而被抽取进入的空气加以个别测量的能力。然而，所需参数值的平均测量是能够于此一系统中完成。
发明内容
本发明即意欲提供一种能够解决上述的问题的空气取样系统。
本发明的主要目的在于提供一种能够传送资料至一中央系统的空气取样系统，对于影响取样所在位置附近气流的建筑物元件是能够对应局部空气的变化而被加以控制。
本发明的次一目的在于提供一种安装成本相当低以及使用弹性相当高的空气取样系统。
本发明采用与一般使用于现代化建筑物结构之电气与气压网络并行的方式安装。藉此，安装成本能够被保持得很低。在若干种安装方式中，凤凰控制公司的电子控制阀或其他用于气流控制之电子控制阀均可以被采用。在这样的情况下，在本发明之一项实施例中，可以使用阀门位置来做为接点位置。考虑到未来的扩充性，若干种便宜的系统元件甚至可以预先被安装于其他接点位置处。藉此而能够以最小的成本得到最大的使用弹性。
按照本发明，其中提供了一个包括一能够测量空气样本特性之感测器的网络式空气测量系统。适宜的感测器一般具有一个空气输入口，包含少量即将被测量空气的空气样本是可以经由此输入口而进入至感测器，且空气样本可以经由一排气口而离开感测器。上述感测器所测量的特性(但不限于是这些特性)可以包括有温度、湿度、压力、微粒程度和污染物程度(例如是一氧化碳、二氧化碳、挥发性有机混合物、老鼠尿蛋白质等)。一个背板管是与感测器的空气输入口相连通。此背板管可以是塑胶或金属材料的气压管线。若干与背板管相连通的进氧阀是容许空气进入至背板管内。此进氧阀是可以为任何适宜的远端控制进气阀。举例而言，此进气阀可以是电磁阀或提动阀、气压阀、闸阀、蝴蝶阀或其他二段位置阀门。一个与系统中空气相连通的吸气装置是将空气从若干进气阀处，经由背板管而移入至感测器内。举例而言，此吸气装置可以是一个被连结用来于感测器之排气口处产生低压状态的排气鼓风机、空气压缩机或真空泵。例如是一个被连结于背板管与感测器输入口间之导引鼓风机等其他种类的吸气装置亦可以被使用。一个被连结至感测器和每一个进气阀的控制器会执行一控制顺序，用以开启和关闭进气阀，而容许空气进入并且形成与感测器相连通的空气样本。适当的控制器例如可以是能够执行特定目的之软件的个人电脑或微电脑处理器。这种基本系统可以接受许多种有用的不同变异。
针对此系统的管线部位可以再加强。举例而言，此系统可以更进一步包括若干个被连结于背板管与每一个进气阀之间的支管，使得每一个进气阀能够与背板管相连通。此外，还可以针对控制器做更进一步的加强。举例而言，此控制器可以执行一控制顺序，其中每一个进气阀会依照个别界定的时序被开启和关闭，而此是导致个别独立的空气样本从每一个与背板管相连通之进气阀而进入至感测器内。此外，此控制器亦可以执行另一控制顺序，其中一组已预先设定的进气阀会一起同时被开启和关闭，由感测器完成测量的动作，而且仅在测量符合预先界定的先决条件时，每一个进气阀才会依照个别界定的时序被开启和关闭。在另外一种不同的控制器中，测量是通过感测器所完成，而控制器是监视测量动作，以决定何时能够得到稳定的空气样本。其次，在另外一种不同的控制器中，此控制器是可以包括一个被控制器所监视的计时器，用以决定在一已预先设定的时间间隔之后，稳定的空气样本是能够被得到，此已预先设定的时间间隔则针对每一个进气阀而予以个别界定。最后，控制器可以监视感测器在已预先设定时间间隔之后所完成的测量动作，并由控制器从测量结果中决定是否得到稳定的空气样本。
在其他不同的实施例中，空气样本亦可以被导引经由此系统来取样。举例而言，一个空气样本路由器可以被连结于背板管与一组若干个支管之间。此空气样本路由器和吸气装置会被控制器加以控制，用以容许空气经由一进气阀而进入至目的地。在一项更进一步的不同实施例中，第二感测器是经由一支管和空气样本路由器而与背板管相连通，其中空气被容许经由一进气阀而进入之目的地是为第二感测器。
在此亦可考虑若干不同种类的进气阀。一个进气阀可以提供从气流中得到的平均空气样本。上述阀门可以包括一个高压输入口；一个与高压输入口相连通的均化室，被容许经过输入口的空气在超过一时间间隔之后会于此均化室内被加以混合；一个与均化室相连通的低压输出口，空气可以从均化室经由此低压输出口而被排出；以及一个与均化室和背板管相连通的电磁阀，空气从均化室经由此电磁阀而被容许进入至背板管。在这种类型的阀门中，输入口和输出口可以分别被安置于一个气流控制阀(例如是一室内排气阀或一室内补充空气供应阀)的高压侧与低压侧。另外一方面，当一室内排气阀被使用时，输入口可以被安置于一室内空间中。
根据本发明的另一个观点，一个用于测量若干位置之空气品质的方法包括下列步骤从若干位置处抽取若干空气样本至一共用输入管内从若干位置处移动若干空气样本经由此共同输入管而进入一位于固定位置处的共用感测器，由于样本的取样时序不同，空气样本实际上彼此不会混合在一起；以及测量每一个独立空气样本的参数值。抽取空气样本的步骤更还包括抽取一空气样本超过一段时间，于是，此一空气样本可以将该空气样本被抽取超过一段时间的参数值予以平均。
附图简要描述以下结合附图进一步说明本发明的具体结构特征及目的。
附图简要说明图1是为一个说明本发明的空气取样系统实施例的示意图；图2是为一个说明本发明其他观点的另一空气取样系统实施例的示意图；图3A至3C是为在本发明某些实施例中的平均化进气阀的示意图；图4A至4C是为在本发明某些实施例中的空气包件路由器的示意图；图5是为一个说明有用的交错式网络架构的空气取样系统部份实施例的示意图；
图6是为一个说明另一有用的交错式网络架构的空气取样系统部份实施例的示意图；图7是为一个在本发明某些实施例中的双向压力或流动速率增压器的示意图；图8是为一个说明串联网络架构的空气取样系统部份实施例的示意图；图9是为一个说明分接线网络架构的空气取样系统部份实施例的示意图；图10是为一个传统式远端感测系统；以及图11是为一个使用多重进气管的传统式中央感测系统。
发明的详细描述如图1所示，本发明的简化系统包括一个中央感测与控制系统101，其是经由管线网络105而被连结至若干进气阀103a-103d。此管线网络105是具有对应至并且被连结至个别不同进气阀103a-103d的一个背板部位105e和支管105a-105D。此中央感测与控制系统101是包括一个被连结至管线背板部位105e之末端处的感测器组107；一个被连结至感测器组107而用于经由系统抽取空气的空气泵109；以及一个控制与连络单元111，其是用于控制感测器组107、进气阀103a-103d、以及空气泵109之操作状况，以及感测器组107和外界设施的连络状况。此控制与连络单元111是通过一光纤、电子或气压控制网络113来控制不同的元件，其中包括具有输入/输出功能的网络装置转换器115和用于控制在控制网络内的连络状况的控制网络路由器117。另外一方面，由于控制与连络单元111可以直接与受控元件(例如阀门103)相连，上述网络装置转换器115和控制网络路由器117则可以被删除。本发明之实施例大体上是采用一种数字式通讯网络做为控制网络113。举例而言，此网络系统是可以为被描述本发明人于1995年11月17日提出申请而目前尚在审查中之美国专利申请案第08/559,822号“分散式环境程序控制系统”。其他已知种类的网络系统(例如是以太网、Arcnet或使用Echelon Lonworks之解决方案)亦可以被采用。
在空气泵109抽取空气经过系统的同时，控制与连络单元111会依序作动进气阀103a-103d，使得每一个进气阀(例如是进气阀103a)在其他进气阀(例如是进气阀103b-103d)被关闭的同时能够被开启一段时间，于是在开启进气阀(例如是进气阀103a)所在取样位置处的空气能够被取样进入至系统中。在图1所示之结构中，空气样本从若干进气阀(例如是103a-103d)被抽取经由单一背板部位105e而进入控制感测与控制系统101中。感测器组107仅具有一个被管线的背板部位105e所连结的输入口。
感测器组107被用来测量从其中通过的空气样本的不同参数值。依据流动速率的需求、压力需求、以及感测器对于空气样本化学性质或其他特性的影响，位于感测器组107内的个别不同感测器是能够以串行或并行的方式被配置用来接收从输入口所流入的空气。在一串行连结方式中，空气样本依序流经每一个串行连结的感测器，而在一并行连结方式中，空气样本则在同一时间流经每一个并行连结的感测器。控制与连络单元111是读取通过感测器组107所完成的测量，然后将读数传送至例如是建筑物气流控制器、排烟罩控制器等的外界设施(图形中未表示出来)。控制与连络单元111或是外界设施是可以使用以不同方式所收集的资料，这些方式是包括(但不限于是)被动式资料收集、在特定状况下启动警报机构、在特定状况下启动安全机构，以及通过发出指令给气流控制装置来改变局部或整体的气流参数值。本发明之此项实施例因而可以形成对于空气品质测量、控制和管理的整合式整体解决方案的一部份。
在本发明的其他实施例中，控制与连络单元111包括执行软件或韧体程序或特定硬件的电脑或是微电脑处理器，用以确认通过感测器组107所测量的空气样本，其实际上是由一开启进气阀(例如是103a)所获得的。熟悉此项技术的人士所必须注意的是，气流经过系统的速度是有限的。于是，介于一特定进气阀(例如是103a)被开启时间以及所取得样本到达感测器组107的时间之间是存在有一有限的时间延迟。在样本之间清理系统在传统观念上被认为是不需要的。每一个样本是可以被视为是一个“包件(packet)”，如同资讯网络依照一时间顺序来移动包件。除了少量空气样本在连续取样过程之间的介面会相混合以外，相信此类系统中具有足够尺寸的空气样本彼此之间是不会混合在一起的。于是，样本自身必须将系统清理到能够得到一稳定样本的程度。
若干种技术是能够被用来确认空气样本的测量动作不会发生于连续取样过程之间的介面。在一种技术中，可以依据空气样本通过系统不同部件之间的已知时间延迟。在另外一种技术中，空气样本的气流是可以为了指示出测量动作已于中间样本处施行的特性而被连续地监视。最后，以上这些技术可以组合在一起来利用每一种技术的优点。
依照第一种技术，每一个进气阀103a-103d是经由103d→103c→103b→103a的顺序被开启，并将四个相对应的样本D、C、B和A抽入至感测器单元107之中。每一个进气阀的开启时间和持续时间是被选择以具有足够长度，用以得到比经由进气阀103a-103d所得到的样本中间介面容量还要大的稳定样本，于是，不论下一个位于上游的进气阀103a-103d是否依照顺序被开启，而能够保证只有良好的空气样本才会到达感测器单元107。例如通过先前的测量结果，样本A从进气阀103a移动至感测器单元107所需的时间TA被假设是已知值。当时间TA已经从进气阀103a的开口通过时，加上移动在感测器单元107中部份的样本A所需的额外时间会超过介于样本A与一相邻接先前样本之间的任何介面容量，然后感测器单元107会执行被装配有此感测器单元的系统的测量动作。
依照第二种技术，每一个进气阀103a-103d是经由103a→103b→103c→103d的顺序被开启，并将四个相对应的样本A、B、C和D抽入至感测器单元107。如同以上的描述内容，每一个进气阀是被维持开启一段足以得到稳定样本的持续时间，而此稳定样本能够被抽取通过依照顺序而即将被开启的下一个位于下游的进气阀。每一个进气阀的开启时间和持续时间亦被选择具有足够长度，用以得到比经由进气阀103a-103d所得到的样本中间介面容量还要大的稳定样本，于是，不论下一个位于下游的进气阀103a-103d是否依照顺序被开启，而能够保证只有良好的空气样本才会到达感测器单元107。如同以上之内容，测量动作可以被设定成发生于通过每一个进气阀103a-103d被开启之后，已知的行进时间TA-TD和经过感测器单元107的介面容量经过时间所共同界定的时间。
除了时序以外，第三种技术是依据测量大到足以在几微秒到几秒时间范围内能够得到稳定测量结果的样本A-D。感测器单元107是被连续操作和监视，用以决定气流通过包含于感测器单元内的感测器的动态特性。当测量结果是被改变期间，样本之间的介面是正通过感测器单元107。而当测量结果是为大致上稳定之时，样本有用的稳定部份则正通过感测器单元107。感测器单元107是可以被连结至一个控制系统111，此控制系统是使用过去的测量资料来估算何时下一个样本才会有效。以上所述的方法是可以被组合成为本发明的一项实施例，其中有一个执行软件程序的电脑资料处理系统是监视由感测器单元107所得到的测量结果，并且决定测量结果何时是为样本稳定部份的有效测量数据，例如是可以采用一种依据由先前样本测量结果所决定的样本经过时间以及依据目前测量结果的稳定性的启发性方法。
仅依据时序的技术提供了有关于那一个样本正通过感测器单元107的初略资讯，而增加了测量结果稳定性以及以往测量结果表现状况的技术则可以将测量结果微调至样本最稳定的部位。通过将样本的适宜部位的初略和详细测量结果加以组合，导致顺序的先后次序因此而改变，而在同时由于系统本身具有那一个样本将于何时通过感测器单元107的已知先前资料，因此每一个样本的正确测量结果将可持续被得到。此外，倘若输送至空气泵109的能量变化或是其他环境变异是导致通过系统的延迟时间产生小量变化，则第二种技术的微调观点是可以被修正确认每一个样本的适宜部位加以测量。另外，亦可以在同一时间开启若干个进气阀，而产生一种混合的样本。倘若感测器在混合样本中检测到一种已预先设定之特性(例如是超过污染物程度)时，如同上述之实施步骤顺序将可以被施行。
在使用任何一项上述之技术中，火灾的发生或化学物质的溢流是可以迅速地被确认、隔离和反应。每一个混合的样本均被若干个感测器所评估，这些感测器是被挑选出来用以检测出在建筑物环境中被储存或被使用的已知燃烧产物或化学污染物。当上述燃烧产物或污染物其中一项是在混合的样本中被检测出来时，第一个警报将会被启动。用于启动第一个警报的感测器接着是被用来测量从每一个进气阀依照顺序所抽入的个别不同样本。随后，系统是会确认那一个建筑物空间是燃烧产物或污染物的来源。第二个警报是可以接着被启动来告知受到影响的空间。第二个警报可以通过控制单元来连络例如是灭火系统、通风/清理系统、撤离警报、以及紧急事件处理人员。
以上所描述的技术对于在采用多重参数值感测器的系统中用于减少循环时间是特别有利的。混合的样本是可以通过若干个依照顺序或同时在同一个空气样本上操作的感测器来进行评估。只有当第一阶段的警报被启动或是发生频率小于已预先设定的时间间隔时，个别不同的样本才会从每一个进气阀处被取样。由于不需要经由每一个感测器来测量从每一个进气阀所取得的样本，因此在没有警报被启动时仅需要相当少量的样本就已足够。甚至当警报产生时，系统是可以专注于测量一个或更多个受到影响的感测器以及一个或更多个受到影响的进气阀。
在以上所描述的系统中，整个系统中所使用的管线必须是一种具有弹性(容易安装)并且能够承受在安装位置所可能出现的不同化学物质的材料所制成。对于某些安装方式而言，适宜的管线为由高密度聚乙烯(HDPE)所组成较佳，这是因为其弹性和耐化学物质的特性佳的缘故。在包括微粒检测的应用范围中，能够被接地的传导性塑胶管或铜管是为较适宜的。当微粒的检测被纳入时，必须避免管线累积容易吸引微粒离开样本的静电荷，以免造成测量结果的误差。依据例如是在建筑物环境中所预期的材料、环境温度和压力、即将被量测的参数值和成本等因素，熟悉本项技术的人士可以挑选出应用于特定安装方式的适宜管线材料。
经过管线105所达成的最大样本速度是依据其相关的行进长度而为系统建立了最小循环时间。举例而言，考虑一个被设计用来在10秒内对空气品质改变而产生反应的系统。每一个样本到达感测器单元107的时间必须要小于10秒，以便能够被测量和做出反应。空气样本气流的最大速度为以下各因素的函数系统的容许压力降、所产生在样本密度上的容许变化量、管线和进气阀的直径与阻抗、以及样本流入进气阀103的流动速率。15psi的大气压力为容许压力降的上限值。然而，在实际的使用上，容许压力降的数值会小于该上限值，这是因为压力降的影响是已作用于样本上的缘故。举例而言，压力降可能会影响到样本的相对湿度或温度，或是导致目标污染物被沉淀离开样本。一些其他的不利影响亦可以被得知。对于许多处理程序而言，本发明的发明人是已发现，10psi的压力降(到达5psi的绝对压力值)是为最大容许压力降。由于在压力降对系统造成负面影响之前能够具有较大的余裕度，压力降较小(例如是在3到5psi的范围内)的系统是能够具有较大的使用弹性。此外，由于样本速度的变化与样本的压力值相反，在上述系统中的经过时间必须能够更轻易地计算出来。在一具有较大压力降的系统中，当样本从一开启进气阀经过一段管线(可能经过一路由器)而行进最后到达感测器组时，样本中的压力是会产生相当的下降。依据样本从何处开始以及样本通过何种系统元件(具有多少压力降)，在样本压力上的变化是会导致样本在速度上产生相对应的变化，而造成经过系统的整体速度亦产生变化。对于一个经由进气阀容积流动速率大约是250 SCIM(每分钟标准立方英寸)、以及管内径是0.17英寸所操作的系统而言，距离对压力降以及经过时间所产生的影响的一个实例是如表一所示。这种系统是具有不超过大约500英尺的有用推荐行进长度。为了做为比较之用，如表二所示，倘若相同的系统在125SCIM环境下被操作时，其最大的行进长度则会超过1000英尺。
表一
表二
对于许多种类的不同测量方式而言，所测量得到样本的流动速率、密度和容积均会影响到测量结果。举例而言，在测量微粒含量的系统中，流动速度必须要超过大约1200FPM，用以防止微粒物质沉积在管壁上。于是，经过系统的流动速率通常必须加以调整。如图1中元件符号119的所示，一个文氏阀、一个调压阀或一个流量控制阀均可以被用来调整流速。一流量控制阀则具有能够协助控制样本的密度大小的额外优点。或者，通过改变泵浦或鼓风机的速度、空气气流的节流位置、风门位置等，在感测器组或泵浦处的真空状态是可以主动地被调整。通过使用一绝对压力感测器或是真空压力感测器(如图1中元件符号121)来测量位于感测器组或是泵浦的入口或出口处、或是系统中某些其他位置处的压力值，可以测量到上述的真空状态，并将系统的控制能力予以最佳化。例如是10到12psi绝对压力的小型真空状态是会将样本密度增加到最大，并且将样本容积减少到最小。例如是大约5psi绝对压力的大型真空状态则会将经过时间减少到最小。选择压力控制或流量控制或是此二种控制方式的组合是一种设计选择问题，此是依据即将被测量的参数值以及即将被执行的功能，因此最好留给系统设计人员来解决。熟知本项技术之人士是可以了解到如何去计算有用的最大速度，或是如何经由模式化技术来决定最大速度。
从表一和表二中可以看出，最大的有用行进长度是依据所需速度大小和最大容许压力降而定。熟练的设计人员将于这些参数值之间做取舍，以使得用于特定目的的设计予以最佳化。上述最大行进长度可能对在图1所示系统的应用性造成限制，但是本发明人已提出一个如图2所示的系统，而能够克服大型系统中的这些问题。如图2所示的实施例亦具有若干项额外优点，而此将在下文中予以讨论。
图2所示更广泛的系统是说明了本发明的额外观点，该系统是包括在以上内容中所描述的中央感测与控制单元101。另外，此中央感测与控制单元101是经由管线网络105而被连结至若干个进气阀103，这将在此予以说明。
在本项实施例中，若干个次网络是通过背板部位105f-105k(每一个均连结至一主要背板)所界定，此一主要背板则包括管线网络105通过路由器201的区段105e-105n。路由器201是为例如是通过中央感测与控制单元101的控制与连络单元111而以电子式或气压式方法来控制的气流开关。在图4A到图4C中被详细表示的路由器201将于下文中被加以描述。或者，一个外界控制系统(图形中未表示出来)亦可以被用来操作本项实施例的路由器201和进气阀103。最后，此系统可包括与至少某些管线105之支管(例如是105a-105c)相连结的分配式搜寻/感测组件203。此分配式搜寻/感测组件203是可以包括一个或更多个感测器，以及由感测器被连结用来从管线105的支管内抽取空气的空气泵。
图2所示的系统是导入了相当程度的弹性和重复性。通过选择性地设定每一个路由器201所完成的连结方式，并且通过选择性地开启一个进气阀103，一个空气样本是可以从任何进气阀103的所在位置处流到任何感测器101或203。此项结构的一种使用方式是将用于临界参数的一个或更多个重复感测器合并至分配式感测器组件203之中。于是，倘若一个用于临界参数的主要感测器(例如是在中央感测与控制单元101中的感测器)失效时，样本亦可以被传送至该重复感测器，用以得到有效的测量结果。同样地，通过在路由器201内完成适宜的连结管线，使用来自不同单元101和203的感测器可得到多重、同时的测量结果。通过将重复感测器使用于一临界参数，由于感测器的使用具有更大弹性，因此对于临界参数的循环时间是能够被缩短。
另外一方面，图2所示系统可以用来得到连续的测量结果，例如是在感测器203处得到适度的精确值或是删除一个或更多个待量测参数，以及在中央感测单元101处得到更精确或更完整的测量结果。当感测器203其中之一检测到警报状况时，为了要确认此警报状况，更精确或更完整的测量结果必须被做出。被提供于控制感测单元101内的更完整、可能价格更昂贵的感测器组则不需要完全被复制于感测器203内。
如图2所示的系统是为部份地非集中，但是是具有若干项优于传统式远端感测器系统的特点。举例而言，此系统于每一个意欲测量的所在位置处并不需要一个感测器组。上述系统是能够通过在所需要处简单地增加路由器、管线和阀门而得以轻易地扩充。资料传送和控制所经过的电子网络是可以采用与空气管线网络保持并行的方式被安装。
以上相对于图2所描述的系统，其变化型式可以被用来将追迹气体注入至一个或更多个测量位置处，并且测量追迹气体流到任何一个或更多个测量位置处的分布状况。分配式搜寻/感测单元203是可以包括追迹气体或微粒的来源，其中还包括一个被连结而能够在一分配式搜寻/感测单元203的压力作用下，将追迹气体或微粒吹动经过管线网络105而到达一开启进气阀103的空气泵，上述的进气阀随后被操作用来做为追迹气体或微粒的出口阀。在追迹气体或微粒气流被注入后，追迹气体和微粒的来源可以被关闭，而且系统是用来作为一个用于检测在一段时间之后，追迹气体或微粒是否会移动至进气阀103处的感测系统。或者，管线105a-105i可以是经常使用于空气管理系统中的双管式管线。双管式管线是一种传统式的非常用产品。此双管式配置方式容许两种不同的样本可以同时沿着相反方向行进通过系统。举例而言，追迹气体或微粒可以被注入经过双管其中之一管，而在同时从另外一个管内取得样本。通过容许空气包件能够沿着不同方向而独立地同时流至不同的感测器组所在位置，双管式网络系统的结构是可以有效地缩短循环时间。此外，通过切换介于双管式管线的相邻支管之间的提供来源以及取样功能，管线在测量循环之间是可以使用一种清洁冲洗材料，而经由一种类似于供应追迹气体通过系统的方式，而能够清理除去污染。同样地，通过注入一已校正过的追迹材料(例如是一种具有已知特定污染物浓度的追迹材料)经过一管线并使其流到远端感测单元203其中之一感测器处，此远端感测器单元203可以被自动校正，而不需要将此感测器从系统中移出或是直接进入至感测器内才能加以校正。
一项对于实验室拥有者相当重要的环境空气品质监控项目是为监视排烟罩内之内含物质性能状况。美国国家标准协会(“ANSI”)连同ASHRAE工业组织一起共同建立了ANSI/ASHRAE 110-1995(“ASHRAE110”)测试，用以做为在其他因素之间建立排烟罩内含物质性能状况的标准作业程序。ASHRAE1101995年版的内容是在此合并作为本发明之参考资料。
ASHRAE测试是需要将追迹气体导入至实验室排烟罩的内部工作空间内，而在同时，追迹气体被分布进入至排烟罩框架前方实验室区域内的状况亦被加以监视。为了要在排烟罩附近建立更真实的气流模式，所使用的感测器均被安装至一个人体模型上，该人体模型是被安置于实验室工作人员通常会站立在排烟罩框架前方处。一般而言，通过技术熟练的顾问人员使用特殊设备来执行ASHRAE测试所花费的成本为美金10,000元或更高。在实验室所在位置每一个排烟罩上施行一次测试的成本为美金500到1,000元，包括设备安装、拆卸、顾问费用、顾问所需的旅费等。
本发明系统可以在对于每一个排烟罩花费大约美金150到200元的低成本下来执行相同或类似测试。本发明的双管式实施例是一种能够将追迹气体从少数中央来源而传送至整个建筑物中的多重排烟罩，且同时从每一个排烟罩附近抽取和测量空气样本的网络。
一个用于执行标准ASHRAE 110排烟罩内含物质测试的系统将终结于一个位于排烟罩内部阀门处的管子。此管子和阀门是被操作用来依照ASHRAE 110标准所指定的流动速率来输送追迹气体。
上述系统将终结于被适当地座落在排烟罩框架附近容器内的第二管子。一个配合在一通过ASHRAE 110标准内容中所界定位置处的进气管的人体模型是站立在该特定位置处；然后进气管被插入至容器内。于是，空气样本经由被ASHRAE 110所指定之进气管而被加以抽取，而且被传送至包括有一用于追迹气体之感测器而座落在中央处的感测器组。
本发明的系统也可采用下列方式来施行连续或定期的排烟罩内含物质测试。追迹气体可以采用以上所述方式来输送。空气样本可以经由被适宜地安置于排烟罩框架附近的进气阀而被抽取。虽然进气阀不需要被安置于一个如同由ASHRAE 110标准中所指定的人体模型内，但是适宜地安置进气阀(例如是将此进气阀连结至排烟罩框架的前架和底部)将能够提供有用的重要测试结果。上述连续或定期测试是可以被用来与排烟罩操作的直接控制方式相连结，或是可以经由每年一次ASHRAE 110测试来确认得到更加符合安全需求的结果。同样地，本发明并未受到在ASHRAE 110中所指定的特定追迹气体或流动速率的限制。熟知本项技术之人士可知道，其他种类气体和流动速率将可应用于这种系统中。使用上述替代品可以额外地节省成本，而使用较便宜的追迹气体和感测器组合可以提供大致上与使用ASHRAE 110所指定的气体和感测器所产生结果相类似的感测效果。
在本发明实施例中将追迹气体排放至环境中的某些应用方式是已被描述。然而，被本发明排放至环境中的材料并不限于是追迹气体，或是目前讨论至此的应用方式。举例而言，洁净室系统的测试方式是投入一可以被洁净室滤清器清理之测试用微粒。感测器组可以包括一个此项应用方式所需的微粒计数测量器。在另外一项应用实例中，此系统可以在定期或是当测量所得状况指示必须遮盖气味或清理某一区域时，才投入一除味剂或清理污染用化学物质。由于材料可以从任何来源被传送至在网络内的任何目的地，所以，材料的投入与测量结果的获得是可以通过单一网络来施行。
本发明可以达成的另外一项应用方式是测量位于遥远位置处之压力大小。这种测量结果的得到仅需开启在网络内的一个进气阀，同时以一阀门来关闭任何被导入真空泵109的管线或任何通往大气的其他开口。在网络内任何位置处的一个压力感测器将可以指示出该开启进气阀处之压力值。在一大型网络中，由于管线容积的减小导致管线压力必须被平均化来加速系统稳定和方便测量，因此在测量过程期间，使用一路由阀来关闭网络中未使用的部份是为较有利者。为了此项理由，如图2所建构并具有被安置于远端感测器组203处之压力感测器的网络，其在压力感测状况中是较有利的。
本发明亦可以用来施行在阀门之间、在同一建筑物不同房间之间、介于一房间与一相邻接走廊之间等情况下的压力差测量。压力差的测量是可以通过执行上述在第一位置处的压力测量，随后再执行上述在第二位置处的压力测量而得到。在远端感测器组203内的压力感测器(其是接近某些进气阀)是能够为了此一类型之量测结果提供一个较快速的压力读数，这是因为网络的大部份是可以通过路由器而从所需进行压力测量的部分所切除之缘故，而此是可能为通过中央感测器组101来进行测量的情况。
被安置于中央感测器组101内和远端感测器组203内的许多压力感测器是可以通过使用每一个感测器来进行一共同进气或一已知压力值之共用来源的压力测量，并且比较其结果而加以校正。
在实施本发明的某些系统中，在某些参数的气流平均值中进行测量是为我们所期望的。将进气阀平均化的动作被显示并描述于图3A-3C中。在图1中标示为103a-103c以及在图2中被标示为103a-103f的任何阀门可以是在图3A到图3C中以概略方式表示的平均化种类阀门。
图3A是说明一个用于在排气管气流中抽取一平均样本的构型。平均化进气阀301是经由一组压力分接头303和305连结并跨接一个样本被抽取的排气管内的排气阀300。除了跨接一排气阀300以外，平均化进气阀301是可以被连结而跨接另一个在气流内产生压力降的装置。举例而言，平均化进气阀310是可以跨接一气流控制器、一阻尼器、一孔口环、一弯管或一定长度的管子。此平均化进气阀301在介于压力分接头303与305之间是包括有一个取样室或取样袋307。假设通过排气阀300的气流是在F方向上，在压力分接头303处是存在有较高的相对空气压力，而在压力分接头305处则存在有较低的相对空气压力。于是，少部份经过排气阀300的气流会被压力分接头303抽取出去，并且被转移至取样室307内。一些已存在于取样室307内的空气会回流到位于排气阀300下游处的排放气流内。在取样室307内的样本包含从气流传来的空气混合物，且此空气混合物被保存在取样室307内一段时间。于是，样本是会形成气流之平均内含物质状况一段时间。取样室是经由一电磁阀309，或是经由在样本被抽入至系统时用于控制的其他适宜装置，而被连结至管线105。如此所构成的平均化进气阀301是可以被更换成任何上述的进气阀103a-103f。
如图3B所示，平均化进气阀301可以具有一个用以取代压力分接头303的取样头311，其是被安置于空气品质受到关切的空间内。这种结构将可以经由从排气阀300排出气体的空间(例如是一房间)来测量以空气传播物质的平均流动状况。
在另外一项如图3所示之变化型式中，一个平均化进气阀301是被连结而跨接一供气阀350或是其他用于导致气流中产生压力降的元件。这种系统的操作方式是相似于根据图3A所讨论者，只有气流的测量和平均化是发生在一供气管内，而不是在一排气管内。此项结果对于发现来自空气管理系统的其他元件的交叉污染情形、在供气系统中的缺失、以及相应于在任何场合所检测到紧急状况而对补充空气的供应量进行控制等三种状况特别有用。
适用于本发明实施例应用范围的路由器亦可以被使用于若干其他不同领域。
在图4A中，一个路由器201是被概略表示出具有一个输出口401与三个输入口403、405和407。一个电子式或气压式阀门控制器409亦被包括于其中。此阀门控制器是具有一个控制输入411，该控制输入是接收一个指示出阀门413、415和417被设定至何种位置处的控制讯号。零个、一个或更多个阀门413、415和417是可以被关闭，并将零个、一个或更多个输入口403、405和407连结至输出口401。当然，熟知本项技术的人士将能够了解的是，在有关路由器201的所有描述内容中，输入和输出可以是任意指定的，而且是可以依据欲得到的气流和逻辑连结状况而被相反过来。
在图4B中，另外一个具有一输出口401与三个输入口403、405和407的路由器被表示出来。此路由器是由气流开关419而将三个输入口403、405和407的其中之一连结至输出口401。气流开关419是使用控制讯号411而经由阀门控制器409来加以控制，如在上文中已叙述的。
最后，图4C是说明一个路由器，其是将任何四个出入口401、403、405和407交叉连结至任何其他出入口处。阀门控制器409是对应输入讯号411来操作阀门421，用以得到所需的连结方式。
虽然图2所示的网络为一简易型“鱼骨(fishbone)”结构，但是其他更加复杂的架构亦可以被使用。
图5所示的架构是为一种“自行复原”式架构。如示中所示，在回圈501中任何位置处所出现的中断或阻碍状况是会打断最多一个进气阀103a-103d的作动。举例而言，假设一个中断状况产生于位置A。进气阀103a和103b经由路由器201a而被取样，而进气阀103d则经由路由器201b而被取样。阀门503a和503c是被开启用来隔离位于位置A的中断状况，而阀门503b则是被关闭用来将进气阀103b连结至路由器201a。
另外一种自行复原式架构是被表示于图6中。这种架构是可以在背板区段105o和105p中采用双管式技术。在管线网络105中任何位置处所出现的单一中断状况是会打断最多是一个进气阀103a、103b的作动。路由器201c和201d以及阀门601是可以连同路由器201e一起被用来隔离在网络105中任何位置处的中断状况。
由于本发明多个实施例的架构与变化型式已被加以描述，因此以下内容是返回至系统中的压力降情况。在以上所讨论过的变化型式中，可以设置一如图7所示增压器700，用以维持一安全操作压力以及流经整个系统的流动状况。
图7所示的增压器700是为双向，并且是包括有一个能够被用来绕过整个增压作用的分路阀713。以上这些增压器较有利的是能够被包括于大型网络的路由器201中，或是被安置而与网络105的任何管线串联，用以从压力或流动速率的增压作用中得到好处。
增压器700的功能是在此连同图7一起进行说明。此增压器700是包括一个用于提供压力或流动速率增压作用的泵浦701。所提供的增压作用量可以通过控制单元703而被控制，该控制单元是相应于气流速率或压力降的测量结果来控制泵马达的速度、与泵相连结的节流阀或阻尼器。当阀门705和707被开启，而且阀门709和711被关闭时，增压器700朝向前进方向作动。通过关闭阀门705和707并同时开启阀门709和711，可使得增压器700朝向相反方向作动。
在上述各种系统中，依据感测器、追迹气体来源和路由器或阀门的相对位置，部份网络能以正压来将追迹气体运载至一开启阀门处，同时，一空气样本则在负压下从另外一个开启阀门处被取样。举例而言，次网络背板105f可以将追迹气体运载至位于次网络背板105f或105i上的任何阀门103处，同时，一空气样本则从位于次网络背板105g、105h、105j和105k上的任何开启阀门103而被抽取至中央感测与控制单元101。
由于单一中央感测与控制单元101(其是与一个具有弹性气流路线之网络相连结)之使用，每一个以上所描述的系统相较于传统式系统是能够更具有弹性地被建构。通过使用光纤是可以更进一步地支持这种弹性，且一电子式或气压式控制网络是与管线105的网络平行运作。此控制网络可以是一种分配式控制结构。多重感测与控制单元101和203可被分布于整个系统。以上这些单元是能够经由与管线105的网络并行运作的电子控制网络，而能够协调其在网络105内的使用状况。当然，相较于以下管线105的网络系统，此电子控制网络是可以具有一种不同的结构。从进气阀103到中央感测与控制单元的弹性空气路线是仅容许通过改变路线指示来改变进气阀的结构。同样地，使此系统适应于检测例如是新污染物的新参数是能够仅通过改变一个感测器组件所达成，而不必改变在每一个接受感测房间内的感测器。
此外，本发明网络式空气测量系统特别适合用于建筑物空间以及其他建筑物空气处理设备的低成本“预先配线”施工方式。由于大量的感测位置可以经由管线网络105并且经由一平行运作的电子式或气压式控制网络来预先配线，因此在依照本发明观点之系统中的预先配线状况和弹性得以被加强，其中一个背板是作为数个支管或回圈。路由器、进气阀和管线、电子式控制网络节点、线束和电子式输入/输出装置是可以全部连同其他空气处理和气流控制装置而被预先安装。包括有电子式控制网络节点、线束和电子式输入/输出装置、方便连结的路由器、开关和控制装置的电子连络元件可以连同管线一起被预先安装。事实上，用于控制网络的光纤电缆或光纤导线可以在安装前被接合或固定至管线，以使上述光纤电缆与管线可以同时被安装在同一空间内。于是，网络元件的安装和连结得以被大大地简化。因为位于建筑物中的其他空气处理和气流控制装置在全部结构完成之后仍需要若干程度的进出方便性，因此这种进出方便性可以提供给网络式空气测量系统作为修改使用。
被设计用以包括空气处理和控制设备(包括由凤凰控制公司所制之装置)的建筑物是为在本发明之所考虑到的用途之中。在这种建筑物中，进气阀、空气样本路由器、以及管线可以连同空气阀、阻尼器、电子式控制和资料网络路由器以及其他通常包括在空气处理和控制设备设计中的装置一起被共同安置。当考虑到来自中央位置处的空气处理设备的电子控制时，一个电子式控制网络可以是建筑物设计的一部份。上述空气阀、阻尼器、电子式控制和资料网络路由器以及其他网络式空气测量系统可以由电子式控制资料网络而加以控制。或者，一种具有并行于以下网络式空气测量系统之实际架构的精密电子式控制网络是可以被制作成是初始安装项目的一部份。
本发明至少可以避免需要大量控制线路来控制相应数量进气阀的问题发生。在一网络式解决方案中，根据本发明，例如在上述之“自行复原”架构中，感测器的重复使用状况可以被减少，并同时能够维持高度的弹性。举例而言，在图1所示网络中，背板部位105e对于样本从全部四个进气阀103a-103d处的传送而言是为共用。于是，不需要提供四个独立的管线给感测器组107，因此可以降低成本。图1所示网络可以使用如图5或图6所示结构而被制作成自行复原式架构，而且不需要额外增加硬件。控制与连络单元111会开启和关闭进气阀103a-103d，使得此控制网络能够由于有相似的使用灵活性而一样较为经济。
经由图8和图9所示阀门配置方式，网络的支管是可以连结至一背板区段，或者进气管可以被连结至支管。图8是表示一种构型，其能够使得需要被作动以隔离一网络区段的阀门数目减至最少，而图9则是表示一种低压力降的构型。以上这二种结构可以减少在经由一网络支管所抽取的样本以及网络中进气阀被关闭的未使用支管之间的交叉污染现象，以使得上述未使用支管变成关闭端部，而保持住来自前述样本的停滞空气。
图8所示结构是通过阀门与网络区段的串联来减少交叉污染现象，当网络作动时，网络区段会将一阀门安置于网络中有样本被取的每一个部位与网络中在不同时段均无法进出的每一个部位之间。举例而言，当一个样本从支管801处被抽取时，阀门803会将系统在区域A内的所有元件加以隔离，而当一个样本从支管807处被抽取时，阀门805则会将系统在区域B(其中包括区域A)内的所有元件加以隔离。然而，相较于图9所示的结构，图8所示结构确实会在从远处支管(例如是支管801)至感测器单元处造成较大的压力降。
在图9所示结构中，从每一个进气阀到背板的压力降是通过将每一个样本必须通过之阀门数目减至最少而降低为最小值。当阀门901和903，以及支管905和907未被使用时，通过分别以阀门901和903来隔离支管905和907是能够使得从交叉污染状况中隔离出来的样本数目减少。
本发明是连同一实施例以及若干变化型式而在此被显示及描述，但是并非受限于以上所显示及描述过的内容。举例而言，每一个管线105是可以采用一种在气压应用领域中常用的双管式材料来运作。通过使用一双管式材料而例如是通过采用图6所示架构，可得到较佳的空气样本路线弹性。此外，一个内含一追迹物质的空气包件是可以从一来源流至系统中的目的地，而空气的监视作用则是以一种平行于上述方式而持续进行。例如通过将一阀门103放置接近一排烟罩，并且将一阀门103放置于排烟罩的排气管内，临界空气品质装置的性能表现可以通过将追迹气体注入于接近排烟罩处，并且测量在排气中所发现的追迹气体浓度而被加以监视。管路中的微粒滤清器可以被用来保持管线，使之不会被来自任何不需要检测微粒是否存在的应用方式中的环境空气的微粒阻塞住。此微粒滤清器在一用于检测较小微粒是否存在的应用环境下也可以被用来过滤大型微粒。
权利要求
1.一种网路式的建筑物空气测量系统，其包含一个感测器，其是能够测量一空气样本的特性，该感测器具有一空气输入口；一个背板管，其是与感测器的空气输入口相连通；多个个进气阀，其是在建筑物内彼此相隔一段距离而被配置并且与这些背板管相连通，以使得经过其中的一个进气阀的空气是能够连通进入该背板管内；以及一个控制器，其是被连结至感测器并且被连接至每一个进气阀，该控制器会执行一个用于在个别独立界定的时序来开启和关闭进气阀的控制顺序，用以从每一个进气阀形成一个分离的空气样本，该分离的空气样本是经由背板管而被连通至感测器。
2.根据权利要求54的系统，其特征在于控制器会在一个第一模式中执行一个用于在个别独立界定的时序来开启和关闭每一个进气阀的控制程序，用以从每一个进气阀形成一个分离的空气样本，该分离的空气样本是经由背板管而被连通至感测器。
3.根据权利要求2项的系统，其特征在于控制器会在一个第二模式中执行一个于同时开启和同时关闭多个被挑选出来的进气阀的控制顺序，而容许空气与感测器相连通并且形成与感测器相连通的混合空气样本。
4.根据权利要求3项的系统，其特征在于控制器在进入该第二模式时是会执行一个藉由感测器来测量混合空气样本的控制顺序，并且该控制器只有在混合空气样本的测量结果符合已预先设定的先决条件时，才会进入该第一模式。
5.根据权利要求54项的系统，其更包括一个路由器阀门；多个支管，其是藉由该路由器阀门而被连接至该背板管；控制器是被耦合至路由器阀门，用以控制路由器阀门而使得任一支管是能够与背板管相连通。
6.根据权利要求54项的系统，其更包括一个路由器阀门；多个管线，其是经由该路由器阀门而彼此相互连结；该控制器是被耦合至路由器阀门，用以控制路由器阀门而使得任一管线和背板管能够与任何其他管线和背板管相连通。
7.根据权利要求54项的系统，其更包括多个支管，其是被连接于该背板管与相应的空气进气阀群体间，每一个支管是使得一群相应的空气进气阀中的每一个空气进气阀能够与该背板管相连通。
8.根据权利要求54项的系统，其特征在于测量是藉由感测器所完成，而且控制器监视测量结果来决定何时得到稳定的空气样本。
9.根据权利要求54项的系统，其更包括一个空气传播材料的来源，该来源是与背板管相连通；一个感测器，其是能够检测到空气传播材料，该感测器是与背板管相连通；以及其中，控制器是被耦合至空气传播材料的来源、感测器、以及多个进气阀，而且控制器会依照一定顺序来作动空气传播材料的来源、感测器、以及多个进气阀，用以经由一个做为一出口的进气阀而从来源处排放空气传播材料，并且用于将空气样本从一个进气阀传送至感测器。
10.根据权利要求9项的系统，其特征在于空气传播材料为追迹气体。
11.根据权利要求9项的系统，其特征在于空气传播材料为微粒。
12.根据权利要求54项的系统，其特征在于控制器更包括一个计时器，其是被控制器所监视，用以决定在一已预先设定的时间间隔之后是能够得到稳定的空气样本，该已预先设定的时间间隔则依据每一个进气阀来个别独立地界定。
13.根据权利要求12项的系统，其特征在于测量是藉由感测器所完成，而且控制器在已预先设定的时间间隔之后才会监视测量结果，用以决定稳定的空气样本是能够被得到。
14.根据权利要求13项的系统，其特征在于已预定设定的时间间隔是藉由一种对应先前能够得到稳定空气样本的决定的启发性方法而被加以调整。
15.根据权利要求54项的系统，其更包括一个进气阀，其是从一气流中得到经过一段时间而被平？？化的样本。
16.根据权利要求15项的系统，其特征在于进气阀更包括一个高压输入口；一个均化室，其是与高压输入口相连通，从输入口进入的空气在均化室内经过一段时间之后会混合在一起；一个低压输出口，其是与均化室相连通；空气从均化室经由低压输出口而被排放出去；以及一个电磁阀，其是与均化室和背板管相连通，空气从均化室经由电磁阀而进入至背板管内。
17.根据权利要求16项的系统，其特征在于输入口和输出口分别被配置于一气流控制装置的高压侧和低压侧。
18.根据权利要求17项的系统，其特征在于气流控制装置为一室内排气阀。
19.根据权利要求18项的系统，其特征在于气流控制装置为一室内补充空气供应阀。
20.根据权利要求17项的系统，其特征在于输入口被配置于一室内空间中。
21.一种网路式的建筑物空气测量系统，其是包含一个感测器，其是能够测量一空气样本的特性，该感测器具有一空气输入口；一个背板管，其是与感测器的空气输入口相连通；多个进气阀，其是在建筑物内彼此相隔一段距离而被配置并且与这些背板管相连通，以使得经过其中的一个进气阀的空气是能够连通进入该背板管内；一个控制器，其是被耦合至感测器并且被连接至每一个进气阀，该控制器会执行一个用于在个别独立界定的时序来开启和关闭进气阀的控制顺序，用以从每一个进气阀形成一个分离的空气样本，该分离的空气样本是经由背板管而被连通至感测器；一个支管，其是被连接在该背板管与一对应空气进气阀间，而使得该空气进气阀能够与该背板管相连通，一个空气样本路由器是被连接在该背板管与该支管间，该控制器更透过连络网路将指令传送出去，用以控制空气样本路由器的作动，导致一空气样本能够被抽入至一对应空气进气阀中，而经由支管、经由路由器、经由背板管而移动至感测器。
22.根据权利要求55项的系统，其更包括另外一个被连结于空气样本路由器与另一对应其他支管的进气阀间的支管。
23.根据权利要求55项的系统，其更包括另外一个被连结于支管与背板管间的空气样本路由器。
24.根据权利要求23项的系统，其特征在于空气样本路由器是被连结至支管的不同末端处，用以与背板管形成一环状构造。
25.根据权利要求55项的系统，其更包括一个经由一支管和空气样本路由器而与背板管相连通的第二感测器，其中控制器更进一步控制空气样本路由器的作动，导致一空气样本能够被抽入至一个与该第二感测器相连通的开启进气阀内。
26.根据权利要求55项的系统，其更包括一个从一气流中提供平均化的样本的进气阀。
27.根据权利要求55项的系统，其特征在于进气阀更包括一个高压输入口；一个均化室，其是与高压输入口相连通，从输入口进入的空气在均化室内经过一段时间后会混合在一起；一个低压输出口，其是与均化室相连通；空气从均化室经由低压输出口而被排放出去；以及一个电磁阀，其是与均化室和背板管相连通，空气从均化室经由电磁阀而进入至背板管内。
28.根据权利要求27项的系统，其特征在于输入口和输出口分别被配置于一气流控制装置的高压侧和低压侧。
29.根据权利要求28项的系统，其特征在于气流控制装置为一室内排气阀。
30.根据权利要求28项的系统，其特征在于气流控制装置为一室内补充空气供应阀。
31.根据权利要求28项的系统，其特征在于输入口被配置于一室内空间中。
32.一种用于从建筑物内多个位置中测量出在中央位置处的空气参数值的方法，建筑物内的位置被配置成彼此相隔一段距离，该方法包含下列步骤将多个别不同空气样本从若干位置处抽取通过相对应的个别不同输入管而进入至一共用背板管内；将多个空气样本从多个被配置于远方的位置处移动通过共用背板管而进入至共用感测器，空气样本彼此间实际上并不会混合在一起；以及测量在每一个空气样本中的参数值。
33.根据权利要求32项的方法，更包括下列步骤同时从多个被挑选出来的位置处将多个空气样本抽取进入至一共用输入管内，而形成一种混合的空气样本；将混合过的空气样本移动通过共用输入管而到达一共用感测器；以及测量在混合的空气样本中的参数值。
34.根据权利要求32项的方法，其特征在于抽取多个个别不同空气样本的步骤更包括在经过一段时间后，将空气接收进入至一平均化阀门；以及从该平均化阀门抽取出一代表平均参数值的空气样本。
35.根据权利要求32项的方法，其特征在于测量的步骤更包括决定在至少一空气样本内的微粒材料的浓度大小。
36.根据权利要求32项的方法，更包括以下步骤测量在至少一空气样本内的第二参数值。
37.根据权利要求33项的方法，其特征在于抽取多个个别不同空气样本的步骤只有在测量混合过空气样本所得的参数值符合先决条件时才会被施行。
38.一种用于施行排烟罩的内含物质测试的方法，其是包括下列步骤将追迹材料从第一位置处供应通过管线网路而到达一个位于在排烟罩内含物质区域内的第二位置处的输出口；将一空气样本接收进入至一个位于在排烟罩内含物质区域以外的第三位置处的进气口；以及将空气样本从第三位置处传送通过管线网路而到达一个对于追迹材料敏感的感测器；该管线网路提供了一个挑选机构，用以将追迹材料供应至一个被挑选出来的排烟罩内，并且从该被挑选出来的排烟罩中接收一空气样本。
39.一种网路式空气测量系统，其是包含一个空气路由器阀门；一个经由空气路由器阀门而相互连结的管线区段网路；以及一个控制器，其是被耦合至空气路由器阀门，用以控制该空气路由器阀门来设定介于一管线区段与另一管线区段间空气连通所需的空气路由器阀门，其中管线区段是包括双管线的至少一个区段。
40.根据权利要求39项的系统，其特征在于空气包件被移动经过管线区段的网路，其中空气路由器阀门是可以被设定而使得多个空气包件能够以不同方向流经管线区段的网路。
41.一种网路式的建筑物空气测量系统，其是包含一个感测器，其是能够测量一空气样本的特性，该感测器具有一空气输入口；一个路由器阀门，其是具有一个与该感测器的空气输入口相互连通的输出口，该路由器阀门更具有复数个输入口；多个支管，每一个支管是与至少一个输入口相连通；多个进气阀，其是在建筑物内彼此相隔一段距离而被配置并且与这些支管相连通，以使得经过其中的一个进气阀的空气是能够连通进入一个支管内；一个控制器，其是被连接至感测器、被连接至路由器阀门、并且被连接至每一个进气阀，该控制器会执行一个藉由控制该路由器阀门来选择支管，并且在个别独立界定的时序来开启和关闭进气阀的控制顺序，用以从每一个开启的空气进气阀形成一个分离的空气样本，该分离的空气样本是经由支管而被连通至感测器。
42.根据权利要求56项的系统，其特征在于空气进气阀系为陆尤其阀门，并且其中该路由器阀门的输入口是与即将被感测的环境空气相连通。
43.根据权利要求56项的系统，其更包括一个第二路由器阀门，一个支管被连结至该第二路由器阀门的出入口；多个额外的支管，其是被连接至该路由器阀门，如此任一支管是能够被连接至一个支管。
44.根据权利要求56项的系统，其特征在于控制器是经由一个数位式连络网路而被连接至被配置于远方的空气进气阀。
45.根据权利要求55项的系统，其特征在于控制器是经由一个数位式连络网路而被连接至被配置于远方的空气进气阀。
46.根据权利要求54项的系统，其特征在于控制器是经由一个数位式连络网路而被连接至被配置于远方的空气进气阀。
47.一种网路式的建筑物空气测量系统，其是包含多个空气进气阀，其是被配置于建筑物中分离的空气空间中；一个感测器；一个管线系统，其是使空气连通于多个空气进气阀与感测器间；一个控制器，其是被连接至该感测器；以及一个控制网路，其是将该控制器连接至每一个空气进气阀；该控制器是依序将指令传送越过控制网路，用以致使所希求的空气样本能够被形成并且从空气进气阀处连通至感测器。
48.根据权利要求47项的系统，其特征在于控制网路是为一个数位式连络网路。
49.根据权利要求48项的系统，其特征在于数位式连络网路在架构上是与管线系统保持平行。
50.根据权利要求49项的系统，其特征在于管线系统与控制网路的架构均为树状结构。
51.根据权利要求50项的系统，其特征在于管线系统更包括一个路由器阀门多个支管，其是被连接至路由器阀门；以及一个背板管，其是被连接至路由器阀门；其中控制器可以传送指令至路由器阀门，用以安置任何一个支管与背板管相连通。
52.根据权利要求51项的系统，其特征在于控制器可以传送指令至路由器阀门，用以安置任何一个支管与另外一个支管相连通。
53.根据权利要求47项的系统，其特征在于控制器会对应于藉由感测器所完成的测量结果而挑选出即将透过连络网路传送出去的指令。
54.根据权利要求1项的系统，其特征在于该控制器是经由一个连络网路而被连接至感测器并且被连接至每一个空气进器阀，藉由该控制器所执行的控制顺序更用于透过连络网路来传送指令。
55.根据权利要求21项的系统，其特征在于该控制器是经由一个连络网路而被连接至感测器并且被连接至每一个空气进器阀，藉由该控制器所执行的控制顺序更用于透过连络网路来传送指令。
56.根据权利要求41项的系统，其特征在于该控制器是经由一个连络网路而被连接至感测器并且被连接至每一个空气进器阀，藉由该控制器所执行的控制顺序更用于透过连络网路来传送指令。
全文摘要
一种网络式的建筑物空气测量系统,其包含:一个感测器,其是能够测量一空气样本的特性,该感测器具有一空气输入口;一个背板管,其是与感测器的空气输入口相连通;多个进气阀,其是与该背板管相连通,以使得经过其中的一个进气阀的空气能够连通进入该背板管内;一个空气流量感应装置,其是与系统中的空气相连通,空气是藉由该空气流量感应装置而从复数个进气阀移动通过该背板感而到达感应器;以及一个控制器,其是被连结至感测器并且被连接至每一个进气阀的控制顺序,用以容许空气进入并形成连通至该感测的空气样本。该系统控制器是可利用时间间隔或是空气样本的测量结果来决定打开个别进气阀的适当时间。再者,该系统是可以包括有空气路由器以及支管,被容许通过一个进气阀的空气是可以经由这些支管而流至一个预定的目的地。进气阀是可以为任何平均化种类的阀门。
文档编号G01N1/26GK1260041SQ98806068
公开日2000年7月12日 申请日期1998年4月15日 优先权日1997年4月15日
发明者G·P·夏普 申请人:菲尼克斯控制公司