ИЗМЕРЕНИЯ И КАЛИБРОВКА, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
MEASUREMENTS AND CALIBRATION USING COLORIMETRIC SENSITIVE ELEMENTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к определению уровней одного или более газообразных элементов и опционально к использованию определенных уровней для того, чтобы калибровать один или более чувствительных элементов воздухоочистителя и/или иным образом регулировать функционирование воздухоочистителя. Более конкретно, различные способы и устройство в соответствии с настоящим изобретением, раскрытые в настоящем документе, относятся к определению уровня газообразного загрязняющего вещества на основе анализа одного или более получаемых изображений устройства, имеющего по меньшей мере один колориметрический чувствительный элемент, реагирующий на это газообразное загрязняющее вещество.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
3
3
3
3
В некоторых реализациях колориметрические чувствительные элементы могут быть выполнены с возможностью изменения цвета, когда они подвергаются воздействию одного или более газообразных элементов, таких как газообразное загрязняющее вещество. Например, колориметрический чувствительный элемент может включать в себя некоторый химический материал, который выбирается так, чтобы он взаимодействовал с одним конкретным газообразным загрязняющим веществом или с одним или более элементами этого газообразного загрязняющего вещества. Газообразные загрязняющие вещества могут включать в себя, например, диоксид серы, оксид азота, диоксид азота, озон и/или формальдегид. Химический материал колориметрического чувствительного элемента может изменять цвета в ответ на реакцию, и степень изменения цвета может зависеть от количества времени, в течение которого колориметрический чувствительный элемент подвергается воздействию загрязняющего вещества, и/или от концентрации загрязняющего вещества в контролируемом воздухе. Изменение цвета обеспечивает индикацию количества загрязняющего вещества в контролируемом воздухе. Например, изменение до первого цвета может указывать концентрацию 0,1 мг на кубический метр (мг/м), тогда как изменение до второго цвета может указывать концентрацию 0,3 мг/м. В качестве другого примера, изменение до первого цвета за первый период времени может указывать концентрацию 0,1 мг/м, тогда как изменение до первого цвета за второй период времени (который является более коротким, чем первый период времени) может указывать концентрацию 0,3 мг/м.
Во многих ситуациях колориметрические чувствительные элементы, выполненные с возможностью обнаружения газообразных элементов, могут непреднамеренно контактировать с воздухом в промежутке между их производством и фактическим использованием потребителем. Непреднамеренный контакт с воздухом может подвергать колориметрические чувствительные элементы воздействию газообразных элементов до их фактического тестирования, что может приводить к неточным показаниям цвета во многих ситуациях. Предотвращение непреднамеренного контакта с воздухом может требовать специальной упаковки, специального хранения и/или осторожного обращения от потребителя. Дополнительно к этому, во многих ситуациях цвет колориметрического чувствительного элемента после тестирования должен быть сопоставлен потребителем с соответствующим цветом и связанной с ним концентрацией газообразного элемента или другой мерой. Многие потребители могут счесть такую стадию обременительной и/или могут испытывать затруднения при выборе правильного соответствующего цвета из множества цветов, лишь незначительно отличающихся друг от друга.
Таким образом, в данной области техники существует потребность в предложении способов и устройства, которые могли бы уменьшить проблемы, относящиеся к непреднамеренному контакту колориметрических чувствительных элементов с воздухом до их фактического использования потребителем и/или которые могли бы уменьшать или полностью устранять необходимость для потребителей различать множество сходных цветов при сопоставлении цвета колориметрического чувствительного элемента после его тестирования.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее раскрытие относится к способам и устройству в соответствии с настоящим изобретением для определения уровней газообразных элементов и опционально для использования определенных уровней для калибровки одного или более чувствительных элементов воздухоочистителя и/или для иной регулировки функционирования воздухоочистителя. Например, в некоторых реализациях первое изображение колориметрического сенсорного устройства снимается (получается) в начале периода измерения, и второе изображение колориметрического сенсорного устройства снимается (получается) в конце периода измерения. Колориметрическое сенсорное устройство включает в себя по меньшей мере один колориметрический чувствительный элемент, выполненный с возможностью изменения цвета в ответ на реакцию с одним или более элементами газообразного загрязняющего вещества. Значения могут быть определены на основе цветов колориметрического чувствительного элемента в первом и втором изображениях, и эти значения могут быть использованы для того, чтобы определить величину загрязнения, указывающую на количество газообразного загрязняющего вещества, воздействию которого колориметрический чувствительный элемент подвергался в течение периода измерения. Например, величина загрязнения может быть определена на основе вычитания первого значения, определенного на основе цвета колориметрического чувствительного элемента в первом изображении, из второго значения загрязнения, определенного на основе цвета колориметрического чувствительного элемента во втором изображении. В некоторых реализациях первое и/или второе значения также могут быть основаны на статическом референсном цветном индикаторе колориметрического сенсорного устройства для того, чтобы учесть среди прочего потенциально изменяющиеся световые условия, связанные с первым и/или вторым изображениями. Продолжительность периода измерения (например, указываемая отметками времени, связанными с первым и вторым изображениями), опционально также может быть принята во внимание при определении величины загрязнения.
В различных реализациях определенная величина загрязнения может быть использована для того, чтобы откалибровать электронный чувствительный элемент воздухоочистителя и/или иным образом отрегулировать функционирование воздухоочистителя. Например, основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения для некоторого загрязняющего вещества может быть определена с использованием одного или более колориметрических чувствительных элементов, как было описано выше. Основанная на чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения для загрязняющего вещества также может быть определена с использованием одного или более электронных чувствительных элементов воздухоочистителя. Основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения может быть сравнена с величиной загрязнения, основанной на чувствительном элементе воздухоочистителя, и один или более электронных чувствительных элементов могут быть откалиброваны на основе этого сравнения. В качестве другого примера, основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения для некоторого загрязняющего вещества может быть определена с использованием одного или более колориметрических чувствительных элементов, как было описано выше, и один или более других аспектов функционирования воздухоочистителя могут быть скорректированы на основе величины загрязнения, основанной на колориметрическом чувствительном элементе. Например, объем воздуха, обработанного воздухоочистителем за данный период времени, может быть скорректирован (увеличен или уменьшен) на основе величины загрязнения, основанной на колориметрическом чувствительном элементе. Кроме того, например, один или более компонентов воздухоочистителя могут быть активированы и/или деактивированы на основе величины загрязнения, основанной на колориметрическом чувствительном элементе.
В целом в одном аспекте предлагается способ, который включает в себя снятие (получение) в первый момент времени первого электронного изображения устройства, имеющего по меньшей мере один колориметрический чувствительный элемент. Этот колориметрический чувствительный элемент выполнен с возможностью изменения цвета в ответ на воздействие одного или более загрязняющих веществ, и степень изменения цвета зависит от концентрации этих одного или более загрязняющих веществ. Этот способ дополнительно включает в себя: получение во второй момент времени, более поздний, чем первый момент времени, второго электронного изображения колориметрического чувствительного элемента; определение первого значения, основанного на цвете колориметрического чувствительного элемента в первом электронном изображении; определение второго значения, основанного на цвете колориметрического чувствительного элемента во втором электронном изображении; и определение величины загрязнения для одного или более загрязняющих веществ на основе на первого значения и второго значения.
В некоторых реализациях этот способ дополнительно включает в себя: идентификацию величины загрязнения воздухоочистителя для одного или более загрязняющих веществ, причем величина загрязнения воздухоочистителя является основанной на одном или более измерениях по меньшей мере одного электронного чувствительного элемента воздухоочистителя; а также определение корректирующей величины для калибровки электронного чувствительного элемента воздухоочистителя на основе сравнения величины загрязнения с величиной загрязнения воздухоочистителя. В некоторых версиях этих реализаций одно или более измерений включают в себя измерения, выполняемые между первым моментом времени и вторым моментом времени. Опционально одно или более измерений могут быть ограничены измерениями, выполняемыми во время или после первого момента времени и во время или перед вторым моментом времени. В некоторых реализациях этот способ дополнительно включает в себя: обеспечение первого электронного сигнала для воздухоочистителя, по существу одновременного с получением первого электронного изображения; обеспечение второго электронного сигнала для воздухоочистителя, по существу одновременного с получением второго электронного изображения; причем одно или более измерений, на которых основывается величина загрязнения воздухоочистителя, включают в себя измерения, выполненные во время или после получения первого сигнала воздухоочистителем и во время или перед получением второго сигнала воздухоочистителем.
В некоторых реализациях определение первого значения, основанного на колориметрическом чувствительном элементе, в первом электронном изображении включает в себя: определение первого значения на основе цвета в первом электронном изображении колориметрического чувствительного элемента, а также на основе одного или более цветов в первом электронном изображении статического референсного (эталонного) цветного индикатора устройства. В некоторых версиях этих реализаций референсный цветной индикатор представляет собой продольно проходящую цветную полоску, включающую в себя некоторый диапазон цветов вдоль длины этой продольно проходящей цветной полоски. В некоторых версиях этих реализаций определение первого значения, основанного на колориметрическом чувствительном элементе, в первом электронном изображении включает в себя: определение первого значения цвета на основе цвета колориметрического чувствительного элемента в первом электронном изображении; определение цветокалибровки на основе сравнения одного или более цветов референсного цветного индикатора с одним или более ожидаемых цветов; а также определение первого значения на основе первого значения цвета и цветокалибровки.
В некоторых реализациях определение величины загрязнения дополнительно основано на разнице во времени между первым моментом времени и вторым моментом времени.
В некоторых реализациях определение первого значения колориметрического чувствительного элемента в первом электронном изображении включает в себя: сопоставление цвета колориметрического чувствительного элемента в первом электронном изображении с референсным цветом референсного цветного индикатора, имеющего множество цветов, в первом электронном изображении; а также определение первого значения на основе положения в первом электронном изображении референсного цвета в референсном цветном индикаторе.
В некоторых реализациях первое значение указывает на первый цвет, а второе значение указывает на второй цвет, и определение величины загрязнения для одного или более загрязняющих веществ на основе первого значения и второго значения включает в себя: определение первой величины загрязнения на основе первого значения; определение второй величины загрязнения на основе второго значения; и определение величины загрязнения на основе разности между первой величиной загрязнения и второй величиной загрязнения. В некоторых версиях этих реализаций определение величины загрязнения на основе разности между первой величиной загрязнения и второй величиной загрязнения включает в себя: определение величины загрязнения на основе этой разности, а также на основе разницы во времени между первым моментом времени и вторым моментом времени. В некоторых версиях этих реализаций разница во времени может быть определена на основе первой отметки времени, связанной с первым электронным изображением, и второй отметки времени, связанной со вторым электронным изображением.
В некоторых реализациях степень изменения цвета колориметрического чувствительного элемента зависит от кумулятивного воздействия на колориметрический чувствительный элемент одного или более загрязняющих веществ.
В другом аспекте предлагается реализуемый на компьютере способ, который включает в себя получение электронного изображения устройства, имеющего по меньшей мере один колориметрический чувствительный элемент, а также референсного цветного индикатора. Этот колориметрический чувствительный элемент выполнен с возможностью изменения цвета в ответ на воздействие одного или более загрязняющих веществ, и степень изменения цвета зависит от концентрации этих одного или более загрязняющих веществ. Референсный цветной индикатор является статическим и включает в себя некоторый диапазон цветов. Этот способ дополнительно включает в себя: определение цвета колориметрического чувствительного элемента в электронном изображении; определение модифицированного цвета на основе цвета и на основе одного или более цветов изображения референсного цветного индикатора в электронном изображении; а также определение величины загрязнения для одного или более загрязняющих веществ на основе электронного сопоставления величины загрязнения с модифицированным цветом.
В некоторых реализациях этот способ дополнительно включает в себя: идентификацию величины загрязнения воздухоочистителя для одного или более загрязняющих веществ, причем величина загрязнения воздухоочистителя является основанной на одном или более измерениях по меньшей мере одного электронного чувствительного элемента воздухоочистителя; а также определение корректирующей величины для калибровки электронного чувствительного элемента воздухоочистителя на основе сравнения величины загрязнения с величиной загрязнения воздухоочистителя. В некоторых версиях этих реализаций этот способ дополнительно включает в себя: обеспечение электронного сигнала для воздухоочистителя по существу одновременно с получением электронного изображения; причем величина загрязнения воздухоочистителя определяется воздухоочистителем на основе этого электронного сигнала.
В некоторых реализациях определение модифицированного цвета на основе цвета и на основе одного или более цветов изображения референсного цветного индикатора в электронном изображении включает в себя: определение цветокорректировки на основе сравнения одного или более цветов изображения референсного цветного индикатора с одним или более ожидаемых цветов; а также модификацию этого цвета на основе цветокорректировки для определения модифицированного цвета.
В некоторых реализациях определение модифицированного цвета на основе цвета и на основе одного или более цветов изображения референсного цветного индикатора в электронном изображении включает в себя: сопоставление цвета колориметрического чувствительного элемента в электронном изображении с референсным цветом цветов изображения референсного цветного индикатора; а также определение модифицированного значения на основе положения в электронном изображении референсного цвета в референсном цветном индикаторе.
В другом аспекте предлагается система, которая включает в себя: колориметрическое сенсорное устройство и по меньшей мере одно вычислительное устройство, имеющее один или более процессоров, а также память для хранения инструкций. Колориметрическое сенсорное устройство имеет по меньшей мере один колориметрический чувствительный элемент и референсный цветной индикатор. Колориметрический чувствительный элемент выполнен с возможностью изменения цвета в ответ на воздействие одного или более загрязняющих веществ, а референсный цветной индикатор включает в себя множество цветов. Выполнение инструкций одним или более процессорами побуждает по меньшей мере одно вычислительное устройство: идентифицировать первое электронное изображение колориметрического сенсорного устройства, получаемое в первый момент времени, идентифицировать второе электронное изображение колориметрического сенсорного устройства, получаемое во второй момент времени после первого момента времени, определять первое значение на основе цвета колориметрического чувствительного элемента в первом электронном изображении, определять второе значение на основе цвета колориметрического чувствительного элемента во втором электронном изображении, и определять величину загрязнения для одного или более загрязняющих веществ на основе на первого значения и второго значения.
В некоторых реализациях эта система дополнительно включает в себя воздухоочиститель. Воздухоочиститель включает в себя электронный чувствительный элемент, чувствительный к загрязнению, и определяет величину загрязнения воздухоочистителя для одного или более загрязняющих веществ на основе одного или более измерений, выполняемых электронным чувствительным элементом, чувствительным к загрязнению. В этих реализациях выполнение инструкций одним или более процессоров дополнительно побуждает по меньшей мере одно вычислительное устройство: определять корректировку для того, чтобы калибровать электронный чувствительный элемент, на основе сравнения величины загрязнения с величиной загрязнения воздухоочистителя.
В другом аспекте предлагается колориметрическое сенсорное устройство, которое включает в себя: множество колориметрических чувствительных элементов, каждый из которых выполнен с возможностью изменения цвета в ответ на воздействие одного или более соответствующих загрязняющих веществ в такой степени, которая зависит от концентрации этих одного или более загрязняющих веществ. Первый колориметрический чувствительный элемент из этих колориметрических чувствительных элементов является реагирующим на первое загрязняющее вещество и нереагирующим на второе загрязняющее вещество. Второй колориметрический чувствительный элемент из этих колориметрических чувствительных элементов также является либо реагирующим на второе загрязняющее вещество и нереагирующим на первое загрязняющее вещество; либо реагирующим на первое загрязняющее вещество и имеющим другую степень чувствительности к первому загрязняющему веществу, чем первый колориметрический чувствительный элемент. Это колориметрическое сенсорное устройство дополнительно включает в себя статический референсный цветной индикатор, который включает в себя диапазон цветов. Колориметрическое сенсорное устройство не имеет каких-либо признаков, которые указывали бы уровень каких-либо загрязняющих веществ, связанных со статическим референсным цветным индикатором.
В некоторых реализациях статический референсный цветной индикатор представляет собой продольно проходящую цветную полоску, включающую в себя некоторый диапазон цветов вдоль длины этой продольно проходящей цветной полоски.
Для целей настоящего раскрытия термин «цвет» используется взаимозаменяемо с термином «спектр». Однако термин «цвет» обычно используется в отношении прежде всего к свойству излучения, которое воспринимается чувствительным элементом цифрового фотоаппарата и/или наблюдателем (хотя это использование и не ограничивает область охвата этого термина). Соответственно, термины «различные цвета» неявно относятся ко множественным спектрам, имеющим различные компоненты длин волн и/или полосы пропускания. Также следует понимать, что термин «цвет» может быть использован в связи с белыми и небелыми цветами.
Термин «контроллер» используется в настоящем документе для описания различных устройств, относящихся к работе одного или более вычислительных устройств и/или воздухоочистителей. Контроллер может быть реализован множеством способов (например, с помощью выделенных аппаратных средств) для того, чтобы выполнять различные функции, обсуждаемые в настоящем документе. «Процессор» представляет собой один пример контроллера, который использует один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения (например, микрокода) на выполнение различных функций, обсуждаемых в настоящем документе. Контроллер может быть реализован с использованием или без использования процессора, а также может быть реализован как комбинация выделенных аппаратных средств для выполнения некоторых функций и процессора (например, одного или более программируемых микропроцессоров и связанных с ними электронных схем) для выполнения других функций. Примеры компонентов контроллера, которые могут использоваться в различных реализациях настоящего раскрытия, включают в себя, не ограничиваясь этим, обычные микропроцессоры, специализированные интегральные схемы (ASIC), а также программируемые логические интегральные схемы (FPGA).
В различных реализациях процессор или контроллер могут быть связаны с одним или более носителями данных (в целом упоминаемых в настоящем документе как «память», например энергозависимым и энергонезависимым запоминающим устройством компьютера, таким как RAM, PROM, EPROM и EEPROM, дискеты, компакт-диски, оптические диски, магнитная лента и т.д.). В некоторых реализациях носители данных могут быть закодированы так, чтобы они содержали одну или более программ, которые при их выполнении на одном или более процессорах и/или контроллерах выполняли бы по меньшей мере некоторые из функций, обсуждаемых в настоящем документе. Различные носители данных могут быть фиксированными внутри процессора или контроллера, или могут быть мобильными, так что одна или более программ, хранящихся на них, могут быть загружены в процессор или контроллер для того, чтобы реализовать различные аспекты настоящего изобретения, обсуждаемые в настоящем документе. Термины «программа» или «компьютерная программа» используются в настоящем документе в общем смысле как относящиеся к любому типу машинного кода (например, программного обеспечения или микрокода), который может использоваться для программирования одного или более процессоров или контроллеров.
Термин «адресуемый» используется в настоящем документе как относящийся к некоторому устройству (например, вычислительному устройству, обычно к воздухоочистителю, контроллеру или процессору, связанному с одним или более вычислительными устройствами или воздухоочистителями, и т.д.), которое выполнено с возможностью получения информации (например, данных), предназначаемой для множественных устройств, включая само это устройство, и выборочного ответа на конкретную информацию, предназначенную для этого. Термин «адресуемый» часто используется в связи с сетевой средой (или «сетью», более подробно обсуждаемой ниже), в которой множество устройств соединены вместе посредством некоторого средства или средств связи.
В одной сетевой реализации одно или более устройств, связанных с сетью, могут служить контроллером для одного или более других устройств, связанных с сетью (например, в соотношении «главный-подчиненный»). В другой реализации сетевая среда может включать в себя один или более выделенных контроллеров, выполненных с возможностью управления одним или более устройствами, связанными с этой сетью. Обычно каждое из множества устройств, связанных с сетью, может иметь доступ к данным, которые присутствуют в коммуникационной среде или средах; однако данное устройство может быть «адресуемым» в том смысле, что оно выполнено с возможностью выборочно обмениваться данными (то есть, получать данные и/или передавать данные) с сетью на основе, например, одного или более конкретных идентификаторов (например, «адресов»), присвоенный этому устройству.
Использующийся в настоящем документе термин «сеть» относится к любому соединению двух или более устройств (включая контроллеры или процессоры), которое облегчает передачу информации (например, для управления устройством, хранения данных, обмена данными и т.д.) между любыми двумя или более устройствами и/или среди множества устройств, связанных с этой сетью. Как можно легко понять, различные реализации сетей, подходящих для взаимного связывания множества устройств, могут включать в себя любую из множества сетевых топологий и могут использовать любой из множества коммуникационных протоколов. Дополнительно к этому, в различных сетях в соответствии с настоящим раскрытием любое соединение между двумя устройствами может представлять собой выделенное соединение между этими двумя системами, или альтернативно может представлять собой невыделенное соединение. В дополнение к переносу информации, предназначенной для этих двух устройств, такое невыделенное соединение может переносить информацию, не обязательно предназначенную для любого из этих двух устройств (например, открытое сетевое соединение). Кроме того, можно легко понять, что различные сети устройств, обсуждаемые в настоящем документе, могут использовать одно или более беспроводных, проводных/кабельных и/или волоконно-оптических соединений для того, чтобы облегчить передачу информации по сети.
Следует иметь в виду, что все комбинации вышеописанных концепций и дополнительных концепций, обсуждаемых более подробно ниже (если такие концепции не являются взаимно несовместными), рассматриваются как часть предмета настоящего изобретения, раскрытого в настоящем документе. В частности, все комбинации заявленного предмета, описываемого в конце настоящего раскрытия, рассматриваются как являющиеся частью предмета настоящего изобретения, раскрытого в настоящем документе. Также следует понимать, что терминология, явно использованная в настоящем документе, которая может также появляться в любом документе, включенном посредством ссылки, должна соответствовать значению, наиболее согласующемуся с конкретными концепциями, раскрытыми в настоящем документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах одинаковые ссылочные символы обычно относятся к одинаковым деталям, изображенным в различных видах. Кроме того, эти чертежи не обязаны масштабироваться; вместо этого акцент делается на иллюстрировании принципов настоящего изобретения.
Фиг. 1 иллюстрирует одну примерную среду, в которой уровни загрязнения в воздухе могут быть определены на основе анализа одного или более снятых изображений колориметрического сенсорного устройства, и в которой электронные датчики загрязнения воздухоочистителя могут быть откалиброваны на основе определенных уровней загрязнения.
Фиг. 2A иллюстрирует один пример колориметрического сенсорного устройства в первый момент времени.
Фиг. 2B иллюстрирует один пример колориметрического сенсорного устройства, изображенного на Фиг. 2A, во второй момент времени, более поздний, чем первый момент времени.
Фиг. 2C иллюстрирует один пример колориметрического сенсорного устройства, изображенного на Фиг. 2A, в третий момент времени, более поздний, чем первый момент времени и второй момент времени.
Фиг. 3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один примерный способ определения уровня загрязнения в воздухе на основе анализа множества снятых (полученных) изображений колориметрического сенсорного устройства.
Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один примерный способ калибровки электронного чувствительного элемента воздухоочистителя на основе величины загрязнения, определяемой с помощью колориметрического чувствительного элемента.
Фиг. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую другой примерный способ калибровки электронного чувствительного элемента воздухоочистителя на основе величины загрязнения, определяемой с помощью колориметрического чувствительного элемента.
Фиг. 6 иллюстрирует одну примерную архитектуру вычислительного устройства.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Колориметрические чувствительные элементы могут быть выполнены с возможностью изменения цвета, когда они подвергаются воздействию одного или более газообразных элементов, таких как газообразное загрязняющее вещество. Во многих ситуациях колориметрические чувствительные элементы, выполненные с возможностью обнаружения газообразных элементов, могут непреднамеренно контактировать с воздухом в промежутке между их производством и фактическим использованием потребителем. Непреднамеренный контакт с воздухом может подвергать колориметрические чувствительные элементы воздействию газообразных элементов до их фактического тестирования, что может приводить к неточным показаниям цвета во многих ситуациях. Дополнительно к этому, во многих ситуациях цвет колориметрического чувствительного элемента после тестирования должен быть сопоставлен потребителем с соответствующим цветом и связанной с ним концентрацией газообразного элемента или другой мерой. Многие потребители могут счесть такую стадию обременительной и/или могут испытывать затруднения при выборе правильного соответствующего цвета из множества цветов, лишь незначительно отличающихся друг от друга. Таким образом, авторы настоящего изобретения выяснили и оценили, что было бы выгодным предложить способы, которые уменьшали бы проблемы, относящиеся к непреднамеренному контакту колориметрических чувствительных элементов с воздухом до фактического их использования потребителем, и/или которые уменьшали бы или полностью устраняли бы необходимость для потребителей различать множество сходных цветов при сопоставлении цвета колориметрического чувствительного элемента после его тестирования.
Фиг. 1 иллюстрирует одну примерную среду, в которой уровни загрязнения в воздухе могут быть определены на основе анализа одного или более полученных изображений колориметрического сенсорного устройства, и в которой электронные датчики загрязнения воздухоочистителя могут быть откалиброваны на основе определенных уровней загрязнения. Примерная среда, изображенная на Фиг. 1, включает в себя колориметрическое сенсорное устройство 130, вычислительное устройство 110, имеющее камеру 112, а также воздухоочиститель 120, имеющий электронные чувствительные элементы 122 загрязнения.
Вычислительное устройство 110 и воздухоочиститель 120 могут каждый включать в себя один или более контроллеров (например, процессоров) и один или более носителей данных. Носители данных могут хранить инструкции, которые при их выполнении контроллерами побуждают вычислительное устройство 110 и/или воздухоочиститель 120 выполнять одну или более из описанных в настоящем документе функций. Вычислительное устройство 110 и воздухоочиститель 120 могут также каждый включать в себя один или более сетевых интерфейсов, и могут находиться в сетевой связи друг с другом посредством сетевых интерфейсов. В некоторых реализациях вычислительное устройство 110 и воздухоочиститель 120 могут находиться в прямой сетевой связи друг с другом (например, посредством соединения Bluetooth или прямого проводного соединения). В некоторых реализациях может быть использована другая сетевая топология для того, чтобы обеспечить коммуникацию между вычислительным устройством 110 и воздухоочистителем 120. Например, вычислительное устройство 110 и воздухоочиститель 120 могут находиться в сетевой связи посредством локальной сети (LAN) и могут быть каждый адресуемым в этой LAN. Один или более аспектов вычислительного устройства 110 и/или воздухоочистителя 120 в некоторых реализациях могут быть включены в единую систему. Например, в некоторых реализациях воздухоочиститель 120 может включать в себя камеру 112 и может напрямую определять уровни загрязнения на основе колориметрического чувствительного элемента, как описано в настоящем документе.
Обычно пользователь может использовать вычислительное устройство 110 для получения одного или более изображений колориметрического сенсорного устройства 130 посредством камеры 112 вычислительного устройства 110. Как более подробно описано в настоящем документе, вычислительное устройство 110 может анализировать одно или более изображений колориметрического сенсорного устройства 130 для того, чтобы определить одну или более величин загрязнения для одного или более газообразных загрязняющих веществ, на которые реагируют один или более колориметрических чувствительных элементов колориметрического сенсорного устройства 130. В качестве одного примера, вычислительное устройство 110 может анализировать первое изображение колориметрического сенсорного устройства 130, полученное в первый момент времени, и второе изображение колориметрического сенсорного устройства 130, полученное во второй момент времени, для того, чтобы определить концентрацию по меньшей мере одного загрязняющего вещества в воздухе, воздействию которого подвергается колориметрическое сенсорное устройство 130.
3
3
В различных реализациях величина загрязнения, определенная вычислительным устройством 110, может быть использована в качестве стандартного значения для калибровки одного из электронных чувствительных элементов 122 загрязнения воздухоочистителя 120. Например, вычислительное устройство 110 может определять основанную на колориметрическом чувствительном элементе величину загрязнения для некоторого загрязняющего вещества на основе одного или более значений цвета колориметрического чувствительного элемента колориметрического сенсорного устройства 130. Воздухоочиститель 120 может также определять основанную на чувствительном элементе воздухоочистителя величину загрязнения для конкретного загрязняющего вещества с использованием измерений от одного или более электронных чувствительных элементов 122 загрязнения. Основанная на чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения может быть сообщена вычислительному устройству 110, и вычислительное устройство 110 может сравнить эту величину с основанной на колориметрическом чувствительном элементе величиной загрязнения для того, чтобы откалибровать один или более электронных чувствительных элементов 122 загрязнения. В качестве одного примера, предположим, что основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения указывает на концентрацию загрязняющего вещества, равную 0,3 мг/м, а основанная на чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения указывает на концентрацию загрязняющего вещества, равную 0,5 мг/м. Основываясь на том, что основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения является меньше основанной на чувствительном элементе воздухоочистителя величины загрязнения, вычислительное устройство 110 может сообщить воздухоочистителю 120 уменьшить чувствительность измерений для одного или более электронных чувствительных элементов 122 загрязнения.
В то время как пользователь может использовать множеством вычислительных устройств, для краткости примеры, описанные в настоящем раскрытии, будут фокусироваться на пользователе, использующем вычислительное устройство 110. Кроме того, в то время как многочисленные пользователи могут взаимодействовать с воздухоочистителем 120 и/или колориметрическим сенсорным устройством 130 посредством множества вычислительных устройств, для краткости примеры, описанные в настоящем раскрытии, будут фокусироваться на единственном пользователе, использующем вычислительное устройство 110. Вычислительное устройство 110 может представлять собой, например, настольное вычислительное устройство, вычислительное устройство ноутбука, вычислительное устройство планшета и/или вычислительное устройство мобильного телефона. Также могут быть обеспечены дополнительные и/или альтернативные вычислительные устройства.
Вычислительное устройство 110 включает в себя одно или более приложений для облегчения отправки и получения данных по сети (например, к и/или от воздухоочистителя 120) для обеспечения представления (например, отображения) изображений, снятых (полученных) с помощью камеры 112, и/или других данных, таких как данные, имеющие отношение к уровням загрязнения, данные, инструктирующие пользователя, когда или как следует получать изображения колориметрического сенсорного устройства 130, и т.д. Например, вычислительное устройство 110 может выполнять одно или более приложений, таких как автономное приложение, которое может выполнять все или только некоторые аспекты способов, показанных на Фиг. 3-5, и помогать пользователю в получении изображений, относящихся к способам, изображенным на Фиг. 3 и Фиг. 4. В некоторых реализациях вычислительное устройство 110 может включать в себя аппаратные средства, которые совместно используют одну или более характеристик с примерным вычислительным устройством, которое проиллюстрировано на Фиг. 6. Операции, выполняемые одним или более компонентами примерной среды примера, опционально могут быть распределены между множеством вычислительных устройств. Например, одна или более стадий, выполняемых вычислительным устройством 110, могут выполняться с помощью одной или более компьютерных программ, выполняющихся на одном или более серверах в одном или более расположений, которые связаны друг с другом с помощью сети (например, распределенные вычисления).
Со ссылкой на Фиг. 2A-2C одна реализация колориметрического сенсорного устройства 130 описывается более подробно. Иллюстрируемое колориметрическое сенсорное устройство 130 представляет собой прямоугольную полоску материала и включает в себя статический референсный цветной индикатор 132 и восемь колориметрических чувствительных элементов 134A-H. В иллюстрируемой реализации статический референсный цветной индикатор 132 представляет собой продольно проходящую полоску, которая включает в себя некоторый диапазон цветов, которые изменяются вдоль длины (то есть слева направо) этой продольно проходящей полоски. Различные оттенки серого проиллюстрированы на Фиг. 2A-2C для того, чтобы представить различные цвета. Например, самый светло-серый цвет в референсном цветном индикаторе 132 может представлять красный цвет, а самый темно-серый цвет может представлять синий цвет, и промежуточные оттенки серого включают в себя более светлые оттенки красного цвета, смеси красного цвета и синего цвета (то есть оттенки фиолетового цвета), а также более светлые оттенки синего цвета. Другими словами, при перемещении слева направо в статическом референсном цветном индикаторе 132 самая левая точка может иметь красный цвет, который переходит к более светлым оттенкам красного цвета, затем к фиолетовому цвету, затем к более светлым оттенкам синего цвета, а затем к синему цвету в самой правой точке.
Как уже было описано в настоящем документе, референсный цветной индикатор 132 является статическим (то есть он не реагирует тем же самым образом, что и колориметрические чувствительные элементы 134A-H, при воздействии на него загрязняющих веществ), и может использоваться в качестве ссылки при определении уровней загрязнения на основе одного или более изображений колориметрического сенсорного устройства 130. В некоторых реализациях использование референсного цветного индикатора 132 в качестве ссылки может обеспечить более точное определение уровня загрязнения при переменных условиях освещения, изменении чувствительных элементов цифровой камеры и т.д., чем в том случае, если бы не использовалось никакой ссылки. Хотя референсный цветной индикатор 132 проиллюстрирован как продольно проходящая полоска, которая включает в себя некоторый диапазон цветов, которые изменяются вдоль длины (то есть, слева направо) этой продольно проходящей полоски, также могут использоваться и другие конфигурации. Например, в некоторых реализациях референсный цветной индикатор 132 может представлять собой круглый индикатор с некоторым диапазоном цветов, которые изменяются вдоль радиуса и/или вдоль окружности этого круглого индикатора. Кроме того, например, в некоторых реализациях референсный цветной индикатор 132 может включать в себя больше или меньше (например, один) цветов, чем показано на Фиг. 2A-2C. Кроме того, например, вместо полоски, показывающей некоторый диапазон цветов с постепенными изменениями, референсный цветной индикатор 132 может включать в себя дискретный набор двух или более цветов.
В проиллюстрированной реализации каждый из колориметрических чувствительных элементов 134A-H является по существу круглым, и каждый из них выполнен с возможностью реагирования с одним или более элементами одного конкретного газообразного загрязняющего вещества. Например, колориметрический чувствительный элемент 134A может включать в себя химический материал, который выбирается так, чтобы он реагировал с диоксидом серы, колориметрический чувствительный элемент 134B может включать в себя химический материал, который выбирается так, чтобы он реагировал с оксидом азота, и т.д. Химические материалы колориметрических чувствительных элементов 134A-H могут изменять цвета в ответ на соответствующие реакции, и степень изменения цвета может зависеть от количества времени, в течение которого эти колориметрические чувствительные элементы подвергаются воздействию соответствующего загрязняющего вещества, и/или от концентрации соответствующего загрязняющего вещества в контролируемом воздухе. Изменение цвета обеспечивает индикацию количества загрязняющего вещества в контролируемом воздухе. Хотя колориметрические чувствительные элементы 134A-H иллюстрируются как круглые, также могут быть использованы другие формы, такие как овал, квадрат и т.д. Кроме того, хотя проиллюстрированы восемь колориметрических чувствительных элементов 134A-H, в некоторых реализациях может быть предусмотрено больше или меньше (например, один) колориметрических чувствительных элементов.
Хотя некоторые примеры в настоящем документе описываются относительно величины загрязнения некоторым газообразным загрязняющим веществом, определяемой на основе единственного колориметрического чувствительного элемента, в некоторых реализациях для измерения величины загрязнения единственным загрязняющим веществом могут использоваться два или более колориметрических чувствительных элементов. Например, в некоторых реализациях два или более колориметрических чувствительных элементов могут реагировать на одно конкретное газообразное загрязняющее вещество, но ни один из этих колориметрических чувствительных элементов не может быть совершенно чувствительным для этого конкретного газообразного загрязняющего вещества. Перекрестная чувствительность может быть обработана при наличии разных уровней чувствительности среди двух или более колориметрических чувствительных элементов, и относительные изменения цвета множества колориметрических чувствительных элементов могут быть использованы для того, чтобы определить фактический уровень загрязнения.
Фиг. 2A иллюстрирует один пример колориметрического сенсорного устройства 130 в первый момент времени, например вскоре после изготовления или сразу после начальной распаковки потребителем. Каждый из колориметрических чувствительных элементов 134A-H на Фиг. 2A показан как белый, что означает, что цвет колориметрических чувствительных элементов 134A-H еще не изменился благодаря реакции с загрязняющими веществами. Хотя он и показан как белый цвет на Фиг. 2A, в некоторых реализациях цвет нереагировавших колориметрических чувствительных элементов 134A-H может варьироваться. Например, в некоторых реализациях цвет нереагировавших одного или более колориметрических чувствительных элементов 134A-H может быть светло-коричневым и/или очень светлым оранжевым.
Фиг. 2B иллюстрирует один пример колориметрического сенсорного устройства, изображенного на Фиг. 2A, во второй момент времени, более поздний, чем первый момент времени. На Фиг. 2B колориметрические чувствительные элементы 134G и 134H показаны как светло-серые, что означает, что цвет колориметрических чувствительных элементов 134G и 134H изменился благодаря реакции с соответствующими загрязняющими веществами. Реакция с соответствующими загрязняющими веществами может происходить благодаря, например, преднамеренному воздействию воздуха на колориметрическое сенсорное устройство 130 (например, для намеренного обнаружения загрязняющих веществ) или непреднамеренному воздействию воздуха на колориметрическое сенсорное устройство 130 (например, благодаря некачественной упаковке и/или неправильному обращению со стороны пользователя).
Фиг. 2C иллюстрирует один пример колориметрического сенсорного устройства, изображенного на Фиг. 2А и Фиг. 2B, в третий момент времени, более поздний, чем первый момент времени и второй момент времени. На Фиг. 2C колориметрические чувствительные элементы 134G и 134H показаны как имеющие более темный оттенок серого, чем на Фиг. 2B, что означает, что цвет колориметрических чувствительных элементов 134G и 134H изменился в большей степени, чем на Фиг. 2B, благодаря дополнительной реакции с соответствующими загрязняющими веществами. На Фиг. 2C, колориметрические чувствительные элементы 134A, 134C и 134E также показаны как светло-серые (причем колориметрический чувствительный элемент 134A является более темно-серым, чем колориметрические чувствительные элементы 134C и 134E), что означает, что цвет колориметрических чувствительных элементов 134A, 134C и 134E изменился благодаря реакции с соответствующими загрязняющими веществами. Реакция с соответствующими загрязняющими веществами может происходить благодаря, например, намеренному воздействию воздуха на колориметрическое сенсорное устройство 130 для преднамеренного обнаружения загрязняющих веществ.
Фиг. 3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один примерный способ определения уровня загрязнения в воздухе на основе анализа множества полученных изображений колориметрического сенсорного устройства. Другие реализации могут выполнять эти стадии в различном порядке, опускать некоторые стадии, и/или выполнять другие и/или дополнительные стадии по сравнению с тем, что проиллюстрированы на Фиг. 3. Для удобства аспекты Фиг. 3 будут описаны со ссылкой на систему из одного или более компонентов, которая выполняет этот процесс. Эта система может включать в себя, например, вычислительное устройство 110. Также для удобства аспекты Фиг. 3 будут описаны со ссылкой на полученные изображения примера колориметрического сенсорного устройства 130.
На стадии 300 первое значение для колориметрического чувствительного элемента определяется на основе первого изображения колориметрического сенсорного устройства. В некоторых реализациях первое изображение может быть получено с помощью камеры 112 вычислительного устройства 110. Например, пользователь может обеспечить ввод через одно или более устройств ввода пользовательского интерфейса вычислительного устройства 110 для того, чтобы получить изображение колориметрического сенсорного устройства 130 в начале периода измерения. Первое значение для колориметрического чувствительного элемента может быть основано на цвете колориметрического чувствительного элемента в первом изображении. Например, в некоторых реализациях вычислительное устройство 110 может использовать цвет колориметрического чувствительного элемента в первом изображении как первое значение. Кроме того, например, как описано ниже для стадии 305, в некоторых реализациях первое значение может быть модифицированным цветом, основанным на цвете колориметрического чувствительного элемента в первом изображении и основанным на одном или более цветах референсного цветного индикатора колориметрического чувствительного элемента в первом изображении. Цвет может представляться различным образом, например длиной волны, значением RGB, шестнадцатеричным значением и т.д.
На опциональной стадии 305 один или более цветов референсного цветного индикатора колориметрического сенсорного устройства в первом изображении анализируются при определении первого значения. Например, один или более цветов референсного цветного индикатора 132 могут быть проанализированы для того, чтобы определить модифицированный цвет колориметрического чувствительного элемента в первом изображении. Как правило, вычислительное устройство 110 использует референсный цветной индикатор 132 в качестве ссылки для того, чтобы скорректировать цвет колориметрического чувствительного элемента в первом изображении (в случае необходимости) с тем, чтобы адаптироваться к изменению условий освещения первого изображения, к изменению чувствительных элементов цифровой камеры и т.д.
В некоторых реализациях вычислительное устройство 110 может сравнивать один или более цветов референсного цветного индикатора 132 в первом изображении с одним или более ожидаемыми цветами для того, чтобы определить цветокалибровку, которая будет применяться к цвету колориметрического чувствительного элемента. Например, ожидаемые цвета референсного цветного индикатора 132 могут храниться на вычислительном устройстве 110 и могут указывать, слева направо, следующие ожидаемые цвета референсного цветного индикатора: полный спектр красного цвета (например, от 620 нм до 750 нм), различные смеси красного и синего цвета, а также полный спектр синего цвета (например, от 450 до 495 нм). Ожидаемые цвета могут храниться в нм или в другом формате, таком как RGB или шестнадцатеричный. Основываясь на сравнении цветов референсного цветного индикатора 132 в первом изображении с ожидаемыми цветами, вычислительное устройство 110 может определить, что один или более цветов референсного цветного индикатора 132 в первом изображении смещены от ожидаемых значений, и может определить модифицированный цвет колориметрического чувствительного элемента на основании этого смещения (смещений). Например, вычислительное устройство 110 может определить, что красные цвета референсного цветного индикатора 132 смещены приблизительно на +25 нм, а синие цвета референсного цветного индикатора 132 смещены приблизительно на -15 нм. В таком примере вычислительное устройство 110 может скорректировать цвет колориметрического чувствительного элемента в первом изображении, основываясь на определенных смещениях.
В некоторых реализациях вычислительное устройство 110 может сопоставить цвет колориметрического чувствительного элемента в первом изображении с одним или более цветами в референсном цветном индикаторе 132 и определить модифицированный цвет колориметрического чувствительного элемента, основываясь на положении референсного цвета в референсном цветном индикаторе в первом изображении. Например, отображение цветов на положения референсного цветного индикатора 132 может быть сохранено на вычислительном устройстве 110. Например, самый левый вертикальный сегмент на референсном цветном индикаторе 132 может отображаться на 750 нм (такое значение может быть сохранено в нм или в другом формате, таком как RGB или шестнадцатеричный), вертикальный сегмент в положении 20% пути вдоль референсного цветного индикатора 132 (слева направо) может отображаться на 635 нм, и т.д. Вычислительное устройство 110 может отображать цвет колориметрического чувствительного элемента в первом изображении на цвет на референсном цветном индикаторе 132 в первом изображении, и цвет, соответствующий положению цвета на референсном цветном индикаторе 132, может быть использован как модифицированный цвет колориметрического чувствительного элемента. Например, цвет колориметрического чувствительного элемента в первом изображении может иметь длину волны 620 нм и отображаться на цвет на референсном цветном индикаторе 132 в первом изображении, который располагается приблизительно в 20% пути вдоль референсного цветного индикатора 132. Положение, которое располагается приблизительно в 20% пути вдоль референсного цветного индикатора 132, в свою очередь может быть отображено на цвет с длиной волны 635 нм, и значение 635 нм может быть использовано в качестве модифицированного значения цвета колориметрического чувствительного элемента. В некоторых реализациях другие методы могут использоваться для того, чтобы определить модифицированный цвет колориметрического чувствительного элемента на основе анализа одного или более цветов референсного цветного индикатора колориметрического сенсорного устройства.
На стадии 310 второе значение для колориметрического чувствительного элемента определяется на основе второго изображения колориметрического сенсорного устройства. В некоторых реализациях это изображение может быть получено с помощью камеры 112 вычислительного устройства 110. Например, пользователь может обеспечить ввод через одно или более устройств ввода пользовательского интерфейса вычислительного устройства 110 для того, чтобы получить изображение колориметрического сенсорного устройства 130 в конце периода измерения. Конец периода измерения может быть временем, выбранным пользователем, и опционально может быть основан на рекомендуемом времени измерения. Второе значение для колориметрического чувствительного элемента может быть основано на цвете колориметрического чувствительного элемента во втором изображении. Например, в некоторых реализациях вычислительное устройство 110 может использовать цвет колориметрического чувствительного элемента во втором изображении как второе значение. Кроме того, например, как описано ниже для стадии 310, в некоторых реализациях второе значение может быть модифицированным цветом, основанным на цвете колориметрического чувствительного элемента во втором изображении и основанным на одном или более цветах референсного цветного индикатора колориметрического чувствительного элемента во втором изображении.
На опциональной стадии 315 анализируются один или более цветов референсного цветного индикатора колориметрического сенсорного устройства во втором изображении. Например, один или более цветов референсного цветного индикатора 132 могут быть проанализированы для того, чтобы определить модифицированный цвет колориметрического чувствительного элемента во втором изображении. Как правило, вычислительное устройство 110 использует референсный цветной индикатор 132 в качестве ссылки для того, чтобы скорректировать цвет колориметрического чувствительного элемента во втором изображении (в случае необходимости) с тем, чтобы адаптироваться к изменению условий освещения второго изображения, к изменению чувствительных элементов цифровой камеры и т.д.
Стадия 315 может совместно использовать аспекты вместе со стадией 305, но будет адаптироваться к цвету колориметрического чувствительного элемента во втором изображении и к цветам референсного цветного индикатора во втором изображении. В некоторых реализациях вычислительное устройство 110 может сравнивать один или более цветов референсного цветного индикатора 132 во втором изображении с одним или более ожидаемыми цветами для того, чтобы определить цветокалибровку, которая будет применяться к цвету колориметрического чувствительного элемента. В некоторых реализациях вычислительное устройство 110 может сопоставить цвет колориметрического чувствительного элемента во втором изображении с одним или более цветами в референсном цветном индикаторе 132 и определить модифицированный цвет колориметрического чувствительного элемента, основываясь на положении референсного цвета в референсном цветном индикаторе во втором изображении.
3
3
3
На стадии 320 величина загрязнения определяется для загрязняющего вещества, соответствующего колориметрическому чувствительному элементу стадий 300 и 310. Величина загрязнения определяется на основе первого значения и второго значения, определенных на стадиях 300 и 310. Например, вычислительное устройство может включать в себя отображение значений цвета для колориметрического чувствительного элемента на соответствующие величины загрязнения и может использовать это отображение для того, чтобы определять величину загрязнения, указывающую на количество загрязнения, обнаруженного колориметрическим чувствительным элементом с того момента времени, как было получено первое изображение, до того момента времени, как было получено второе изображение. Например, первое значение стадии 300 может быть первым цветом, отображенным на концентрацию загрязнения, равную 0,1 мг/м, а второе значение стадии 310 может быть вторым цветом, отображенным на концентрацию загрязнения, равную 0,3 мг/м. Вычислительное устройство 110 может определить величину загрязнения на основе разности между этими двумя концентрациями загрязнения (то есть 0,2 мг/м). Отображение цветов на величины загрязнения может храниться как, например, таблица значений, калибровочная кривая, математическая формула и т.д. В некоторых реализациях один или более колориметрических чувствительных элементов могут иметь отображение, которое является конкретным для загрязняющего вещества, обнаруживаемого колориметрическим чувствительным элементом и/или конфигурацией колориметрического чувствительного элемента. Другими словами, вычислительное устройство 110 может использовать первое отображение для колориметрического чувствительного элемента 134A, второе отображение для колориметрического чувствительного элемента 134B, и т.д.
3
3
В некоторых реализациях вычислительное устройство 110 может определять величину загрязнения для загрязняющего вещества, соответствующего колориметрическому чувствительному элементу стадий 300 и 310, на основе, по меньшей мере частично, разницы во времени между первым изображением стадии 300 и вторым изображением стадии 310. Например, каждое из изображений может быть связано с отметкой времени (например, включаемой в метаданные изображения), и разница во времени между отметками времени может быть использована при определении величины загрязнения. Например, предположим, что первое значение стадии 300 представляет собой первый цвет, отображаемый на концентрацию загрязнения, равную 0,1 мг/м, а второе значение стадии 310 представляет собой второй цвет, отображаемый на концентрацию загрязнения, равную 0,3 мг/м. При определении величины загрязнения вычислительное устройство 110 может опционально модифицировать эти значения (вверх или вниз), основываясь на разнице во времени, и/или может модифицировать разность между этими значениями (вверх или вниз), основываясь на разнице во времени. Например, в некоторых реализациях колориметрических чувствительных элементов для данного изменения цвета колориметрического чувствительного элемента между первым изображением и вторым изображением более короткая разница во времени приведет к более высокой величине загрязнения, чем более длинная разница во времени.
Хотя стадии, изображенные на Фиг. 3, описываются в отношении единственного колориметрического чувствительного элемента, подразумевается, что эти стадии могут быть повторены для каждого из множества колориметрических чувствительных элементов колориметрического сенсорного устройства для того, чтобы определить уровни загрязнения для соответствующих загрязняющих веществ, соответствующих этим колориметрическим чувствительным элементам.
Примерный способ, изображенный на Фиг. 3, может уменьшать проблемы, относящиеся к непреднамеренному контакту колориметрических чувствительных элементов с воздухом до их фактического использования потребителем, и/или может уменьшать или полностью устранять необходимость для потребителей различать множество сходных цветов при сопоставлении цвета колориметрического чувствительного элемента после его тестирования. Например, предположим, что колориметрическое сенсорное устройство 130 в состоянии, изображенном на Фиг. 2B, используется в начале периода измерения. На Фиг. 2B колориметрические чувствительные элементы 134G и 134H показаны как светло-серые, что означает, что цвет колориметрических чувствительных элементов 134G и 134H изменился благодаря реакции с соответствующими загрязняющими веществами. Реакция с соответствующими загрязняющими веществами может происходить благодаря, например, непреднамеренному воздействию воздуха на колориметрическое сенсорное устройства 130 (например, благодаря некачественной упаковке и/или неправильному обращению со стороны пользователя). Если первое изображение представляет собой изображение колориметрического сенсорного устройства 130 в состоянии, изображенном на Фиг. 2B, а второе изображение представляет собой изображение колориметрического сенсорного устройства 130 в состоянии, изображенном на Фиг. 2C, способ, показанный на Фиг. 3, будет учитывать первоначальное непреднамеренное воздействие на колориметрические чувствительные элементы 1134G и 134H при определении величин загрязнения, соответствующих этим чувствительным элементам. Аналогичным образом, если два или более колориметрических чувствительных элементов используются для измерения единственного газообразного загрязняющего вещества, способ, изображенный на Фиг. 3, может использоваться для определения значений для каждого из двух или более колориметрических чувствительных элементов, а также для определения величины загрязнения на основе этого множества значений. Следует отметить, что анализ относительных изменений множества чувствительных элементов для определения фактического уровня загрязнения является слишком сложным для многих потребителей.
Хотя примерный способ, проиллюстрированный на Фиг. 3, описывается в отношении первого изображения и второго изображения, в некоторых реализациях величина загрязнения может определяться для загрязняющего вещества, соответствующего одному или более колориметрическим чувствительным элементам, на основе только одного изображения колориметрического сенсорного устройства. Например, «первое значение» стадии 300 может быть принято за базовый цвет колориметрического чувствительного элемента, и величина загрязнения может определяться на основе значения, основанного на цвете колориметрического чувствительного элемента только в одном изображении. Кроме того, например, в некоторых реализациях колориметрический чувствительный элемент может быть выполнен с возможностью достижения равновесного состояния, которое соответствует соответствующей концентрации загрязнения (без дальнейших изменений при воздействии той же самой концентрации в течение более длительного периода времени), и величина загрязнения может определяться на основе значения, основанного на равновесном цвете только в одном изображении. В некоторых из этих реализаций один или более цветов референсного цветного индикатора колориметрического сенсорного устройства в первом изображении анализируются при определении значения (например, как описано выше для стадий 305 и 315). Например, один или более цветов референсного цветного индикатора 132 могут быть проанализированы для того, чтобы определить модифицированный цвет колориметрического чувствительного элемента в изображении.
Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один примерный способ калибровки электронного чувствительного элемента воздухоочистителя на основе величины загрязнения, определяемой с помощью колориметрического чувствительного элемента. Другие реализации могут выполнять эти стадии в различном порядке, опускать некоторые стадии, и/или выполнять другие и/или дополнительные стадии по сравнению с тем, что проиллюстрированы на Фиг. 4. Для удобства аспекты Фиг. 4 будут описаны со ссылкой на систему из одного или более компонентов, которая выполняет этот процесс. Эта система может включать в себя, например, вычислительное устройство 110 и/или воздухоочиститель 120.
На стадии 400 идентифицируется основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения для некоторого загрязняющего вещества. В некоторых реализациях основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения может представлять собой величину загрязнения, определяемую на основе примерного способа, проиллюстрированного на Фиг. 3.
На стадии 410 идентифицируется основанная на электронном чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения для загрязняющего вещества. Например, воздухоочиститель 120 может обеспечивать основанную на электронном чувствительном элементе воздухоочистителя величину загрязнения. Основанная на электронном чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения может быть определена с использованием одного или более электронных чувствительных элементов 122 загрязнения воздухоочистителя. В некоторых реализациях основанная на электронном чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения может представлять собой величину, определяемую на основе измерений от электронных чувствительных элементов 122 загрязнения, использующих отрезок времени, подобный отрезку времени, используемому при определении основанной на колориметрическом чувствительном элементе величины загрязнения, и/или которые выполняются по существу в одно и то же время.
3
3
3
На стадии 420 сравниваются основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения и основанная на электронном чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения. Например, вычислительное устройство 110 может сравнивать эти величины для того, чтобы определить разность между этими величинами. В качестве одного примера предположим, что основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения указывает на концентрацию загрязняющего вещества, равную 0,3 мг/м, а основанная на чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения указывает на концентрацию загрязняющего вещества, равную 0,35 мг/м. Вычислительное устройство 110 может сравнить эти величины и определить их разность, составляющую 0,05 мг/м.
3
3
На стадии 430 электронный чувствительный элемент воздухоочистителя калибруется на основе результата сравнения на стадии 420. Например, если сравнение на стадии 420 указывает, что разность между этими величинами изменяется по меньшей мере на некоторое пороговое значение, вычислительное устройство 110 может сообщить воздухоочистителю 120, чтобы он скорректировал чувствительность измерений от одного или более электронных чувствительных элементов 122 загрязнения. Степень коррекции чувствительности, которую вычислительное устройство 110 может запросить у воздухоочистителя 120, может зависеть от величины разности между этими величинами. В качестве одного примера предположим, что основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения указывает на концентрацию загрязняющего вещества, равную 0,3 мг/м, а основанная на чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения указывает на концентрацию загрязняющего вещества, равную 0,35 мг/м. Основываясь на том, что основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения является меньше основанной на чувствительном элементе воздухоочистителя величины загрязнения, вычислительное устройство 110 может сообщить воздухоочистителю 120 уменьшить чувствительность измерений для одного или более электронных чувствительных элементов 122 загрязнения.
Хотя некоторые стадии, показанные на Фиг. 4, описываются выше как выполняемые вычислительным устройством 110, в некоторых реализациях одна или более стадий могут выполняться воздухоочистителем 120. Например, воздухоочиститель 120 может включать в себя один или более процессоров, которые выполняют по меньшей мере стадию 420 и/или стадию 430.
Фиг. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую другой примерный способ калибровки электронного чувствительного элемента воздухоочистителя на основе величины загрязнения, определяемой с помощью колориметрического чувствительного элемента. Другие реализации могут выполнять эти стадии в различном порядке, опускать некоторые стадии, и/или выполнять другие и/или дополнительные стадии по сравнению с тем, что проиллюстрированы на Фиг. 5. Для удобства аспекты Фиг. 5 будут описаны со ссылкой на систему из одного или более компонентов, которая выполняет этот процесс. Эта система может включать в себя, например, вычислительное устройство 110 и/или воздухоочиститель 120.
На стадии 500 получается первое изображение колориметрического сенсорного устройства. В некоторых реализациях эта стадия может совместно использовать один или более аспектов вместе со стадией 300 и/или стадией 305, показанными на Фиг. 3.
На стадии 510 обеспечивается сигнал для воздухоочистителя, указывающий на начало измерения по меньшей мере для одного загрязняющего вещества, использующего по меньшей мере один чувствительный элемент воздухоочистителя. Например, вычислительное устройство 110 может обеспечить сигнал для воздухоочистителя 120 во время стадии 500, или за короткое время до этого или после этого (например, в пределах от 5 до 10 с), с тем, чтобы побудить воздухоочиститель начать измерение по меньшей мере одного загрязняющего вещества с использованием одного из электронных чувствительных элементов 122 загрязнения и/или указать время начала периода измерения для опционально уже выполняющегося измерения по меньшей мере одного загрязняющего вещества.
На стадии 520 получается второе изображение колориметрического сенсорного устройства. В некоторых реализациях эта стадия может совместно использовать один или более аспектов вместе со стадией 310 и/или стадией 315, показанными на Фиг. 3.
На стадии 530 обеспечивается сигнал для воздухоочистителя, указывающий конец измерения для загрязняющего вещества. Например, вычислительное устройство 110 может обеспечить сигнал для воздухоочистителя 120 во время стадии 520, или за короткое время до этого или после этого (например, в пределах от 5 до 10 с), с тем, чтобы побудить воздухоочиститель остановить измерение по меньшей мере одного загрязняющего вещества с использованием одного из электронных чувствительных элементов 122 загрязнения и/или указать время конца периода измерения для опционально продолжающегося измерения по меньшей мере одного загрязняющего вещества.
На стадии 540 основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения определяется для загрязняющего вещества на основе первого изображения и второго изображения. В некоторых реализациях эта стадия может совместно использовать один или более аспектов вместе со стадией 320, изображенной на Фиг. 3.
На стадии 550 основанная на чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения получается от воздухоочистителя для загрязняющего вещества от начала до конца измерения. Например, вычислительное устройство 110 может получать от воздухоочистителя 120 основанную на чувствительном элементе воздухоочистителя величину загрязнения, которая показывает кумулятивную, среднюю, или другую статистическую меру загрязняющего вещества, измеренную одним из электронных чувствительных элементов 122 загрязнения. Воздухоочиститель 120 может определять такую статистическую меру на основе сигналов, получаемых на стадиях 510 и 530. Другими словами, эта статистическая мера может включать в себя меры во время или после получения сигнала на стадии 510, а также во время или перед получением сигнала на стадии 530. В некоторых реализациях стадия 550 может совместно использовать один или более аспектов вместе со стадией 410, изображенной на Фиг. 4.
На стадии 560 сравниваются основанная на колориметрическом чувствительном элементе величина загрязнения и основанная на чувствительном элементе воздухоочистителя величина загрязнения. В некоторых реализациях эта стадия может совместно использовать один или более аспектов вместе со стадией 420, изображенной на Фиг. 4.
На стадии 570 чувствительный элемент воздухоочистителя калибруется на основе результата сравнения на стадии 560. В некоторых реализациях эта стадия может совместно использовать один или более аспектов вместе со стадией 430, изображенной на Фиг. 4.
Хотя некоторые стадии, показанные на Фиг. 5, описываются выше как выполняемые вычислительным устройством 110, в некоторых реализациях одна или более стадий могут выполняться воздухоочистителем 120. Например, воздухоочиститель 120 может включать в себя один или более процессоров, которые выполняют по меньшей мере стадию 550, стадию 560 и/или стадию 570.
Фиг. 6 представляет собой блок-схему одного примерного вычислительного устройства 610. Вычислительное устройство 610 обычно включает в себя по меньшей мере один процессор 614, который обменивается информацией с рядом периферийных устройств через подсистему 612 шины. Эти периферийные устройства могут включать в себя подсистему 624 хранения, включая, например, подсистему 625 памяти и подсистему 626 хранения файлов, устройства 622 ввода пользовательского интерфейса, устройства 620 вывода пользовательского интерфейса, а также подсистему 616 сетевого интерфейса. Устройства ввода и вывода позволяют пользователю взаимодействовать с вычислительным устройством 610. Подсистема 616 сетевого интерфейса обеспечивает интерфейс с внешними сетями и соединена с соответствующими устройствами интерфейса в других вычислительных устройствах.
Устройства 622 ввода пользовательского интерфейса могут включать в себя клавиатуру, указывающие устройства, такие как мышь, шаровой указатель, сенсорная панель или графический планшет, сканер, сенсорный экран, включенный в дисплей, устройства звукового ввода, такие как системы распознавания речи, микрофоны, и/или другие типы устройств ввода. В большинстве случаев использование термина «устройство ввода» предназначено для того, чтобы включать в себя все возможные типы устройств и путей ввода информации в вычислительное устройство 610 или в коммуникационную сеть.
Устройства 620 вывода пользовательского интерфейса могут включать в себя дисплейную подсистему, принтер, факс или невизуальные устройства, такие как устройства вывода звука. Дисплейная подсистема может включать в себя электронно-лучевую трубку (CRT), устройство плоской панели, такое как жидкокристаллический дисплей (LCD), проекционное устройство или некоторый другой механизм для создания видимого изображения. Дисплейная подсистема может также обеспечивать невизуальный вывод, например через устройства вывода звука. В большинстве случаев использование термина «устройство вывода» предназначено для того, чтобы включать в себя все возможные типы устройств и путей вывода информации из вычислительного устройства 610 пользователю или другой машине или устройству.
Подсистема 624 хранения хранит программы и данные, которые обеспечивают функциональность некоторых или всех описанных в настоящем документе модулей. Например, подсистема 624 хранения может включать в себя логику для выполнения одного или более аспектов одного или более способов, описанных в настоящем документе, таких как, например, способы, проиллюстрированные на Фиг. 3, 4 и/или 5.
Эти программные модули обычно выполняются процессором 614 самостоятельно или в комбинации с другими процессорами. Память 625, используемая в подсистеме хранения, может включать в себя несколько памятей, включая основную память 630 произвольного доступа (RAM) для хранения инструкций и данных во время выполнения программы, а также память 632 только для чтения (ROM), в которой хранятся фиксированные инструкции. Подсистема 626 хранения файлов может обеспечивать долгосрочное хранение файлов программ и данных, и может включать в себя привод жесткого диска, привод гибкого диска вместе со связанными съемными носителями, привод для компакт-дисков, накопитель на оптических дисках или картриджи съемных носителей. Модули, реализующие функциональность некоторых реализаций, могут храниться подсистемой 626 хранения файлов в подсистеме 624 хранения или в других машинах, доступных для процессора (процессоров) 614.
Подсистема 612 шины обеспечивает механизм, позволяющий различным компонентам и подсистемам вычислительного устройства 610 обмениваться информацией друг с другом предусмотренным образом. Хотя подсистема 612 шины показана схематично как одна шина, альтернативные реализации подсистемы шины могут использовать множество шин. Благодаря постоянно изменяющейся природе компьютеров и сетей описание вычислительного устройства 610, изображенного на Фиг. 6, представляет собой всего лишь некоторый конкретный пример для целей иллюстрирования некоторых реализаций. Также являются возможными множество других конфигураций вычислительного устройства 610, имеющих больше или меньше компонентов, чем вычислительное устройство, изображенное на Фиг. 6.
В то время как несколько реализаций в соответствии с настоящим изобретением были описаны и проиллюстрированы в настоящем документе, специалист в данной области техники легко предположит множество других средств и/или структур для выполнения функции и/или для получения результатов и/или одного или более описанных в настоящем документе преимуществ, и каждая из таких вариаций и/или модификаций рассматривается как находящаяся в области охвата описанных в настоящем документе реализаций в соответствии с настоящим изобретением. В более широком смысле специалист в данной области техники легко поймет, что все описанные в настоящем документе параметры, размерности, материалы и конфигурации являются всего лишь примерными, и что фактические параметры, размерности, материалы и/или конфигурации будут зависеть от конкретного применения или применений, для которых используются идеи настоящего изобретения. Специалисту в данной области техники будет очевидным, либо он будет в состоянии установить с использованием не более, чем стандартного экспериментирования, множество эквивалентов конкретным реализациям, описанным в настоящем документе. Поэтому следует понимать, что вышеописанные реализации представлены исключительно в качестве примера, и что в области охвата прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов реализации настоящего изобретения могут быть осуществлены иным образом, чем это конкретно описано и заявлено. Оригинальные реализации существующего раскрытия относятся к каждой индивидуальной функции, системе, изделию, материалу, комплекту и/или способу, описанным в настоящем документе. В дополнение к этому, любая комбинация двух или больше таких функций, систем, изделий, материалов, комплектов и/или способов, если такие функции, системы, изделия, материалы, комплекты и/или способы не являются взаимно несовместными, включаются в область охвата настоящего изобретения.
Все определения, данные и используемые в настоящем документе, должны пониматься как имеющие приоритет перед словарными определениями, определениями в документах, включенных в настоящий документ посредством ссылки, и/или обычными значениями определенных терминов.
Использующиеся в настоящем документе в описании и в пунктах формулы изобретения элементы в единственном числе, если явно не указано иное, должны пониматься как означающие «по меньшей мере один».
Фраза «и/или», использующаяся в настоящем документе в описании и в пунктах формулы изобретения, должна пониматься как означающая «любой один или оба» из элементов, соединенных этой фразой, то есть элементов, которые в некоторых случаях присутствуют конъюнктивно, а в других случаях присутствуют дизъюнктивно. Множество элементов, перечисленное с использованием фразы «и/или», должно рассматриваться тем же самым образом, то есть как «один или более» из перечисленных элементов. Опционально могут присутствовать другие элементы, отличающиеся от элементов, конкретно идентифицированных фразой «и/или», связанные или несвязанные с этими конкретно идентифицированными элементами. Таким образом, в качестве неограничивающего примера, ссылка на «A и/или B», когда она используется вместе с открытым выражением, таким как «содержащий», может относиться в одной реализации только к А (опционально включая элементы, отличающиеся от B); в другой реализации только к B (опционально включая элементы, отличающиеся от A); и в еще одной реализации как к A, так и к B (опционально включая другие элементы); и т.д.
Используемый в настоящем документе в описании и в пунктах формулы изобретения союз «или» должен пониматься как имеющий то же самое значение, что и фраза «и/или», как определено выше. Например, при разделении элементов в списке «или» или «и/или» должны интерпретироваться как инклюзивные, то есть включающие по меньшей мере один, но также включающие более одного из ряда или списка элементов, а также опционально дополнительные, не включенные в список элементы. Только такие термины, которые явно указывают иное, такие как «только один из» или «точно один из», или, при использовании в пунктах формулы изобретения, «состоящий из», будут относиться к включению точно одного элемента из ряда или списка элементов. В большинстве случаев используемый в настоящем документе термин «или» должен интерпретироваться только как указывающий взаимоисключающие альтернативы (то есть «один или другой, но не оба»), когда ему предшествуют термины исключительности, такие как «любой из», «один из», «только один из», или «точно один из». Фраза «состоящий по существу из», когда она используется в пунктах формулы изобретения, должна иметь свое обычное значение, используемое в области патентного права.
Используемая в настоящем документе в описании и в пунктах формулы изобретения фраза «по меньшей мере один» в отношении к списку из одного или более элементов должна пониматься как означающая по меньшей мере один элемент, выбираемый из любого одного или более элементов в этом списке элементов, но не обязательно включающая по меньшей мере один из каждого элемента, конкретно перечисленного в этом списке элементов, и не исключающая любые комбинации элементов в этом списке элементов. Это определение также допускает опциональное присутствие элементов, отличающихся от элементов, конкретно идентифицированных внутри списка элементов, к которому относится фраза «по меньшей мере один», независимо от того, являются ли они связанными или не связанными с этими конкретно идентифицированными элементами. Таким образом, в качестве неограничивающего примера, «по меньшей мере один из A и B» (или эквивалентно «по меньшей мере один из A или B», или эквивалентно «по меньшей мере один из A и/или B») может относиться в одной реализации к по меньшей мере одному, опционально включая более одного, A без присутствия B (и опционально включая элементы, отличающиеся от B); в другой реализации может относиться к по меньшей мере одному, опционально включая более одного, B без присутствия А (и опционально включая элементы, отличающиеся от A); в еще одной реализации может относиться к по меньшей мере одному, опционально включая более одного, A и по меньшей мере одному, опционально включая более одного, B (и опционально включая другие элементы); и т.д.
Также следует понимать, что если явно не указано иное, в любых способах, заявленных в настоящем документе, которые включают в себя более одной стадии или действия, порядок этих стадий или действий способа не обязательно ограничиваются порядком, в котором перечислены эти стадии или действия этого способа.
В пунктах формулы изобретения, а также в вышеприведенном описании, все переходные фразы, такие как «содержащий», «включающий», «поддерживающий», «имеющий», «вмещающий», «относящийся», «удерживающий», «состоящий из» и т.п., должны пониматься как открытые, то есть означающие «включающий в себя, но не ограничивающийся этим». Только переходные фразы «состоящий из» и «состоящий по существу из» должны быть закрытыми или полузакрытыми переходными фразами, соответственно, как указано в Руководстве по процедурам проверки патентов Патентного ведомства США, раздел 2111.03.