用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的方法和設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開一種用于確定環(huán)境空氣（130）的二氧化碳含量的方法（200）。方法（200）包括提供（210）移動(dòng)式的數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備（110）的步驟，所述數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備具有用于檢測(cè)環(huán)境空氣（130）中的二氧化碳的傳感器（120）；并且包括校準(zhǔn)（215）傳感器（120）的步驟，其中校準(zhǔn)（215）的步驟作為在參考環(huán)境（300）下測(cè)量環(huán)境空氣（130）的二氧化碳含量進(jìn)行。此外，方法（200）包括在使用傳感器（120）的條件下測(cè)量（220）環(huán)境空氣（130）的二氧化碳含量的步驟。
【專利說(shuō)明】
用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的方法和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的方法，一種相應(yīng)的設(shè)備以及一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]CO2傳感器的主要應(yīng)用為在通風(fēng)和空調(diào)技術(shù)中用于根據(jù)需要控制通風(fēng)設(shè)施(例如見(jiàn)WWW.vai sala.de的Carbocap傳感器)并且在安全技術(shù)中，例如用于監(jiān)控CO2運(yùn)行的柜臺(tái)設(shè)施或發(fā)酵窖或冷卻設(shè)施的密封性。
[0003]典型的⑶2含量在空氣中位于380ppm至幾千ppm之間；根據(jù)DIN EN 13779，存在四個(gè)質(zhì)量等級(jí):低于800ppm為良好，在800和1400ppm(0.08至0.14體積百分比)為中等和適中的質(zhì)量，高于HOOppm為低的空間空氣質(zhì)量;最大的注入濃度(MIK)為3000ppm(0.3%)，用于每天八小時(shí)的日常暴露的最大的工作場(chǎng)所濃度為5000ppm=0.5%。
[0004]在近幾年，為環(huán)境空氣中的0)2測(cè)量幾乎僅建立了NDIR測(cè)量方法，然而所述NDIR測(cè)量方法全部需要若干cm的吸附路段，此外必須通過(guò)參照方法補(bǔ)償IR源的改變和其他氣體的影響。同樣地，市售借助于寬靈敏的傳感器測(cè)量空氣質(zhì)量的傳感器，例如AppliedSensor公司的傳感器，所述公司提供用于測(cè)量CO2等價(jià)物的基于金屬氧化物的傳感器(例如見(jiàn)http: / / www.appliedsensor.com/pdf s/APS_iAQ2000_0310.pdf )。所述傳感器對(duì)于 C02 完全不敏感，而是測(cè)量空氣質(zhì)量進(jìn)而也間接地根據(jù)其他氣體測(cè)量C02濃度，所述其他氣體在使用空間時(shí)同樣存在并且所述其他氣體也感受為不舒適的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]空氣質(zhì)量傳感器的不同形式在全部已知應(yīng)用中地點(diǎn)固定地安置并且通常非常遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離直接的環(huán)境空氣，所述環(huán)境空氣對(duì)于例如停留在階梯教室或會(huì)議室中的人是重要的。傳感器和通風(fēng)設(shè)施之間的通信雖然尤其在建筑物技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)部分無(wú)線地實(shí)施，但是僅為了簡(jiǎn)化安裝(更小的安裝耗費(fèi)、省略固定鋪設(shè)的線纜)。傳感器例如始終還在墻壁或天花板上或在排氣通道中靜態(tài)地固定。
[0006]移動(dòng)電話配設(shè)有多個(gè)傳感器、尤其GPS和慣性傳感器，但是未來(lái)使用壓力傳感器和濕度傳感器也是可預(yù)見(jiàn)的。移動(dòng)電話也可借助于本地?zé)o線電連接簡(jiǎn)單聯(lián)網(wǎng)，所述移動(dòng)電話此外大多處于用戶附近。
[0007]在所述背景下，借助在此提出的方案，根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求提出一種用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的方法，此外提出一種設(shè)備，所述設(shè)備使用所述方法，以及最后提出一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。有利的設(shè)計(jì)方案從相應(yīng)的從屬權(quán)利要求和下面的說(shuō)明書中得出。
[0008]當(dāng)前，公開一種用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的方法，其中方法具有下述步驟:
-提供移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備，所述數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備具有用于檢測(cè)環(huán)境空氣中的二氧化碳的傳感器;和 -在使用傳感器的條件下測(cè)量環(huán)境空氣的二氧化碳含量。
[0009]能夠?qū)h(huán)境空氣理解成下述空氣，所述空氣位于具有傳感器的數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備周圍。例如能夠?qū)⒁苿?dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備理解成用于雙向傳遞數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收單元。例如，這種移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備能夠是移動(dòng)電話或平板計(jì)算機(jī)。能夠?qū)鞲衅骼斫獬蓽y(cè)量值記錄器，所述測(cè)量值記錄器能夠直接地或間接地檢測(cè)環(huán)境空氣中的二氧化碳含量或份額并且提供相應(yīng)的信號(hào)。
[0010]在此提出的方案基于下述知識(shí):典型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大的市場(chǎng)占有率的移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備能夠非常簡(jiǎn)單地用于附加的功能，即用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量。在此能夠充分利用，移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備通常非?？拷脩舻纳眢w保持或運(yùn)行，然而至少比用于環(huán)境空氣中的二氧化碳含量的傳統(tǒng)的傳感器更近。以所述方式，能夠檢測(cè)用于環(huán)境空氣的二氧化碳含量的測(cè)量值，所述測(cè)量值與由靜態(tài)(通常在房間天花板)布置的二氧化碳傳感器檢測(cè)的測(cè)量值相比精確得多并且對(duì)于人或用戶的舒適來(lái)說(shuō)更有說(shuō)服力。在此提出的方案因此提供下述優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)成本適宜地將僅一個(gè)小的、技術(shù)上可簡(jiǎn)單制造的附加的傳感器集成到移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)這種數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備的使用的明顯改進(jìn)。
[0011]在此提出的方案的下述實(shí)施方式是有益的，所述實(shí)施方式具有校準(zhǔn)傳感器的步驟。在此提出的方案的這種實(shí)施方式提供下述優(yōu)點(diǎn):在傳感器的測(cè)量特性由于老化發(fā)生改變的情況下，或者在用于測(cè)量環(huán)境空氣中的二氧化碳含量的測(cè)量環(huán)境存在不利或改變的情況下，也提供環(huán)境空氣的二氧化碳含量的精確的測(cè)量值。
[0012]尤其簡(jiǎn)單地，在此提出的方案能夠根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式實(shí)施，其中在校準(zhǔn)的步驟中，在參考環(huán)境下進(jìn)行環(huán)境空氣的二氧化碳含量的測(cè)量，所述參考環(huán)境表示具有在參考值的公差范圍之內(nèi)的二氧化碳含量的環(huán)境。如果傳感器由在戶外、例如在公園中或在較大人群旁邊提取的環(huán)境空氣加載，那么例如能夠存在這種參考環(huán)境。在此提出的方案的這種實(shí)施方式提供下述優(yōu)點(diǎn)，參考環(huán)境中的環(huán)境空氣的二氧化碳含量作為參考值從經(jīng)驗(yàn)值中良好已知，使得在通過(guò)傳感器測(cè)量位于所述參考值的公差范圍(例如為10%)之內(nèi)的二氧化碳含量時(shí)，在校準(zhǔn)期間能夠明確地并且快速地得知參考環(huán)境的存在。
[0013]此外，本發(fā)明的下述實(shí)施方式是有利的，在所述實(shí)施方式中，在校準(zhǔn)的步驟中，在使用相機(jī)和/或噪聲傳感器的條件下，得知參考環(huán)境的存在。本發(fā)明的這種實(shí)施方式提供技術(shù)上可非常簡(jiǎn)單識(shí)別的參考環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]根據(jù)在此提出的方案的另一種實(shí)施方式，在校準(zhǔn)的步驟中，能夠檢測(cè)和/或讀入傳感器的和/或數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備的位置，其中在使用所述位置的條件下得知參考環(huán)境的存在。通過(guò)使用例如表示移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備或傳感器的地理地點(diǎn)的這種位置，能夠非常簡(jiǎn)單地檢查或驗(yàn)證，移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備或傳感器是否處于第一參考環(huán)境下。
[0015]在校準(zhǔn)的步驟中，在使用無(wú)線的位置識(shí)別系統(tǒng)的條件下也能夠檢測(cè)所述位置，和/或其中在使用檢測(cè)的和/或讀入的位置的條件下可以改變參考值。在此提出的方案的這種實(shí)施方式提供下述優(yōu)點(diǎn)，在使用以下機(jī)構(gòu)的條件下確定所述位置，所述機(jī)構(gòu)通常已經(jīng)成批地在數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備中存在。以所述方式，能夠非常成本適宜地并且快速地確定位置。替代地或附加地，位置能夠暗示下述內(nèi)容:移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備或傳感器是否處于下述環(huán)境中，在所述環(huán)境中，參考值相對(duì)于其他位置上的參考值不同。例如，以所述方式能夠考慮，移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備或傳感器是否處于內(nèi)城的步行區(qū)(具有少量的空氣交換進(jìn)而可能提高的二氧化碳含量)、高速公路停車場(chǎng)(具有由于在高速公路上行駛的交通而提高的二氧化碳含量)、或者處于自由場(chǎng)所(具有大量的空氣交換進(jìn)而可能正常的或低的二氧化碳含量)。通過(guò)根據(jù)檢測(cè)的或讀入的位置匹配測(cè)量值，因此能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器的校準(zhǔn)精度的提高。
[0016]在此提出的方案的一種實(shí)施方式是尤其有利的，其中在校準(zhǔn)的步驟中，測(cè)量環(huán)境空氣的二氧化碳含量在另一個(gè)參考環(huán)境中進(jìn)行，所述另一個(gè)參考環(huán)境表示具有在另一個(gè)參考值的另一個(gè)公差范圍之內(nèi)的二氧化碳含量的環(huán)境。在此，尤其是另一個(gè)參考值與參考值相比能夠表示環(huán)境空氣的更高的二氧化碳含量。在此提出的方案的這種實(shí)施方式提供下述優(yōu)點(diǎn):通過(guò)使用具有另一個(gè)參考值的另一個(gè)參考環(huán)境，能夠在不同的測(cè)量點(diǎn)或工作點(diǎn)上進(jìn)行對(duì)傳感器的調(diào)整，使得傳感器的測(cè)量動(dòng)態(tài)曲線也能夠有利地校準(zhǔn)。
[0017]當(dāng)在校準(zhǔn)的步驟中，為了確定另一個(gè)參考環(huán)境將人呼出的空氣用作為環(huán)境空氣時(shí)，校準(zhǔn)能夠尤其簡(jiǎn)單地在另一個(gè)參考環(huán)境下進(jìn)行。在從醫(yī)學(xué)檢查中非常準(zhǔn)確地已知由人呼出的空氣在肺泡體積中具有何種二氧化碳含量和這種由人呼出的空氣在使用移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備或傳感器時(shí)也通過(guò)用戶簡(jiǎn)單地并且快速地可用之后，另一個(gè)參考環(huán)境能夠非常簡(jiǎn)單地并且成本適宜地實(shí)現(xiàn)，尤其當(dāng)借助于其他傳感器能夠確定肺泡空氣的存在時(shí)。
[0018]當(dāng)在校準(zhǔn)的步驟中，參考環(huán)境的和/或另一個(gè)參考環(huán)境的存在在使用環(huán)境空氣的濕度和/或溫度的條件下和/或在使用運(yùn)動(dòng)、加速度、聲學(xué)和/或光學(xué)傳感器的測(cè)量值的條件下確定時(shí)，則根據(jù)在此提出的方案的一個(gè)實(shí)施方式，能夠在技術(shù)上非常簡(jiǎn)單地確定，校準(zhǔn)當(dāng)前是否在參考環(huán)境中或者在另一個(gè)參考環(huán)境中進(jìn)行。以所述方式能夠有利地充分利用，在存在另一個(gè)參考環(huán)境的情況下，使用的(呼出的空氣作為)環(huán)境空氣具有高的濕氣含量和近似體溫，相反在存在參考環(huán)境的情況下，移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備或傳感器例如在戶外中使用進(jìn)而經(jīng)受高的光入射或較強(qiáng)的加速或運(yùn)動(dòng)。由此，不同的參考環(huán)境能夠借助技術(shù)上非常簡(jiǎn)單的輔助方法可靠地區(qū)分，使得能夠?qū)崿F(xiàn)精確的校準(zhǔn)。對(duì)此也能夠考慮圖像識(shí)別裝置，所述圖像識(shí)別裝置自動(dòng)化地或受支持地或作為監(jiān)控來(lái)識(shí)別參考環(huán)境。因此，例如在具有低的C02濃度的無(wú)負(fù)擔(dān)的外部空氣中的參考環(huán)境能夠根據(jù)樹木的或主要藍(lán)色的天空的可見(jiàn)性來(lái)識(shí)另IJ，或者根據(jù)缺乏臉部特征作為少量呼氣的標(biāo)志，但是也根據(jù)其他的傳感器、例如借助相應(yīng)于少量交通的小的噪聲背景。
[0019]為了確保，能夠確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的盡可能準(zhǔn)確的值，可以根據(jù)在此提出的方案的一個(gè)實(shí)施方式，在校準(zhǔn)的步驟中，如果環(huán)境空氣的二氧化碳含量的測(cè)量值在預(yù)定義的時(shí)間段之內(nèi)不大于偏差值地改變，那么能夠檢測(cè)環(huán)境空氣的二氧化碳含量。例如，這種預(yù)定義的時(shí)間段能夠包括5秒的時(shí)間段，其中環(huán)境空氣的二氧化碳含量的測(cè)量值不大于偏差值(例如為10%)地改變。在此提出的方案的這種實(shí)施方式通過(guò)使用相應(yīng)的參考環(huán)境下的穩(wěn)態(tài)的測(cè)量值提供傳感器的可靠的校準(zhǔn)。
[0020]根據(jù)在此提出的方案的另一個(gè)實(shí)施方式，設(shè)有要求校準(zhǔn)的步驟，其中在要求的步驟中，如果讀入手動(dòng)輸入的校準(zhǔn)要求信號(hào)，如果預(yù)定義的校準(zhǔn)重復(fù)時(shí)間段結(jié)束，和/或如果通過(guò)另一個(gè)傳感器檢測(cè)的二氧化碳含量信號(hào)表示環(huán)境空氣的以下二氧化碳含量，該二氧化碳含量與借助于傳感器檢測(cè)的二氧化碳含量的偏差大于差值，那么要求執(zhí)行校準(zhǔn)的步驟。根據(jù)校準(zhǔn)是否應(yīng)手動(dòng)激活或能夠根據(jù)確定的參數(shù)、如確定的時(shí)間或外部信號(hào)的改變執(zhí)行，在此提出的方案的這種實(shí)施方式提供靈活校準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0021]在此提出的方案的一種實(shí)施方式是尤其有利的，其中設(shè)有將控制信號(hào)輸出給通風(fēng)單元的步驟，尤其是其中在使用移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備的條件下輸出控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)在此尤其能夠基于由傳感器測(cè)量的環(huán)境空氣的二氧化碳含量來(lái)輸出，例如當(dāng)測(cè)量的二氧化碳含量低于預(yù)定義的閾值時(shí)。在此提出的方案的這種實(shí)施方式提供下述優(yōu)點(diǎn)，環(huán)境空氣的組成例如能夠通過(guò)接通(或關(guān)斷)(換氣)通風(fēng)單元來(lái)影響進(jìn)而改進(jìn)具有傳感器的移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備的用戶的舒適性或健康。同時(shí)，尤其通過(guò)將移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備用于輸出控制信號(hào)，能夠成本適宜地進(jìn)一步使用通常成批在移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備中存在的發(fā)送/接收接口。
[0022]根據(jù)在此提出的方案的另一個(gè)實(shí)施方式也實(shí)現(xiàn)下述設(shè)備，所述設(shè)備被構(gòu)造用于執(zhí)行和/或控制根據(jù)在此提出的變型方案的方法的全部步驟。尤其是，這種設(shè)備能夠是用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的設(shè)備，所述設(shè)備具有移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備和用于檢測(cè)環(huán)境空氣中的二氧化碳的傳感器。替代地或附加地，設(shè)備也能夠具有用于在使用傳感器的條件下控制對(duì)環(huán)境空氣的二氧化碳的測(cè)量的單元。
[0023]因此，在此提出的方案實(shí)現(xiàn)下述設(shè)備，所述設(shè)備被構(gòu)造用于在相應(yīng)的裝置中執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)在此提出的方法的變型方案的步驟。通過(guò)本發(fā)明的以設(shè)備的形式的所述實(shí)施變型方案，本發(fā)明所基于的任務(wù)也能夠快速地并且有效地解決。
[0024]在此能夠?qū)⒃O(shè)備理解成電設(shè)備，所述電設(shè)備處理傳感器信號(hào)并且據(jù)此輸出控制和/或數(shù)據(jù)信號(hào)。設(shè)備能夠具有接口，所述接口能夠硬件地和/或軟件地構(gòu)造。在硬件的構(gòu)造中，接口例如能夠是所謂的系統(tǒng)ASIC的包含設(shè)備的不同功能的部分。然而，也可以的是，接口是特別的集成電路或者至少部分地由分立器件構(gòu)成。在軟件的構(gòu)造中，接口能夠是軟件模塊，所述軟件模塊例如在微控制器上除了其他軟件模塊之外存在。
[0025]計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序也是有利的，所述程序代碼能夠在機(jī)器可讀的載體或存儲(chǔ)介質(zhì)、如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、硬盤存儲(chǔ)器或光學(xué)存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)并且用于執(zhí)行、實(shí)現(xiàn)和/或控制根據(jù)在上文中描述的實(shí)施方式之一的方法的步驟，尤其當(dāng)程序產(chǎn)品或程序在計(jì)算機(jī)或設(shè)備上執(zhí)行時(shí)如此。因此，在此提出的方案實(shí)現(xiàn)一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被設(shè)立用于，執(zhí)行和/或控制在此描述的方法的變型方案的全部步驟。在此提出的方案也實(shí)現(xiàn)一種機(jī)器可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)連同在其上存儲(chǔ)的根據(jù)在此提出的變型方案的計(jì)算機(jī)程序。
【附圖說(shuō)明】
[0026]下面根據(jù)附圖示例性地詳細(xì)闡述在此提出的方案。其中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的框圖；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖；以及圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的不同的使用或校準(zhǔn)環(huán)境的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下面對(duì)本發(fā)明的有益的實(shí)施例的描述中，對(duì)在不同的附圖中示出的并且起相似作用的元件使用相同的或相似的附圖標(biāo)記，其中放棄對(duì)這些元件的重復(fù)描述。
[0028]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的設(shè)備100的框圖。例如也能夠被稱為二氧化碳測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)備100包括移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備110。移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備110例如是移動(dòng)電話或平板計(jì)算機(jī)。在所述移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備110中集成有用于檢測(cè)環(huán)境空氣130中的二氧化碳的傳感器120。例如，傳感器120能夠具有進(jìn)氣通道140，以便抽吸或者通常接收環(huán)境空氣130，并且此外具有排氣通道150，以便將經(jīng)過(guò)分析的(環(huán)境)空氣又從傳感器120中導(dǎo)出。在此，傳感器120例如能夠布置在移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備110的區(qū)域中，使得經(jīng)由進(jìn)氣通道140從數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備110的用戶170的嘴160吹入空氣同樣是簡(jiǎn)單可行的。因此，設(shè)備100能夠理解成移動(dòng)式0)2測(cè)量設(shè)備，在所述移動(dòng)式(》2測(cè)量設(shè)備中能夠執(zhí)行用于空氣質(zhì)量和0)2測(cè)量的方法(尤其在使用移動(dòng)式傳感器系統(tǒng)100的條件下)。測(cè)量值傳遞在此能夠本地地在設(shè)備100的顯示裝置170上發(fā)生和/或經(jīng)由發(fā)送和接收單元180繼續(xù)傳送。
[0029]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于確定環(huán)境空氣的二氧化碳含量的方法200的流程圖。方法200包括提供移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備的步驟210，所述數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備具有用于檢測(cè)環(huán)境空氣中的二氧化碳的傳感器，并且包括在使用傳感器的條件下測(cè)量環(huán)境空氣的二氧化碳含量的步驟220。替代地或附加地，在步驟220之前或之后能夠進(jìn)行校準(zhǔn)的步驟215，以便將設(shè)備的傳感器120置于確定的測(cè)量點(diǎn)。對(duì)此，能夠使用校準(zhǔn)過(guò)程，如其例如參考圖3詳細(xì)描述。
[0030]圖3示出設(shè)備100的應(yīng)用也在校準(zhǔn)過(guò)程期間的不同的使用場(chǎng)景。在也稱作為參考環(huán)境的第一環(huán)境300下，當(dāng)設(shè)備100處于參考環(huán)境300的位置310中時(shí)，借助傳感器120能夠檢測(cè)環(huán)境空氣的二氧化碳含量的參考值。在圖3中作為參考環(huán)境300示出在戶外、例如在公園中的位置310。在所述參考環(huán)境300中，(在戶外的)環(huán)境空氣的二氧化碳含量從經(jīng)驗(yàn)值中已知并且大約為0.039體積百分比，這能夠用作為用于校準(zhǔn)傳感器120的參考值。為了檢查用戶170是否也實(shí)際處于戶外的位置310中，例如能夠使用定位系統(tǒng)315(例如衛(wèi)星支持的定位系統(tǒng)，如GPS)，例如以下述形式:檢測(cè)設(shè)備100的地理坐標(biāo)系的位置，并且檢查所述檢測(cè)的坐標(biāo)系是否實(shí)際處于戶外的環(huán)境中。以所述方式能夠驗(yàn)證，校準(zhǔn)是否實(shí)際在參考位置中進(jìn)行。同樣地，能夠經(jīng)由相機(jī)要么唯一地、要么附加地針對(duì)可能干擾的影響檢查環(huán)境，例如排除人或者CO2的其他源，例如具有在設(shè)備之前或附近的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車。
[0031 ]在另一個(gè)參考環(huán)境320中，例如傳感器120能夠被加載呼出的空氣，所述空氣同樣包含預(yù)先已知的大約為5.6體積百分比的二氧化碳含量。所述其他的參考位置能夠在其他位置325上進(jìn)行，所述其他位置當(dāng)然也能夠與位置310相同。因此，呼出的空氣的所述已知的值能夠用作為用于校準(zhǔn)傳感器120的其他的參考值。因此，通過(guò)所述其他的參考值，也能夠得到用于校準(zhǔn)傳感器120的測(cè)量點(diǎn)。通過(guò)檢測(cè)作為設(shè)備的環(huán)境空氣130的呼出的空氣的濕度和/或溫度，現(xiàn)在同樣又能夠驗(yàn)證，實(shí)際上傳感器120是否被加載呼出的空氣進(jìn)而是否在其他的參考位置320中進(jìn)行有效的校準(zhǔn)測(cè)量。
[0032]設(shè)備100此外能夠用于控制換氣設(shè)施330。例如，設(shè)備100能夠在會(huì)議室中安置在桌子335上，并且檢測(cè)會(huì)議室中的環(huán)境空氣的二氧化碳含量。如果確定二氧化碳含量下降到閾值之下，那么例如能夠使用數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備110或其發(fā)送和接收接口 180，例如以便將控制信號(hào)340輸出到換氣設(shè)施330上并且接通所述換氣設(shè)施。由此，能夠提高會(huì)議室中的新鮮空氣供給，這有助于改進(jìn)會(huì)議氣氛。
[0033]作為在此提出的方案的使用目的在此能夠采用，測(cè)量房間的真正重要的位置處的空氣質(zhì)量，即移動(dòng)式地借助直接由人攜帶的或靠近人的傳感器。借助所述傳感器，移動(dòng)式設(shè)備上的本地的顯示裝置但是也能夠?qū)崿F(xiàn)將數(shù)值傳遞給例如建筑物或機(jī)動(dòng)車輛中的通風(fēng)設(shè)施，以便因此為人確保最佳的空氣質(zhì)量。尤其是，傳感器應(yīng)當(dāng)用在移動(dòng)電話中，所述移動(dòng)電話除了顯示和電流供給之外提供用于連接的多個(gè)通信路徑，并且例如在機(jī)動(dòng)車輛中已經(jīng)能夠按照標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)網(wǎng)(免提裝置)。
[0034]在此提出的發(fā)明的一個(gè)重要方面是將用于測(cè)量作為和參數(shù)或以單獨(dú)參數(shù)、例如單氣體濃度的形式的空氣質(zhì)量的氣體傳感器集成到移動(dòng)式的并且通過(guò)所有者隨身攜帶的或處于身體附近的設(shè)備、尤其是移動(dòng)電話中，所述設(shè)備尤其無(wú)線地聯(lián)網(wǎng)或者能夠聯(lián)網(wǎng)。例如經(jīng)由移動(dòng)式設(shè)備可調(diào)用的再校準(zhǔn)方法允許使用緊湊的并且例如適用于移動(dòng)電話的CO2傳感器，所述CO2傳感器在沒(méi)有例如由于漂移行為而再校準(zhǔn)的情況下不能夠使用。校準(zhǔn)方法例如使用具有已知的或幾乎已知的濃度的多種氣體，尤其是具有小的CO2濃度的外部空氣和具有高的CO2濃度的呼出空氣。
[0035]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)描述的用于測(cè)量CO2含量的基于NDIR的傳感器由于用于吸附路段的空間需求不適合于集成到移動(dòng)電話中。對(duì)于如在此提出的那樣在移動(dòng)式數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備中使用，對(duì)傳感器120的典型的空間要求在小于3mm邊長(zhǎng)并且小于2_高度的范圍內(nèi)。出于所述要求得到在此處提出的傳感器120中使用其他的傳感器原理的必要性，例如基于CO2在吸附材料、諸如堿性反應(yīng)的聚合物之上或之中的吸附，并且基于讀出由此改變的特性，例如改變的質(zhì)量、粘性或電特性、如介電常數(shù)或電阻。同樣地，在合適的濃縮材料中對(duì)CO2的光學(xué)測(cè)量也是能夠考慮的。大多數(shù)方法從文獻(xiàn)中部分地自近幾十年已知，借此可以小的成本制造的傳感器是非常小的并且具有小的電流消耗。
[0036]但是，與NDIR方法相比，全部方法具有較差的穩(wěn)定特性并且要求更高的再校準(zhǔn)耗費(fèi)。原因一方面是吸附材料關(guān)于時(shí)間的變化，尤其通過(guò)空氣中的污染物的影響(例如溶劑)，但是還有高濃度的濕氣的吸附，這與CO2吸附重疊。
[0037]用于CO2的所述測(cè)量原理現(xiàn)在例如能夠通過(guò)校準(zhǔn)方法用于移動(dòng)應(yīng)用。校準(zhǔn)方法尤其為CO2使用兩點(diǎn)校準(zhǔn)，其中CO2的濃度分別是已知的或幾乎已知的。校準(zhǔn)方法能夠自動(dòng)地、例如以規(guī)則的時(shí)間間隔或者由用戶調(diào)用。
[0038]具有接近典型為0.039體積百分比的自然背景的低CO2濃度的校準(zhǔn)點(diǎn)能夠在將移動(dòng)電話暴露在更干凈的外部空氣中執(zhí)行。經(jīng)由GPS傳感器能夠確定，移動(dòng)電話是否直接處于外部空氣處，同樣處于停留地點(diǎn)處。因此能夠從例如保存在數(shù)據(jù)服務(wù)器上的CO2卡讀取用于局部提高的CO2背景的修正值，一方面用于全球分布、但是另一方面例如也用于密集居住的區(qū)域、如城市(因此必要時(shí)能夠使用局部動(dòng)態(tài)的濃度值，所述濃度值例如考慮風(fēng)相關(guān)性地被使用。同樣地，在需要時(shí)，能夠考慮CO2的全球升高的背景濃度)。由在電話中存在的慣性傳感器的位置和運(yùn)動(dòng)圖案以及相機(jī)數(shù)據(jù)、間距傳感器的數(shù)據(jù)，并且在考慮使用的數(shù)據(jù)傳遞的情況下，能夠讀取電話的瞬時(shí)的使用。對(duì)于測(cè)量CO2的背景值理想的是距身體恒定的、較大的間距，以便不得到通過(guò)呼出空氣改變的值。這例如在使用用于互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)連同經(jīng)由觸摸屏進(jìn)行操作的移動(dòng)電話時(shí)是該情況。替代地，也能夠由用戶要求參考測(cè)量，其中所述用戶要求，將電話在盡可能無(wú)負(fù)擔(dān)的空氣中(例如在城市區(qū)域中在公園中)距身體一定間距保持一段時(shí)間。在傳感器上達(dá)到恒定的CO2濃度在此可以經(jīng)由傳感器本身讀出。只要測(cè)量值是穩(wěn)定的，那么為所述測(cè)量值在重新校準(zhǔn)的范圍中分配CO2的背景濃度。經(jīng)由其他的傳感器檢測(cè)溫度和濕度同樣能夠影響重新校準(zhǔn)或者在值過(guò)高或過(guò)低的情況下防止重新校準(zhǔn)。
[0039]用于CO2校準(zhǔn)的第二校準(zhǔn)點(diǎn)能夠通過(guò)下述方式確定:使用呼出空氣。所述空氣在使用最終呼氣的或肺泡的空氣體積時(shí)在大多數(shù)人中具有大約5.6體積百分比的恒定的CO2值。用戶應(yīng)一一與在酒精測(cè)試中類似地一一均勻地深呼氣，以便達(dá)到最終呼氣體積的值。所述均勻的呼氣例如能夠在使用例如麥克風(fēng)信號(hào)的聲學(xué)信號(hào)的條件下定性地檢測(cè)，例如借助參數(shù)，如呼氣的持續(xù)時(shí)間或空氣流的均勻性。在例如以皮托管形式的相應(yīng)的布置中，能夠?qū)鈮簤毫鞲衅饔糜跍y(cè)量必要時(shí)均勻的和深的呼氣。同樣地，可以借助于快速反應(yīng)的濕度傳感器(理想具有時(shí)間受限的溫度升高，以便防止在傳感器上冷凝；替代地或附加地，在所述條件下同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)濕度傳感器的校準(zhǔn)或檢查)，能夠測(cè)量呼出空氣的溫度和濕度，所述呼出空氣在正確執(zhí)行校準(zhǔn)方法的情況下應(yīng)該近似于37°C并且處于完全的濕度飽和。達(dá)到C02濃度的恒定值同樣能夠經(jīng)由未校準(zhǔn)的C02傳感器在連續(xù)測(cè)量中確定。在呼氣期間達(dá)到的濃度能夠作為變化曲線首先以相對(duì)的單位在顯示設(shè)備上示出。在呼氣過(guò)程結(jié)束時(shí)一次達(dá)到的恒定值于是能夠被考慮用于定量的重新校準(zhǔn)。
[0040]根據(jù)其他傳感器、例如壓力傳感器或溫度傳感器的測(cè)量值，能夠計(jì)算絕對(duì)值，例如CO2的分壓，或者執(zhí)行其他的可信度測(cè)試。
[0041 ]借助經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的⑶2傳感器120，在使用上述附加功能(在上文中提到的經(jīng)由麥克風(fēng)或壓力傳感器的流量測(cè)量)的條件下，下面執(zhí)行簡(jiǎn)化的測(cè)量，例如二氧化碳圖譜或二氧化碳圖。于是，根據(jù)所述結(jié)果，必要時(shí)能夠計(jì)算關(guān)于用戶的新陳代謝、血流動(dòng)力學(xué)和換氣(肺功能)的信息或者通過(guò)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的與其他用戶的結(jié)果的比較來(lái)實(shí)現(xiàn)和顯示。
[0042]上述校準(zhǔn)點(diǎn)位于5.6體積百分比C02，雖然略微位于對(duì)房間空氣質(zhì)量重要的測(cè)量范圍之外，但是可以從以下出發(fā)，傳感器應(yīng)可靠地檢測(cè)所述0)2值，因?yàn)橐苿?dòng)電話的呵氣可以視作為并且因此預(yù)期為正常的用戶行為。
[0043]在相當(dāng)線性的傳感器特性的情況下，對(duì)于房間空氣的重要的整個(gè)測(cè)量區(qū)域可以預(yù)期針對(duì)(》2測(cè)量的被均衡的并且可接受的錯(cuò)誤。
[0044]在使用在上文中描述的用于控制通風(fēng)設(shè)施的方案中，例如能夠借助于從其他傳感器、例如加速度傳感器或相機(jī)316獲得的信息確定移動(dòng)式傳感器系統(tǒng)的位置，例如當(dāng)移動(dòng)電話形式的傳感器系統(tǒng)在桌上會(huì)談期間位于會(huì)談的參與者附近時(shí)如此。替代地，用戶能夠要求，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)與通風(fēng)或空調(diào)設(shè)施控制裝置的接口、例如在房間之內(nèi)的藍(lán)牙連接時(shí)，將用于測(cè)量的移動(dòng)電話置于桌上。
[0045]同樣的適用于機(jī)動(dòng)車輛，在此必要時(shí)能夠?qū)⒃O(shè)在內(nèi)部空間中的保持裝置用于移動(dòng)式傳感器。傳感器是否位于保持裝置中例如能夠從電連接(充電插頭)中查詢。如果在房間之內(nèi)存在多個(gè)移動(dòng)式傳感器100并且尤其與靜態(tài)的、經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的傳感器360連接，那么可以由空調(diào)設(shè)施控制裝置考慮多個(gè)值，必要時(shí)能夠由分析排除具有強(qiáng)烈與其他傳感器的測(cè)量值偏差的值的傳感器。此外，能夠通知強(qiáng)烈偏差的傳感器，值偏差并且應(yīng)進(jìn)行再校準(zhǔn)。
[0046]同樣地，對(duì)相關(guān)傳感器信號(hào)的純分析可以通過(guò)通風(fēng)控制裝置通過(guò)下述方式進(jìn)行:例如在初始的非常高的通風(fēng)級(jí)下，將新鮮的或外部空氣吹入到房間或機(jī)動(dòng)車輛中，并且將在該狀態(tài)下得到的測(cè)量值采用為用于良好空氣質(zhì)量的值。隨后的測(cè)量值于是分別僅關(guān)于與所述初始測(cè)量值的變化來(lái)分析。例如當(dāng)房間在沒(méi)有使用的情況下在較長(zhǎng)的時(shí)間中通風(fēng)時(shí)(例如在夜晚)，那么同樣能夠使用所述方法，并且然后將傳感器置于所述房間中。
[0047]例如在制造中對(duì)于校準(zhǔn)或功能檢查，能夠通過(guò)下述方式擴(kuò)展所述方法:通過(guò)校準(zhǔn)裝置在確定的空間中、例如在測(cè)量室中進(jìn)行氣體濃度的預(yù)設(shè)，其中放置一個(gè)或多個(gè)傳感器360和/或370并且等待，直至實(shí)現(xiàn)傳感器信號(hào)中的平衡值(即所確定的值的波動(dòng)僅位于狹窄的公差范圍之內(nèi))。如果建立一個(gè)或多個(gè)傳感器與校準(zhǔn)裝置之間的連接，那么能夠?qū)?dāng)前的測(cè)量值從傳感器傳遞至校準(zhǔn)裝置并且相反地將預(yù)設(shè)的濃度從校準(zhǔn)裝置傳遞給傳感器，接著校準(zhǔn)裝置或傳感器計(jì)算校準(zhǔn)值并且保存在傳感器上。
[0048]所描述的并且在附圖中示出的實(shí)施例僅示例性地選擇。不同的實(shí)施例能夠完全地或關(guān)于各個(gè)特征彼此組合。一個(gè)實(shí)施例也能夠通過(guò)其他實(shí)施例的特征補(bǔ)充。
[0049]此外，在此提出的方法步驟能夠重復(fù)以及以與描述的順序不同的順序?qū)嵤?br>[0050]如果實(shí)施例包括第一特征和第二特征之間的“和/或”連接，那么這可以理解為，實(shí)施例根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式不僅具有第一特征、而且具有第二特征，并且根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式要么僅具有第一特征、要么僅具有第二特征。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于確定環(huán)境空氣(130)的二氧化碳含量的方法(200)，其中所述方法(200)具有下述步驟: -提供(210)移動(dòng)式的數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備(110)，所述數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備具有用于檢測(cè)環(huán)境空氣(130)中的二氧化碳的傳感器； -校準(zhǔn)(215)傳感器(120)，其中所述校準(zhǔn)(215)的步驟作為在參考環(huán)境(300)下測(cè)量所述環(huán)境空氣(130)的二氧化碳含量進(jìn)行，所述參考環(huán)境表示具有在參考值的公差范圍之內(nèi)的二氧化碳含量的環(huán)境， 尤其是其中所述參考環(huán)境的存在通過(guò)移動(dòng)式的數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備借助所述數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備的至少一個(gè)另外的傳感器來(lái)識(shí)別或至少檢查;和 -在使用所述傳感器的條件下，測(cè)量所述環(huán)境空氣(130)的二氧化碳含量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(200)，其特征在于，在所述校準(zhǔn)(215)的步驟中，檢測(cè)和/或讀入所述傳感器(120)的和/或所述數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備(110)的位置(310)，其中在使用所述位置的條件下，得知所述參考環(huán)境(300)的存在。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法(200)，其特征在于，在所述校準(zhǔn)(215)的步驟中，在使用相機(jī)和/或噪聲傳感器的條件下，得知所述參考環(huán)境的存在。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法(200)，其特征在于，在所述校準(zhǔn)(215)的步驟中，在使用無(wú)線的位置識(shí)別系統(tǒng)(315)的條件下檢測(cè)所述位置(310)，和/或其中在使用所檢測(cè)的和/或讀入的位置(310)的條件下改變所述參考值。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法(200)，其特征在于，在所述校準(zhǔn)(215)的步驟中，測(cè)量所述環(huán)境空氣(130)的二氧化碳含量在另一個(gè)參考環(huán)境(320)下進(jìn)行，所述另一個(gè)參考環(huán)境表示具有在另一個(gè)參考值的另一個(gè)公差范圍之內(nèi)的二氧化碳含量的環(huán)境，尤其是其中，所述另一個(gè)參考值與所述參考值相比表示所述環(huán)境空氣(130)的更高的二氧化碳含量。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法(200)，其特征在于，在所述校準(zhǔn)(215)的步驟中，為了確定所述另一個(gè)參考環(huán)境(320)，將由人(170)呼出的空氣作為環(huán)境空氣(130)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法(200)，其特征在于，在所述校準(zhǔn)(215)的步驟中，在使用所述環(huán)境空氣(130)的濕度和/或溫度的條件下和/或在使用運(yùn)動(dòng)、加速度和/或光學(xué)傳感器的測(cè)量值的條件下，確定所述參考環(huán)境(300)和/或所述另一個(gè)參考環(huán)境(320)的存在。8.根據(jù)權(quán)利I至7中任一項(xiàng)所述的方法(200)，其特征在于，在所述校準(zhǔn)(215 )的步驟中，如果所述環(huán)境空氣(130)的二氧化碳含量的測(cè)量值在預(yù)定義的時(shí)間段之內(nèi)不大于偏差值地改變，那么檢測(cè)所述環(huán)境空氣(130 )的二氧化碳含量。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法(200)，其特征在于，設(shè)有要求校準(zhǔn)(215)的步驟，其中在所述要求的步驟中，如果讀入手動(dòng)輸入的校準(zhǔn)要求信號(hào)，如果預(yù)定義的校準(zhǔn)重復(fù)時(shí)間段結(jié)束，如果通過(guò)另一個(gè)傳感器檢測(cè)的二氧化碳含量信號(hào)表示所述環(huán)境空氣(130)的以下二氧化碳含量，所述二氧化碳含量與借助于所述傳感器檢測(cè)的二氧化碳含量偏差大于差值，和/或如果已經(jīng)設(shè)定預(yù)定義的參考環(huán)境，尤其借助通風(fēng)設(shè)施完成窗口通風(fēng)和/或房間的通風(fēng)，那么要求執(zhí)行所述校準(zhǔn)(215)的步驟。10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法(200)，其特征在于將控制信號(hào)(340)輸出給通風(fēng)單元(330)的步驟，尤其是其中在使用移動(dòng)式的數(shù)據(jù)傳遞設(shè)備(110)的條件下輸出所述控制信號(hào)。11.一種設(shè)備(100)，所述設(shè)備被構(gòu)造用于執(zhí)行根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法(200)的全部步驟。12.—種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被設(shè)立用于，執(zhí)行和/或控制根據(jù)上述權(quán)利要求1至1中任一項(xiàng)所述的方法(200 )的全部步驟。13.—種計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，具有在其上存儲(chǔ)的根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序。
【文檔編號(hào)】G01N21/3504GK106062535SQ201580013373
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日 公開號(hào)201580013373.5, CN 106062535 A, CN 106062535A, CN 201580013373, CN-A-106062535, CN106062535 A, CN106062535A, CN201580013373, CN201580013373.5, PCT/2015/52056, PCT/EP/15/052056, PCT/EP/15/52056, PCT/EP/2015/052056, PCT/EP/2015/52056, PCT/EP15/052056, PCT/EP15/52056, PCT/EP15052056, PCT/EP1552056, PCT/EP2015/052056, PCT/EP2015/52056, PCT/EP2015052056, PCT/EP201552056
【發(fā)明人】A.克勞斯
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司