用于整合多个化学传感器数据以检测未测化合物的系统

摘要

用于确定环境中的未测化学物质的存在的方法可以包括从多个化学传感器接收多个传感器读数，其中所述多个化学传感器中的每个化学传感器被配置为检测不同的化学物质；确定所述多个传感器读数中的由于一种或多种未测化学物质的交叉敏感性模式；将所述交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式进行比较；确定所述交叉敏感性模式与对应于一种或多种化学物质的所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配；和基于确定所述交叉敏感性模式与所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配来标识一种或多种未测化学物质。

说明书

相关母案申请

本申请是申请日为2016年4月19日、申请号为201680024708.8的申请的分案申请。

背景技术

存在各种系统以允许检测环境中的化合物。存在各种传感器设计，并且这些传感器可以用于检测化合物的存在。然而，在一些工业环境中，可能存在大量的化学化合物。所有这些化合物的检测可能需要跨相对较大区域的大量传感器。即使不需要监测一些化合物，它们也可能干扰被设计为监测各种感兴趣的化合物的传感器。在一些情况下，由于没有被直接测量的气体的干扰影响，可能导致被测量值的错误标识，这可能导致设施内的虚警（false alarm）。结果所得的监测区域的系统可能是复杂的、昂贵的，并且容易出现错误标识和虚警。

发明内容

在一个实施例中，确定环境中的未测化学物质的存在的方法可以包括从多个化学传感器接收多个传感器读数，其中所述多个化学传感器中的每个化学传感器被配置为检测不同的化学物质；确定所述多个传感器读数中的由于一种或多种未测化学物质的交叉敏感性模式；将所述交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式进行比较；确定所述交叉敏感性模式与对应于一种或多种化学物质的所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配；和基于确定所述交叉敏感性模式与所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配来标识一种或多种未测化学物质。

在一个实施例中，化学化合物测量系统包括存储暴露应用的存储器、存储已知化学模式的模式储存和处理器。所述暴露应用当在所述处理器上执行时将所述处理器配置为：从多个化学传感器接收多个传感器读数，其中所述多个化学传感器中的每个化学传感器被配置为检测不同的化学物质；确定所述多个传感器读数中的由于一种或多种未测化学物质的交叉敏感性模式；将所述交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式进行比较；确定所述交叉敏感性模式与所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配，其中所述一种或多种已知化学模式对应于一种或多种化学物质；和基于确定所述交叉敏感性模式与所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配来标识一种或多种未测化学物质。

在一个实施例中，确定环境中的化合物的存在的方法包括从多个化学传感器接收多个传感器输出；使用多个传感器输出来确定由未测化合物的存在所引起的交叉敏感性模式；将交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式进行比较；确定交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配，其中一种或多种已知化学模式对应于一种或多种化合物；和基于确定交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配而标识未测化合物。多个化学传感器中的每个化学传感器被配置为检测不同的化学物质，并且由检测到的化合物所引起的每个传感器输出的第一部分与由未测化合物所引起的传感器输出的第二部分的比率为至少约2：1。

本文描述的实施例包括旨在解决与某些现有设备、系统和方法相关联的各种缺点的特征和特性的组合。前面已经相当广泛地概述了所公开的实施例的特征和技术特性，以便可以更好地理解下面的详细描述。在阅读以下详细描述后以及通过参考附图，上述各种特性和特征以及其他特性和特征对于本领域技术人员将是显而易见的。应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作用于修改或设计用于执行与所公开的实施例相同目的的其他结构的基础。还应该意识到，这样的等效构造不脱离本文公开的原理的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图和详细描述进行的以下简要描述，其中相同的附图标记表示相同的部分。

图1示意性地图示了根据本文公开的实施例的用于检测环境中的一种或多种化学化合物的传感器系统。

图2示意性地图示了根据实施例的可以用于执行各种步骤的计算机。

具体实施方式

首先应当理解，虽然下面说明了一个或多个实施例的说明性实现，但是可以使用任何数量的技术来实现所公开的设备、系统和方法，无论当前已知还是尚未存在。本公开绝不应限于下面说明的说明性实现、附图和技术，而是可以在所附权利要求的范围及其等同物的全部范围内进行修改。

在一个实施例中，工作场所安全系统可以允许使用与环境、位置、移动和生物计量信息相关联的多个传感器来提供用于一个或多个工作人员的整合的安全解决方案。可以采用多个传感器，并且可以组合来自传感器的数据，以提供工作人员的人身安全的更好查看。例如，来自固定和/或移动传感器的数据可以用于检测环境的化学成分、环境条件（例如，温度、压力、风速、风向等）、振动水平、噪声水平、生物计量参数（例如，心率、体温、呼吸率等）、位置（例如，包括2维和/或3维位置）等。结果所得的数据可以通过通信模块中继到服务器，在其中可以组合数据以提供工作人员风险因素的总体查看。诸如警报、通知、信息（例如，维护协议、指令、实时帮助等）等的各种信息可以通过系统中继回到工作人员。该系统可以由于实时或近实时更新而提供更好的人身安全，通过处理多种类型的数据而提供改进的生产率，以及通过提供用于各种活动的个人防护装备使用、资格和训练的实时或近实时监测而提供关于安全协议的更好的工作人员合规性。所有这些系统都向工作人员提供反馈，以以先前不会如此高效的方式改进生产率、合规性和安全性。

在第一示例中，可以使用多个化学传感器来检测环境中的多种化合物。结果所得的测量可以用于从一个或多个传感器标识交叉敏感性（例如，由在由传感器正在检测的环境中存在的不同化学物质在所期望的化学物质的测量中所引起的干扰），并且匹配于一组模式。结果所得的模式匹配过程可以用于标识不被直接测量的环境中的化学物质。用于每种类型的化学传感器的特定交叉敏感性可以提供特定于未测化合物的代表性模式。以这种方式，用于给定的一组化学传感器的给定化学成分的交叉敏感性可以被认为具有可以与化学指纹的数据库匹配以标识化合物的指纹。未测化合物的结果所得的标识不仅可以提供化学物质的标识，而且可以提供环境大气中的化学物质浓度的量度。化学物质及其浓度的结果所得的标识可以用于消除由于所测量化合物的交叉敏感性。也可以将所确定的浓度与暴露阈值进行比较，以即使在直接检测化学物质的传感器不存在时也提供关于化学物质的安全的水平。这可以扩展多传感器阵列的检测范围，并且减少在某些情况下对专门的化学传感器的需要。

反馈和学习机制可以用于在其他化学物质中指示化学物质及其指纹的存在。这可以提供用于在不同环境中使用的化学指纹的更新数据库。指纹或模式可以被分布到多传感器阵列，以允许检测到的化学物质以及未检测到的化学物质的实时或近实时感测。此外，设施中的传感器阵列之间的相关性可以提供对设施内的每种化学物质的改进的检测和映射。该系统可以使用多个传感器输入来提供未测成分的指示，以改进设施中的工作人员的安全。

所确定的化学身份（identity）和浓度可以单独使用或与其他确定和/或测量的化合物组合使用以创建设施中的化学浓度的映射。可以在足够的空间信息可用时执行设施的映射，并且可以基于暴露于化学物质的组合影响而主动地警告工作人员不要进入某些区域。在此分析中可以考虑由工作人员所使用的装备的类型。在一些实施例中，系统可以建议适当的装备，其可以超出标准安全装备。该个人推荐可以通过避免使工作人员在执行作业期间返回到安全区域以交换他们的装备而增加工作人员生产率。

参考图1，图示了用于基于传感器输入的组合提供工作场所安全的系统100。如图1所示，系统可以包括与通信节点（诸如安全通信器150）信号通信的多个传感器152、154。安全通信器150可以通过网络160提供到数据分析服务器102和/或数据库120的数据连接。安全通信器150可以通过诸如无线保真（Wi-Fi）、蓝牙或蜂窝连接（例如，通过无线服务塔164）之类的接入点无线地耦合到网络。在一些实施例中，传感器可以与有线通信节点（诸如路由器或可以通过网络160与数据分析服务器102和/或数据库120进行通信的其他设备）信号通信。

在系统100中，网络160可以是表示使用传输控制协议/网际协议（TCP/IP）协议套件来彼此通信的网络和网关的全球集合的互联网。在一些实施例中，系统100还可以被实现为许多不同类型的网络，诸如例如内联网、局域网（LAN）或广域网（WAN）。图1意图作为示例而不是作为针对不同实施例的架构限制。

数据分析服务器102可以包括存储器104、处理器106、以及存储在存储器中的可以配置处理器106来执行某些功能的一个或多个应用110。通常，数据分析服务器102被配置为接收诸如环境化学物质浓度（例如，当前水平、电压水平、计算浓度等）、生物计量数据、环境数据、和/或与工作人员和/或一个或多个传感器相关联的位置数据的指示之类的传感器数据，并且处理数据以向设施处的工作人员和/或决策制定者提供信息。数据分析服务器102与用于存储在系统100内使用的信息的数据库120通信。数据库120可以包括化学模式数据储存122、传感器校准数据储存124、历史数据储存126和/或个人防护装备（PPE）数据储存128。

应用110可以包括暴露应用112和/或管理应用114。每个应用可以与传感器152、154和/或安全通信器150中的一个或多个进行通信。暴露应用112可以接收传感器数据并且基于多个化学传感器测量来执行模式匹配。结果所得的分析可以用于检测位置内（例如，设施的一个或多个区域内）的一种或多种未测化学物质，并向安全通信器150和/或一个或多个传感器152、154提供信息。例如，信息可以包括提醒、通知、用于执行过程的信息、对安全设备的输入（例如，触发等）等等。

在一个实施例中，暴露应用112可以从传感器接收多个输入。如下面更详细地描述的，传感器可以测量环境化学物质浓度、位置信息、环境信息、来自一个或多个个人的生物计量信息、噪声水平等。传感器数据可以存储在历史数据储存126中并与系统一起使用。暴露应用112可以使用传感器数据以及用于传感器的位置数据来发展用于检测到的化学物质和基于多个传感器输入被确定为存在的一种或多种化学物质两者的设施的暴露映射。例如，可以使用模型来预测设施内的一个或多个位置处的暴露，并且预测可以包括其中不存在传感器的区域。可以针对包括化学暴露、噪声暴露、光和热暴露等的各种环境危险来确定暴露值。

一旦暴露应用112已经确定了设施内的暴露水平，则可以组合用于许多环境危险的暴露值以提供工作人员的人身安全的更好查看。例如，可以使用用于给定位置处的化学暴露的数据来确定和预测该位置处的潜在化学物质暴露。传感器数据可以被存储在传感器数据储存124中，并且由暴露应用112以及模式数据122访问，作为确定何时存在一种或多种未测化学物质的一部分。结果所得的测量的传感器数据和确定的化学数据可以被存储在历史数据储存126中。在一些实施例中，可以在安全通信器而不是诸如数据分析服务器102之类的后端服务器上执行未测化学物质的存在的确定。

测量和确定过程可以由暴露应用112周期性地重复。例如，暴露应用可以以少于1分钟、少于5分钟、少于30分钟、或少于一小时的间隔来更新暴露值。暴露值和/或风险值等级被更新的速率可以至少部分地基于传感器数据（例如，传感器值、位置数据等）被更新并传达回到数据分析服务器102的速率。

在一些实施例中，暴露应用112可以关于一个或多个个人的位置监测暴露值，并且基于与个人的位置和/或基于预测运动的预期位置相关联的暴露值向管理者和/或个人提供反馈。暴露值可以基于用于没有任何PPE的个人的基本情况来确定，或者在一些实施例中，个人的PPE选择可以被包括在暴露值的确定中。使用多个传感器读数（具有或没有PPE考虑）来得到暴露值可以允许工作人员的当前暴露被评估并传达给每个工作人员。

当工作人员在暴露值超过阈值的位置处时，提醒、警报、通知和/或信息（例如，维护协议、指令、实时帮助等）等可以通过系统中继回到工作人员。例如，数据分析服务器102可以向安全通信器150发送消息以显示信息。提醒可以指示暴露的水平、需要附加PPE的通知、或者个人不应进入指定区域或如果个人已经在区域内则应离开该区域的指示。实时或近实时地更新数据和确定暴露值的能力可以由于实时或近实时更新而提供更好的人身安全，通过处理多种类型的数据而提供改进的生产率，以及通过提供用于各种活动的个人防护装备使用、资格和训练的实时或近实时监测而提供关于安全协议的更好的工作人员合规性。

安全通信器150可以与一个或多个传感器交互以向系统100提供信息。传感器可以包括与个人相关联的传感器（例如，便携式的传感器）和/或设施传感器（例如，无线或有线传感器，包括固定的传感器）。通常，个人可以穿戴用于检测和通信的一个或多个个人防护装备（PPE）设备。例如，人可以穿戴便携式化学检测器，所述便携式化学检测器可操作成标识空气中的气体并确定环境中的化学物质的水平。便携式化学传感器可以包括用于测量多种化学物质的传感器的阵列。此外，人可以穿戴可以监测运动、呼吸、心率等的任何数量的监测设备。另外，人可以穿戴便携式位置设备，所述便携式位置设备可操作成将设备（并且因此用户）的位置传达到中央监测站。这些便携式设备可以通过无线保真（Wi-Fi）网络、经由蓝牙或另一无线连接无线地通信。

也可以存在可以在设施内固定的设施传感器。固定传感器可以测量便携式和个人传感器可以测量的任何信息。固定传感器还可以测量诸如环境数据（例如压力、温度、风速、风向等）之类的信息。设施传感器可以无线地和/或通过有线连接与数据分析服务器102和/或安全通信器150进行通信，以提供与应用110一起使用的数据。

在一些情况下，与个人相关联的多个PPE设备可以具有经由声音、振动或视觉通知传达给用户的警报、通知或更新。在一些实施例中，每个PPE设备可以采用多个无线基础结构与中央监测站单独通信。在一些实施例中，可以使用包括数据收集和通信应用的安全通信器150（例如，通信设备）来收集传感器数据并将传感器数据传达到系统100的各个元件。例如，应用可以在智能电话和每个PPE设备之间建立连接，所述连接可以是诸如Wi-Fi或蓝牙的无线连接。然后，应用可以从每个PPE设备接收数据，并将数据本地地存储在设备上。应用还可以经由蜂窝网络将数据传送到云存储网络。另外，应用可以将来自所有PPE设备的组合数据传达到中央监测站。应用可以自动从PPE设备接收数据并将数据发送到数据分析服务器102。另外，应用可以可操作成向与其他个人相关联的其他安全通信器发送消息或呼叫，如果需要的话，诸如在警报或紧急情况下。

安全通信器150上的应用可以经由智能电话上的用户接口或连接到智能电话的用户接口（诸如智能手表）向用户呈现信息。接口可以将从每个PPE设备接收到的信息编译成一致的格式，从而使其更容易阅读和理解。用户可能能够调整应用中的警报限制和设置。应用可能经由用户接口示出实时读数，并可能经由用户接口发出提醒或警告。另外，振动或可听提醒也可以由应用经由智能电话发出。在一些情况下，应用可以可操作成与由用户穿戴的耳机或耳塞（诸如，例如蓝牙耳机）进行通信，以传达可听提醒或警告。

传感器可以检测各种类型的信息，诸如环境的化学成分、环境条件（例如，温度、压力、风速、风向等）、振动水平、噪声水平、生物计量参数（例如，心率、体温、呼吸率等）、位置（例如，包括2维和/或3维位置）等。可以使用各种类型的气体传感器来检测化学传感器。气体检测器可以包括但不限于辐射检测器、烟雾检测器和用于确定大气中的异常低氧含量的检测器、以及用于检测化学危害或易燃气体（诸如例如硫化氢、氨、一氧化碳、天然气、光气、有机化合物（例如挥发性有机化合物等）等）的各种各样的检测器。气体传感器还可以被配置为包括整合的无线通信以及周期性地和在事件条件下无线地报告位置信息、时间信息和气体浓度水平信息的能力。

使用多个暴露值来确定风险值可以在若干领域中找到应用。在一个实施例中，可以使用来自化学传感器的多个传感器输入来确定未测化学成分的存在。在一个实施例中，一个或多个传感器可以以特定化合物为目标。然而，化学传感器也可以表现出与环境中存在的其他化合物的交叉敏感性。例如，硫化氢传感器可以表现出与其他化学物质（诸如一氧化碳）的交叉敏感性读数。例如，10ppm的一氧化碳浓度可以在典型的硫化氢传感器中产生1ppm的响应。传感器通常被设计成使得对非检测化合物的交叉敏感性显著小于对传感器被设计为检测的化合物的敏感性。在一个实施例中，由目标化合物或多个化合物（例如，诸如爆炸性气体混合物之类的混合物等）所引起的传感器输出的部分与由未测和交叉干扰的化合物所引起的传感器输出的部分的比率可以是至少约2:1、至少约5:1、至少约10:1、至少约100:1或至少约1,000:1。在一些实施例中，由目标化合物或多个化合物所引起的传感器输出的部分与由未测和交叉干扰的化合物所引起的传感器输出的部分的比率可以小于约10,000:1，使得交叉干扰生成可以用于与任何未测化合物的存在模式匹配的信号的可测量部分。

环境中的每种附加化学物质可能具有对传感器读数的影响，并且用于每种化学物质的交叉敏感性的值可能对于传感器和化学成分是唯一的。当使用多个不同的化学传感器时，交叉敏感性模式可以提供可以给出未测化学物质的存在的指示的模式。例如，具有硫化氢传感器、一氧化碳传感器和氨传感器的多传感器阵列可以各自提供用于未知化合物的交叉敏感性值。通过检测潜在的交叉敏感性模式并将模式与用于特定化合物的已知模式的数据库匹配，可以检测一种或多种未知化合物。

交叉敏感性模式可以被存储在化学模式数据储存122中。初始模式可以以多种方式确定。由于交叉敏感性特定于每个传感器的构造，所以传感器可以单独使用或按组使用以检测用于多种化学物质的交叉敏感性值。在一个实施例中，传感器或多个传感器可以在受控环境中暴露于已知气体浓度，要么是单独的气体要么是具有已知成分浓度值的混合物。例如，每个传感器可以暴露于有机化合物（诸如苯）以确定交叉敏感性影响。通常，传感器之间的相对交叉敏感性可以用于标识化学物质，并且交叉敏感性的量值可以用于确定化学物质的浓度。相对交叉敏感性可以作为每个传感器与每个其他传感器的交叉敏感性的比率和/或作为敏感性值的相对百分比来测量。来自初始数据的结果所得的模式可以被存储在模式数据储存122中。在一些实施例中，在交叉敏感性模式不具有线性交叉敏感性影响的情况下，传感器可以暴露于化学物质的组合以确定未测和/或测量的化学物质的各种预期组合的组合影响。例如，可以使用苯、甲苯和二甲苯的组合来确定用于各种传感器的相对交叉敏感性，如果预期这些化学物质一起存在于环境中的话。

可以基于测量来使用模式数据储存122中的模式信息数据，或者可以使用各种类型的学习算法来发展模式模型。例如，可以使用统计模型、神经网络（例如，概率神经网络等）等从化学测试接收模式，并创建用于将模式与特定化学物质和化学物质浓度匹配的模型。例如，已知的模式可以用作训练数据，以初始创立和建立模型和模式中使用的参数。模型可以用于使模式的应用扩展超出明确测量的交叉敏感性值的那些应用和/或用于内插（interpolate）用于未明确检测的化学物质的组合的交叉敏感性值。模型、模型参数以及与这样的模型一起使用的各种其他信息可以被存储在模式数据储存122中并由暴露应用112使用。

在一些实施例中，暴露应用112可以在安全通信器150上操作，以便提供关于工作人员位置处的暴露值的实时或近实时信息。在该实施例中，模式和/或模型和参数可以以各种间隔发送到安全通信器150，以允许暴露应用112在安全通信器150上操作。通过使暴露应用112在安全通信器150上操作，即使不存在网络通信链路，也可以实时或近实时地确定所检测的化学物质。

在系统100的使用期间，来自一个或多个传感器152、154中的每个的化学读数可以由安全通信器150和/或数据分析服务器102上的暴露应用112接收并使用，以确定测量的化学物质的值。此外，暴露应用112可以基于化学传感器读数检测由于一种或多种附加的化学物质的交叉敏感性的模式。暴露应用112可以首先确定用于每个化学传感器的交叉敏感性读数。可以确定交叉敏感性读数的一个或多个方面，诸如用于每个传感器的相对值、每个交叉敏感性值的量值等。然后，可以将交叉敏感性读数与一种或多种模式进行比较，以确定可能存在于环境中的一种或多种未测化学物质的身份。通常，模式数据可以包括特定传感器与一种或多种化学物质之间的相对交叉敏感性。如下面更详细地描述的，模式还可以包括统计模型参数或数据，以允许模式与一种或多种特定化学物质匹配。模式数据可以从模式数据储存122获得并且用于检测环境中的一种或多种附加的化学物质的存在以及（可选地）浓度。可以以各种方式使用一种或多种未测化合物的存在和化合物的浓度。

在一些实施例中，来自历史数据储存126的历史数据可以包括在设施中的各个位置处的化学物质的测量。例如，气体样本可以随时间在设施中的各个位置处测量，并使用诸如气相色谱法的各种技术来分析。结果所得的分析可以提供在给定位置处存在的化学物质的类型的指示。在其他实施例中，过程模型可以提供在设施中的各个位置处存在的化学物质的指示。可以使用诸如环境条件（例如风向、风速等）等之类的其他信息来提供在各个位置处可以预期的化学物质的类型的预测。该信息可以由暴露应用访问，以标识可能存在于传感器152、154的位置处的一种或多种化学物质的列表。然后，预期的化学物质的列表可以用作用于分析传感器读数的起始点，以基于列表上的每种化学物质的交叉敏感性来确定可能存在来自列表的哪些化学物质。使用历史和预测数据可以通过缩小针对交叉敏感性值的分析存在的源和潜在化合物的总数来改进对未测化合物的预测。

暴露应用112可以输出存在于环境中的一种或多种化学物质的列表。列表可以包括由传感器152、154直接测量的检测到的化学物质。列表还可以包括基于交叉敏感性值的分析而不直接测量的一种或多种化学物质（例如，未测化学物质）。暴露应用112可以以多种方式使用未测化学物质的所确定的身份和浓度。例如，暴露应用112可以使用化学身份和浓度来从测量的化学物质的读数减少或消除交叉敏感性值。例如，检测到的交叉敏感性读数可以从测量的化学物质消除，以提供对由传感器检测到的化学物质的更准确的读数。这可以提供改进的安全警告，并且基于由交叉敏感性所引起的增加的读数来潜在地减少虚警。在该实施例中，可以确定未测化合物的身份和浓度，并且可以计算用于所标识的化合物的交叉干扰。然后，可以从传感器向计算的交叉干扰提供测量，以提供计及未测化合物的存在和交叉干扰影响的经校正的输出。未测化学物质及其浓度的确定也可以用于提供用于工作人员的暴露值，如下面更详细地描述的。

在一些实施例中，可以使用学习算法来更新模式数据储存122中的模式。随时间并且无论暴露应用在何处执行，来自传感器152、154的传感器读数都可以被存储在传感器数据储存124中。除了来自传感器的数据之外，传感器数据储存124还可以包括来自附加传感器的用于设施的传感器读数或诸如气体采样数据之类的输入。在一些实施例中，相同类型的传感器可以存在于设施处，作为固定或便携式传感器。传感器可以具有不同的构造，同时感测相同类型的化学物质，并且因此提供用于相同类型的未测化学物质的不同的交叉敏感性读数。在该实例中，传感器数据可以具有可以用于改进模式的不同读数。在一些实施例中，特定传感器可以测量不被多传感器阵列检测的化合物。例如，固定传感器阵列可以检测不被便携式传感器阵列检测的附加的化学物质。在该实施例中，固定传感器读数可以用于改进用于便携式传感器阵列的模式。

暴露应用112可以周期性地与来自其他传感器的数据结合地使用来自传感器152、154的传感器数据来执行传感器读数和环境中存在的化学物质的分析以更新现有模式和/或发展新模式。新模式可以包括用于可能存在的新化学物质的模式和/或用于化学物质的组合的模式。在一些实施例中，可以使用来自跨各种设施的数据来执行更新的分析。例如，传感器制造商可以跨多个设施收集传感器读数，并使用暴露应用112来执行模式更新。然后，可以使用相应的传感器将结果所得的更新发送到一个或多个设施。更新的分析可以连续地、周期性地、和/或在离散时间处执行。一旦接收，设施可以更新在设施处使用的传感器和模型。这可以允许来自一个设施或位置的数据在不同设施处的模型和传感器中使用。

当模式在给定设施处和/或使用来自不同设施或源的数据进行更新时，更新的模式可以被存储在模式数据储存122中。当暴露应用112在诸如安全通信器150的本地设备上执行时，可以将模式发送到安全通信器150，以用于执行交叉敏感性分析。这可以允许不被多个化学传感器直接测量的一种或多种化学物质的存在和浓度的改进确定。

暴露应用112可以提供设施的动态映射，以确定是否有任何区域具有针对测量和/或未测化学物质的个人的不可接受的暴露水平。使用映射，暴露应用112可以确定遍及区域的可接受的阈值。可接受的暴露水平以及提醒和通知可以从暴露应用112发送到安全通信器150，以用于显示给每个个人。在一些实施例中，可接受的阈值和/或映射可以被发送到安全通信器150，所述安全通信器150可以执行针对个人的未测化学物质的存在的确定。

暴露应用112可以主动地使用用于设施中的测量和/或未测化学物质的暴露确定来建议或要求用于个人的某个PPE。在一些实施例中，由个人所使用的PPE的类型可以与用于各种类型的PPE的特定信息一起存储在个人防护装备（PPE）数据储存128中。例如，安全通信器150可能能够检测各种PPE的存在，以及与由设施内的个人正确使用PPE的合规性。可以从PPE数据储存128获得用于正在使用的每个PPE的PPE信息以供暴露应用112使用。例如，可以由安全通信器150检测呼吸器的类型，包括呼吸器的正确定位以及用于呼吸器的型号或其他标识符。使用标识符，化学防护的水平和类型可以从PPE数据储存128检索，并用于单独的暴露阈值的确定中。

对于测量和/或未测化学物质的暴露水平的这种确定可以针对设施内存在的每个人而确定。系统100可以继续随时间更新暴露值，以向工作人员提供实时或近实时更新。可以针对当前个人的位置、PPE使用、训练等来检查更新的暴露水平，以确定暴露水平是否超过针对特定工作人员的适用阈值。如果违反任何阈值，则可以向个人（例如，向安全通信器150）和/或管理者或监督者发送通知、提醒、警告或其他指示。指示可能提供针对在受影响区域中工作的更新的要求。例如，当确定未测化学物质超过暴露阈值时，可以向安全通信器发送关于化学物质的存在以及暴露水平的警告。警告可以包括使用不同类型的PPE的通知。例如，即使有机物在区域中不被预期并且不被直接测量，也可能需要能够去除有机化合物的呼吸器。这可以为设施处的工作人员提供改进的检测和安全通知系统。

本文公开的任何系统和方法可以在包括处理器的计算机或其他设备上执行，诸如图1的通信设备150、数据分析服务器102、传感器152、154中的任何一个、和/或数据库120。图2图示了适于实现本文公开的一个或多个实施例的计算机系统280，诸如获取设备或其任何部分。计算机系统280包括处理器282（其可以被称为中央处理器单元或CPU），所述处理器282与包括辅助存储284、只读存储器（ROM）286、随机存取存储器（RAM）288的存储器设备、输入/输出（I/O）设备290和网络连接设备292通信。处理器282可以被实现为一个或多个CPU芯片。

要理解，通过将可执行指令编程和/或加载到计算机系统280上，CPU 282、RAM 288和ROM 286中的至少一个被改变，从而将计算机系统280部分地变换成具有由本公开所教导的新颖功能的特定的机器或装置。电气工程和软件工程领域的基础是可以通过将可执行软件加载到计算机中而实现的功能可以通过公知的设计规则转换为硬件实现。实现软件对硬件方面的概念之间的决策通常取决于设计的稳定性和要生产的单元的数量的考虑，而不是从软件域转变到硬件域中涉及的任何问题。通常，还要经受频繁改变的设计可能优选以软件实现，因为重新组装硬件实现比重新开发软件设计更昂贵。通常，将以大量生产的稳定的设计可以优选在硬件中例如在专用集成电路（ASIC）中实现，因为对于大型生产运行，硬件实现可能比软件实现更便宜。通常，设计可以以软件形式开发和测试，并且随后通过公知的设计规则变换为硬连线软件的指令的专用集成电路中的等效硬件实现。以与由新ASIC控制的机器是特定的机器或装置相同的方式，同样，已经编程和/或加载有可执行指令的计算机可以被视为特定的机器或装置。

另外，在系统280被开启或启动之后，CPU 282可以执行计算机程序或应用。例如，CPU 282可以执行存储在ROM 286中或存储在RAM 288中的软件或固件。在一些情况下，在启动时和/或当发起应用时，CPU 282可以将应用或应用的部分从辅助存储284复制到RAM 288或CPU 282本身内的存储器空间，并且CPU 282然后可以执行构成应用的指令。在一些情况下，CPU 282可以将应用或应用的部分从经由网络连接设备292或经由I/O设备290访问的存储器复制到RAM 288或CPU 282内的存储器空间，并且CPU 282然后可以执行构成应用的指令。在执行期间，应用可以将指令加载到CPU 282中，例如将应用的一些指令加载到CPU 282的高速缓存中。在一些上下文中，被执行的应用可以说将CPU 282配置为做某事，例如，将CPU 282配置为执行由对象应用促进的功能或多个功能。当CPU 282由应用以这种方式配置时，CPU 282成为特定目的计算机或特定目的机器。

辅助存储284通常由一个或多个磁盘驱动器或磁带驱动器构成，并且用于数据的非易失性存储和作为溢流数据存储设备，如果RAM 288不足够大以容纳所有工作数据的话。当这样的程序被选择以用于执行时，辅助存储284可以用于存储加载到RAM 288中的程序。ROM 286用于存储在程序执行期间读取的指令和（可能）数据。ROM 286是相对于辅助存储284的较大存储器容量通常具有小的存储器容量的非易失性存储器设备。RAM 288用于存储易失性数据并且可能用于存储指令。对ROM 286和RAM 288两者的访问通常比对辅助存储284更快。辅助存储284、RAM 288和/或ROM 286可以在一些上下文中被称为计算机可读存储介质和/或非暂时计算机可读介质。

I/O设备290可以包括打印机、视频监视器、液晶显示器（LCD）、触摸屏显示器、键盘、小键盘、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、语音识别器、读卡器、纸带读取器或其他公知的输入设备。

网络连接设备292可以采取调制解调器、调制解调器组、以太网卡、通用串行总线（USB）接口卡、串行接口、令牌环卡、光纤分布式数据接口（FDDI）卡、无线局域网（WLAN）卡、无线电收发器卡的形式，其使用诸如码分多址（CDMA）、全球移动通信系统（GSM）、长期演进（LTE）、全球微波接入互操作性（WiMAX）、近场通信（NFC）、射频标识（RFID）和/或其他空中接口协议无线电收发器卡以及其他公知的网络设备来促进无线电通信。这些网络连接设备292可以使得处理器282能够与互联网或一个或多个内联网进行通信。利用这样的网络连接，可以考虑处理器282可能在执行上述方法步骤的过程中从网络接收信息或者可能向网络（例如，向事件数据库）输出信息。经常被表示为要使用处理器282执行的指令序列的这样的信息可以例如以体现在载波中的计算机数据信号的形式从网络接收以及输出到网络。

可以包括例如要使用处理器282执行的数据或指令的这样的信息可以例如以计算机数据基带信号或体现在载波中的信号的形式从网络接收以及输出到网络。可以根据本领域技术人员公知的若干种方法生成基带信号或嵌入在载波中的信号或者当前使用或以后开发的其他类型的信号。基带信号和/或嵌入在载波中的信号在一些上下文中可以被称为暂时信号。

处理器282执行其从硬盘、软盘、光盘（这些各种基于盘的系统都可以被认为是辅助存储284）、闪存驱动器、ROM 286、RAM 288、或网络连接设备292访问的指令、代码、计算机程序、脚本。虽然仅示出了一个处理器282，但是可以存在多个处理器。因此，虽然指令可以讨论为由处理器执行，但是指令可以由一个或多个处理器同时地、串行地或以其他方式执行。可以从辅助存储284（例如，硬盘驱动器、软盘、光盘和/或其他设备）、ROM 286和/或RAM288访问的指令、代码、计算机程序、脚本和/或数据在一些上下文中可以被称为非暂时指令和/或非暂时信息。

在一个实施例中，计算机系统280可以包括彼此通信的协作以执行任务的两个或更多个计算机。例如，但不以限制的方式，应用可以以使得允许应用的指令的并发和/或并行处理的方式进行分区。替代地，由应用处理的数据可以以使得允许由两个或更多个计算机对数据集的不同部分的并发和/或并行处理的方式进行分区。在一个实施例中，可以由计算机系统280采用虚拟化软件来提供不直接绑定到计算机系统280中的计算机数量的多个服务器的功能。例如，虚拟化软件可以在四个物理计算机上提供二十个虚拟服务器。在一个实施例中，上面公开的功能可以通过在云计算环境中执行应用和/或多个应用来提供。云计算可以包括使用动态可扩展的计算资源经由网络连接来提供计算服务。云计算至少部分由虚拟化软件支持。云计算环境可以由企业建立和/或可以在根据需要的基础上从第三方提供商租用。一些云计算环境可以包括由企业拥有和操作的云计算资源以及从第三方提供商租用和/或租赁的云计算资源。

在一个实施例中，上面公开的功能中的一些或全部可以作为计算机程序产品来提供。计算机程序产品可以包括一个或多个计算机可读存储介质，其具有体现在其中的计算机可用程序代码以实现上面公开的功能。计算机程序产品可以包括数据结构、可执行指令和其他计算机可用程序代码。计算机程序产品可以体现在可移动计算机存储介质和/或不可移动计算机存储介质中。可移动计算机可读存储介质可以包括但不限于纸带、磁带、磁盘、光盘、固态存储器芯片，例如模拟磁带、压缩盘只读存储器（CD-ROM）盘、软盘、跳转驱动器、数字卡、多媒体卡等。计算机程序产品可能适于通过计算机系统280将计算机程序产品的内容的至少部分加载到辅助存储284、ROM 286、RAM 288和/或计算机系统280的其他非易失性存储器和易失性存储器。处理器282可以部分地通过直接访问计算机程序产品（例如通过从插入到计算机系统280的盘驱动器外设的CD-ROM盘读取）来处理可执行指令和/或数据结构。替代地，处理器282可以通过远程访问计算机程序产品（例如，通过经由网络连接设备292从远程服务器下载可执行指令和/或数据结构）来处理可执行指令和/或数据结构。计算机程序产品可以包括促进将数据、数据结构、文件和/或可执行指令加载和/或复制到辅助存储284、ROM 286、RAM 288和/或计算机系统280的其他非易失性存储器和易失性存储器的指令。

在一些上下文中，辅助存储284、ROM 286和RAM 288可以被称为非暂时计算机可读介质或计算机可读存储介质。RAM 288的动态RAM实施例同样可以被称为非暂时计算机可读介质，原因在于当动态RAM接收电力并根据其设计操作时，例如在计算机系统280在其期间被开启并可操作的时间段期间，动态RAM存储写入到它的信息。类似地，处理器282可以包括内部RAM、内部ROM、高速缓存存储器、和/或在一些上下文中可以被称为非暂时计算机可读介质或计算机可读存储介质的其他内部非暂时存储块、部分或组件。

示例

已经一般描述了本公开，给出以下示例作为本公开的具体实施例并且以证明其实践和优点。要理解，示例以说明的方式给出，并不意图以任何方式限制说明书或权利要求。

示例1

没有特定传感器的附加气体检测

传感器的组合包括硫化氢（H

表1

因此，未测化学物质的存在通过使用多个化学传感器是可能的，并且可以基于交叉敏感性模式来确定浓度。

示例2

交叉敏感性测量的减少和虚警

传感器的组合包括氰化氢（HCN）传感器、硫化氢（H

表2

因此，交叉敏感性模式可以用于标识由交叉敏感性所引起的潜在读数并检测周围气体中的实际气体浓度。然后，可以基于模式消除交叉敏感性，以避免虚警，并呈现存在的气体的更准确的测量。

已经描述了本文中的各种系统和方法，许多实施例可以包括但不限于：

在第一实施例中，确定环境中的未测化学物质的存在的方法包括通过存储在非暂时存储器中并在处理器上执行的暴露应用从多个化学传感器接收多个传感器读数，其中所述多个化学传感器中的每个化学传感器被配置为检测不同的化学物质；通过所述暴露应用确定所述多个传感器读数中的由于一种或多种未测化学物质的交叉敏感性模式；通过所述暴露应用将所述交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式进行比较；确定所述交叉敏感性模式与所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配，其中所述一种或多种已知化学模式对应于一种或多种化学物质；和基于确定所述交叉敏感性模式与所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配来标识一种或多种未测化学物质。

第二实施例可以包括第一实施例的方法，还包括：确定所述交叉敏感性模式的表示；和基于所述交叉敏感性模式的表示来确定所述一种或多种未测化学物质的浓度。

第三实施例可以包括第二实施例的方法，还包括：确定由于所述一种或多种未测化学物质的交叉敏感性和所述一种或多种未测化学物质的浓度；和从所述多个传感器读数去除所述交叉敏感性。

第四实施例可以包括第一至第三实施例中的任一个的方法，还包括：基于所述多个传感器读数来确定一种或多种测量的化学物质的浓度。

第五实施例可以包括第二至第四实施例中的任一个的方法，还包括：将所述一种或多种未测化学物质的浓度与用于所述一种或多种未测化学物质的对应阈值进行比较；和当所述一种或多种未测化学物质中的至少一种的浓度超过对应阈值时，提供提醒。

第六实施例可以包括第一实施例的方法，还包括：通过所述暴露应用基于所述一种或多种未测化学物质的标识来确定至少一个个人防护装备要求。

第七实施例可以包括第一至第六实施例中的任一个的方法，还包括：确定存在于区域中的化学物质的标识，其中所述一种或多种已知化学模式包括用于化学物质的标识上的化学物质的化学模式。

第八实施例可以包括第一至第六实施例中的任一个的方法，还包括：确定存在于区域中的化学物质的标识，其中所述一种或多种已知化学模式包括仅用于化学物质的标识中的化学物质的化学模式。

第九实施例可以包括第一至第八实施例中的任一个的方法，还包括：通过所述暴露应用从一个或多个附加传感器接收所述一种或多种未测化学物质的至少一个测量值；将用于所述一种或多种未测化学物质的所述至少一个测量值与所述一种或多种未测化学物质的确定浓度相关；和基于所述相关来更新所述一种或多种已知化学模式。

在第十实施例中，化学化合物测量系统包括存储暴露应用（112）的存储器；存储已知化学模式的模式储存；以及处理器，其中所述暴露应用当在所述处理器上执行时将所述处理器配置为：从多个化学传感器接收多个传感器读数，其中所述多个化学传感器中的每个化学传感器被配置为检测不同的化学物质；确定所述多个传感器读数中的由于一种或多种未测化学物质的交叉敏感性模式；将所述交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式进行比较；确定所述交叉敏感性模式与所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配，其中所述一种或多种已知化学模式对应于一种或多种化学物质；和基于确定所述交叉敏感性模式与所述一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配来标识一种或多种未测化学物质。

第十一实施例可以包括第十实施例的系统，其中所述暴露应用当在所述处理器上执行时将所述处理器进一步配置为：确定所述交叉敏感性模式的表示；和基于所述交叉敏感性模式的表示来确定一种或多种未测化学物质的浓度。

第十二实施例可以包括第十一实施例的系统，其中所述暴露应用当在所述处理器上执行时将所述处理器进一步配置为：确定由于所述一种或多种未测化学物质的预期的交叉敏感性和所述一种或多种未测化学物质的浓度；和从所述多个传感器读数去除所述预期的交叉敏感性。

第十三实施例可以包括第十一实施例的系统，其中所述暴露应用当在所述处理器上执行时将所述处理器进一步配置为：将所述一种或多种未测化学物质的浓度与用于所述一种或多种未测化学物质的对应阈值进行比较；和当所述一种或多种未测化学物质中的至少一种的浓度超过对应阈值时，提供提醒。

第十四实施例可以包括第十实施例的系统，其中所述暴露应用当在所述处理器上执行时将所述处理器进一步配置为：从一个或多个附加传感器接收所述一种或多种未测化学物质的至少一个测量值；将用于所述一种或多种未测化学物质的所述至少一个测量值与所述一种或多种未测化学物质的确定浓度相关；和基于所述相关来更新所述一种或多种已知化学模式。

第十五实施例可以包括第十实施例的系统，其中所述暴露应用当在所述处理器上执行时将所述处理器进一步配置为：基于所述一种或多种未测化学物质的标识来确定至少一个个人防护装备要求。

在第十六实施例中，确定环境中的化合物的存在的方法包括从多个化学传感器接收多个传感器输出，其中多个化学传感器中的每个化学传感器被配置为检测不同的化学物质，其中由检测到的化合物所引起的每个传感器输出的第一部分与由未测化合物所引起的传感器输出的第二部分的比率为至少约2：1；使用多个传感器输出来确定由未测化合物的存在所引起的交叉敏感性模式；将交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式进行比较；确定交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配，其中一种或多种已知化学模式对应于一种或多种化合物；和基于确定交叉敏感性模式与一种或多种已知化学模式中的至少一种相匹配而标识未测化合物。

第十七实施例可以包括第十六实施例的方法，还包括：确定交叉敏感性模式的表示；和基于交叉敏感性模式的表示来确定未测化合物的浓度。

第十八实施例可以包括第十七实施例的方法，还包括：针对多个化学传感器中的一个或多个确定由于未测化合物的交叉敏感性和未测化合物的浓度；和从多个传感器输出中的一个或多个去除交叉敏感性。

第十九实施例可以包括第十七实施例的方法，还包括：将未测化合物的浓度与用于未测化合物的对应阈值进行比较；和当未测化合物的浓度超过对应阈值时提供提醒。

第二十实施例可以包括第十六实施例的方法，还包括：接收未测化合物的至少一个测量值；将用于未测化合物的至少一个测定值与未测化合物的确定浓度相关；和基于所述相关来更新一种或多种已知化学模式。

虽然在本公开中已经提供了若干个实施例，但是应当理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，所公开的系统和方法可以以许多其他具体形式体现。本示例被认为是说明性的而不是限制性的，并且意图不限于本文给出的细节。例如，可以将各种元件或组件组合或整合在另一系统中，或者可以省略或不实现某些特征。

此外，在不脱离本公开的范围的情况下，在各种实施例中描述和说明为离散或分离的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法组合或整合。示出或讨论为彼此直接耦合或通信的其他项目可以通过某个接口、设备或中间组件间接耦合或通信，无论是电气地、机械地还是以其他方式。改变、替代和变更的其他示例可以由本领域技术人员可确定，并且可以在不脱离本文公开的精神和范围的情况下做出。