CN102215914B - 确定空气净化呼吸器滤芯的排放浓度分布及使用寿命 - Google Patents

Abstract

一种用于确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个的方法，所述方法包括：接收至少一个输入参数；基于所述输入参数确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个；以及图形地显示排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个。所述排放浓度分布包括一种化学物类在一时间段内的浓度的绘图，所述穿透时间包括预定浓度的化学物类穿过滤芯的时间。

Description

确定空气净化呼吸器滤芯的排放浓度分布及使用寿命

相关申请的交叉引用 

本申请要求享有共同未决的美国临时专利申请序列号No.61/057,522(“‘522申请”)的优先权。‘522申请于2008年5月30号提交，名称为“Determining Effluent Concentration Profiles and Service Lives of Air Purifying Respirator Cartridges”。该‘522申请的全部内容在此全文引入作为参考。 

技术领域

本发明一般地涉及用于确定空气过滤器的使用寿命的***及方法，尤其涉及用于计算空气净化呼吸器滤芯的使用寿命的***及方法。 

背景技术

在美国，确定空气净化呼吸器的滤芯或滤芯中的滤床的使用寿命是一项监管要求。而且，许多空气净化呼吸器的用户希望改变(changeout)数据和/或计算估计使用寿命。改变数据可包括，例如，何时应当将空气净化呼吸器中的滤芯换掉或用新的滤芯替换的时间表。计算估计使用寿命可包括确定空气净化呼吸器中的滤芯应当维持多久。改变数据和计算估计使用寿命二者均可整体或部分基于其中使用滤芯和呼吸器的输入条件。 

已知的用于确定空气净化呼吸器滤芯的改变数据和计算使用寿命的方法和***具有若干缺点。例如，已知的***和方法不提供排放浓度分布(effluent concentration profile)的图形输出、滤芯的穿透时间(breakthrough time)或使用寿命。并且，这些***和方法不提供基于来自用户的动态改变输入对排放浓度分布、穿透时间和使用寿命的动态计算。而且，这些***和方法在一定程度上确定了穿透时间或使 用寿命，但穿透时间或使用寿命以之为基础的数学模型没有准确地确定针对许多污染物的穿透时间或使用寿命，所述污染物包括许多具有相对低分子量和/或低沸点的污染物。 

因此，需要一种针对空气净化呼吸器滤芯来确定改变数据和使用寿命计算的***和方法，所述***和方法提供排放浓度分布的图形输出，允许动态计算使用寿命并且基于多个准确的模型。 

发明内容

在一个实施方式中，一种用于确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个的方法包括接收至少一个输入参数，基于输入参数确定排放浓度分布、穿透时间和的滤芯推荐中的至少一个，以及图形地显示排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个。排放浓度分布包括一种化学物类在一时间段内的浓度绘图。穿透时间包括预定浓度的化学物类穿过滤芯的时间。 

在另一实施例中，一种计算机可读存储介质包括用于确定排放物浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个的一组或多组指令，所述指令组包括用于接收至少一个输入参数的指令、用于基于输入参数确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个的指令，以及用于图形地显示排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个的指令。排放浓度分布包括一种化学物类在一时间段内的浓度绘图。穿透时间包括预定浓度的化学物类穿透滤芯的时间。 

在其他实施例中，一种用于确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中至少一个的***包括用户界面、处理器模块和输出设备。用户界面被配置为输入至少一个输入参数。处理器模块可与用户界面通信耦联并接收所述输入参数。处理器模块基于输入参数确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个。输出设备与处理器模块通信耦联并图形地显示排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个。排放浓度分布包括一种化学物类在一时间段内的浓度绘图。穿透时间包括预定浓度的化学物类穿透滤芯的时间。 

附图说明

图1是根据一个实施例的排放浓度计算***的框图。 

图2是根据一个实施例的图形用户界面的图示，该图形用户界面用于将一个或多个参数输入图1所示的***中并向用户显示图1所示的输出。 

图3是根据一个实施例的用于将一个或多个参数输入图1所示的***的图形用户界面的图示。 

图4是用于确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个的方法流程图。 

图5示出了可将在此描述的一个或多个实施例存储、分配和安装在计算机可读介质上的示意性方式的框图。 

图6是根据示意性实施例的滤芯分解图。 

具体实施方式

当连同附图一起阅读时，将更好地理解前面的简介以及下面对本发明的某些实施例的详细描述。各个附图在一定程度上示出各种实施例的功能块，所述功能块不一定指明硬件电路之间的划分。因此，例如，一个或多个所述功能块(例如处理器或存储器)可在单片硬件中(例如，通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘等)实现。类似地，所述程序可以是独立程序、可以合并为操作***中的子例程、可以是所安装的软件包中的函数等等。应当理解各种实施方式并非限于图中所示的布置和手段。 

如在此所使用的，以单数叙述和以“a”或“an”开始的元件或步骤应理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非明确声明了这种排除。进一步地，参考本发明的“一个实施例”并非旨在解释为排除同样包含所述特征的其他实施例存在。而且，除非明确相反地声明，“包括”或“具有”一个或多个具有具体属性的元件的实施例可以包括其他不具有该属性的这种元件。 

应当注意尽管一个或多个实施例可连同用于空气净化呼吸器的滤芯进行描述，但是在此描述的实施例不限于空气净化呼吸器。更具体地，一个或多个实施例可以结合不同类型的过滤***实现，所述过滤***例如包括用于建筑物的空气过滤***。而且，当一个或多个实施例可被描述为使用一个或多个计算机设备或***实现时，在此描述的实施例不限于基于计算机的***和方法。更具体地，一个或多个实施例可以结合不基于计算机的设备和方法实施。例如，当一个实施例包括基于由用户输入基于计算机的***中的一个或多个参数来计算滤芯的穿透时间或使用寿命时，可使用计算尺或轮计算器(wheel calculator)来计算穿透时间或使用寿命。计算尺或轮计算器可基于各种已知输入提供穿透时间或使用寿命。 

下面详细描述用于计算和显示信息的***和方法的示意性实施例。更具体地，提供了对用于动态地确定和显示排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐的示意性***和方法具体描述。一个或多个在此描述的实施例的技术效果包括以下中的至少一个，基于一个或多个由用户输入的参数来图形显示穿透时间和/或排放浓度分布，基于来自用户的变化的参数来动态调整穿透时间和/或排放浓度分布，基于来自用户的输入向用户推荐滤芯，以及基于来自用户的变化的输入动态更改推荐的滤芯。 

图6是根据示意性实施例的滤芯600的分解图。滤芯600包括容纳滤床606的顶部和底部主体602，604。滤床606例如可包括由一种或多种化学药品浸渍的活性炭。多个额外的滤层608、610每个可包括额外的活性炭层。固位元件612、614可将滤层608、610保持在滤芯600内。格栅616机械地过滤通过滤芯600的浮质颗粒。提供密封元件618和粘合剂620用于以在组装状态下密封滤芯600。在操作中，空气通过底部主体604中的进气口622并通过滤层608、610和滤床606。当空气穿过滤层608、610和滤床606时，空气中的一种或多种污染物可被滤出或吸附在过滤层608、610和/或滤床606中的材料上。经过滤的空气继续穿过滤芯600并通过顶部主体602中的端口624离 开滤芯600。接着经过滤的空气可以例如通过一个或多个管或导管传送至用户。滤床606的有效性会随着连续使用而降低。例如，当越来越多的污染空气穿过滤床606以及/或当较高浓度的化学污染物穿过滤床606时，滤床606在滤出化学污染物方面变得不太有效。最终，穿过滤床606的化学污染物浓度可超过最大允许浓度。这发生的时间可称之为滤芯600的穿透时间或使用寿命。一旦经过了滤芯600的穿透时间或使用寿命，滤芯600可能无法再用于保护用户免于化学污染物。 

图1是根据一个实施例的排放浓度计算***100的框图。***100包括处理器模块102，尤其用于接收用户在用户界面106的输104并确定排放浓度分布204(图2所示)、穿透时间206(图2所示)以及滤芯推荐240(图2所示)中的至少一个。排放浓度分布204包括一个或多个穿过滤芯滤床的化学物类的浓度随时间变化的图示。在一个实施例中，排放浓度分布204表示位于滤床606(图6所示)一端的一个或多个化学物类相对于时间的浓度。例如，排放浓度分布204表示最接近滤芯600(图6所示)顶部主体602(图6所示)中端口624(图6所示)的滤床606一端的化学物类的浓度。在该例中，排放浓度分布204表示穿过滤芯600到达滤芯600用户的化学物类的近似浓度。穿透时间206包括给定浓度的一个或多个化学物类从周围环境穿透滤芯并到达滤芯用户的时间。滤芯推荐240包括一个或多个基于由用户提出的标准推荐给用户的滤芯。 

在另一实施例中，处理器模块102在用户界面106处接收来自用户的输104并确定床分布。床分布是滤床606(图6所示)中一个或多个化学物类浓度相对于滤床606中的位置的图示。例如，床分布可图形地示例在给定时间滤床606中的化学物类相对于滤床606厚度中不同位置的浓度。处理器模块102在一个实施例中多次确定床分布。然后可通过比较由处理器模块102在增加的时间段生成的多个床分布而将化学物类通过滤床606的运动可视化。 

处理器模块102和用户界面106由一个或多个有线、无线或网络连接(例如，LAN、WAN、因特网或内连网)彼此直接地或间接地通 信耦联。用户界面106包括能向处理器模块102传输一个或多个输入参数并传输所述输入参数作为输入104的设备、***或装置。例如，用户界面106可包括一个或多个键盘、鼠标、指示笔、触摸屏、麦克风等。在另一例中，用户界面106包括单独的计算设备，例如PC、膝上型计算机、智能电话等。在一个实施例中，处理器模块102和用户界面106通过一个或多个网络连接(包括因特网)彼此通信。例如，***100可以是使用web浏览器作为用户界面106的基于因特网的***。 

在所示实施例中，处理器模块102与计算机可读存储介质110通信耦联。计算机可读存储介质110可包括一个或多个能够存储数据的计算机可读存储器，例如硬盘、RAM、ROM、闪存、CD驱动、DVD驱动等。计算机可读存储介质110可通过一个或多个有线、无线或网络连接(例如LAN、WAN、因特网或内连网)直接地或间接地与处理器模块102通信。在另一个实施例中，多个计算机可读存储介质与处理器模块102通信耦联。例如，额外的计算机可读存储介质112可与处理器模块102通信耦联。计算机可读存储介质112可包括存储一个或多个参数的数据库114，所述参数可由处理器模块102使用以确定排放浓度分布204(图2所示)、穿透时间206(图2所示)以及滤芯推荐240(图2所示)中的至少一个。 

处理器模块102与输出设备108通信耦联。输出设备108包括一种能够接收排放浓度分布204、穿透时间206、滤芯推荐240、床分布和/或表示排放浓度分布204、穿透时间206、滤芯推荐240和/或床分布的数据并将其呈现给用户的设备、***或装置。例如，输出设备108可以包括CRT显示器，打印机，诸如Palm Pilot、移动电话、黑莓等的移动显示单元，计算机存储器，液晶显示屏等等。在一个实施例中，处理器模块102和输出设备108通过一个或多个网络连接(包括因特网)彼此通信。例如，***100可以是使用web浏览器作为输出设备108的基于因特网的***。处理器模块102将排放浓度分布204、穿透时间206、滤芯推荐240和/或表示上述各项的数据作为输出120传输至输出设备108。在一个实施例中，多个处理器模块102、用户界面106和输出设备108是***100的物理分离的部件。作为替换，多个处理器模块102、用户界面106和输出设备108结合成单个部件。例如，可提供处理器模块102和输出设备108作为一个或多个微处理器以及放置于空气呼吸器中的LCD屏。

在一个实施例中，处理器模块102与主动传感器116通信耦联。主动传感器116包括配置为感测或测量与一个或多个参数相关的数据的加电设备。数据和参数可被处理器模块102用于确定排放浓度分布204、穿透时间206和滤芯推荐240中的至少一个。处理器模块102和主动传感器116可通过一个或多个有线、无线或网络连接(例如，LAN、WAN、因特网或内连网)直接地或间接地连接。主动传感器116可预先向处理器模块102报告测量的或感测的数据作为输入122。例如，主动传感器116可以是能够向处理器模块102传送参数作为输入122的加电传感器。 

在一个实施例中，处理器模块102与被动传感器118通信耦联。被动传感器118包括被配置为感测与一个或多个参数相关的数据的非加电设备。数据或参数可被处理器模块102用于确定排放浓度分布204、穿透时间206以及滤芯推荐240中的至少一个。处理器模块102和被动传感器118可通过一个或多个有线、无线或网络连接(例如，LAN、WAN、因特网或内连网)直接地或间接地连接。处理器模块102可测量来自被动传感器118的数据或参数作为输入124。 

处理器模块102包括多个子模块，包括推荐滤芯子模块126、排放浓度分布子模块128、穿透时间子模块130，以及输出子模块132。虽然处理器模块102概念地示出为子模块126至132的集合，但是可利用专用硬件板、DSP、处理器等的任何组合实现。作为替换，处理器模块102和/或子模块126至132可利用带有单个处理器或多个处理器、带有在各处理器之间分配的函数运算的现货供应的PC来实现。作为再一个选择，子模块126至132可利用混合配置实现，其中使用专用硬件执行特定的模块功能，同时使用现货供应的PC等执行剩余 的模块功能。子模块126至132还可以实现为处理器单元中的软件模块。 

可通过处理器模块102控制子模块126至132的操作。例如，子模块126至132可执行中程处理器(mid-processor)操作。推荐滤芯子模块126接收一个或多个输入参数(如下所述)，访问可用滤芯的列表、表格、数据库等中的任一个，并基于输入参数推荐列表中的一个或多个滤芯。例如，用户可以输入用于滤芯的若干标准作为一个或多个如下描述的输入参数。推荐滤芯子模块126接收这些标准并缩减所有潜在滤芯的列表。基于这些标准和剩余的滤芯，推荐滤芯子模块126选择一个或多个滤芯以推荐给用户。用于推荐可能滤芯的初始列表可存储在一个或多个计算机可读存储介质110、112中。 

排放浓度分布(“ECP”)子模块128接收一个或多个输入参数(如下所述)并计算排放浓度分布或曲线204(图2所示)和/或床分布。例如，用户可输入若干参数以计算滤芯在含一种或多种化学污染物环境中在一个或多个浓度的排放浓度分布。ECP子模块128接收这些参数并基于所述参数以及一个或多个数学模型计算排放浓度分布204，所述数学模型用于基于所述参数计算排放浓度分布204。在一个实施例中，ECP子模块128获得一个或多个默认值用于任何由数学模型要求的参数或变量，其中数学模型用于计算排放浓度参数204，而不由用户输入。例如，ECP子模块128可从一个或多个计算机可读存储介质110、112获得默认值用于任何不由用户输入的变量。 

穿透时间子模块130接收一个或多个输入参数(如下所述)并计算穿透时间206(图2所示)。例如，用户可输入若干参数以计算滤芯在含一种或多种化学污染物的环境中在一个或多个浓度下的使用寿命。穿透时间子模块130接收这些参数并基于所述参数以及一个或多个数学模型计算穿透时间206，所述数学模型用于基于所述参数计算穿透时间206。在一个实施例中，穿透时间子模块130获得一个或多个默认值用于任何由数学模型要求的参数或变量，其中数学模型用于计算穿透时间206，但不由用户输入。例如，穿透时间子模块130可 从一个或多个计算机可读储存介质110、112获得默认值用于任何不由用户输入的变量。 

输出子模块132将子模块126至132(如上所述)中的一个或多个的输出作为输出120传输至输出设备108。输出子模块132可使输出120图形地显示输出120、打印输出120，或以其他方式向***100的用户传输输出120。 

在操作中，处理器模块102接收一个或多个参数并使用所述参数产生排放浓度分布204、穿透时间206、在一个或多个时间点的床分布、和/或滤芯推荐240。在被称为使用寿命计算模式的第一操作模式中，处理器模块102获得或接收一个或多个参数以确定一个或多个排放浓度分布204和穿透时间206。在被称为滤芯选择模式的第二操作模式中，处理器模块102获得或接收一个或多个参数以确定推荐的滤芯。处理器模块102可执行同时或单独地执行寿命计算模式和滤芯选择模式。 

在使用寿命计算模式中，排放浓度分布204或穿透时间206可用于基于参数表示滤芯的使用寿命。例如，基于输入参数，处理器模块102可确定滤芯在一种或多种化学污染物以不安全水平穿透过滤器并到达用户之前可使用多久。在使用寿命计算模式中由处理器模块102使用的输入参数包括但不限于一个或多个使用条件参数。使用条件参数包括与滤芯正在或将被使用的方式相关的数据或信息。例如，使用条件参数可包括但不限于：一个或多个滤芯类型、化学污染物、化学浓度、职业暴露限制、以及现场条件。 

滤芯类型是正在使用或希望使用的滤芯的类型。例如，用户希望包括在空气呼吸器中的滤芯类型可由用户在用户界面106输入并传输至处理器模块102作为输入104。在另一例中，主动传感器116能够确定用户正在使用何种滤芯并将滤芯类型传输至处理器模块102作为输入122。在另一例中，滤芯类型可由处理器模块102基于用户对特定类型的呼吸器的喜好和/或特定颗粒保护水平来确定。呼吸器的类型可包括其中使用或将使用滤芯的空气呼吸器的厂牌和/或型号。颗粒保 护水平可包括用户认为可允许通过滤芯到达用户的化学颗粒的数量。呼吸器的类型和/或颗粒保护水平可由用户使用用户界面106输入并作为输入104传输。作为替换，呼吸器的类型可由一个或多个主动和被动传感器116、118确定并作为输入122、124传输至处理器模块102。基于呼吸器的类型和/或颗粒保护水平，处理器模块102可缩减用户可用的所有潜在滤芯的列表。可用滤芯的列表可存储在一个或多个计算机可读存储介质110、112中。处理器模块102可以访问该列表并移除那些不满足由呼吸器类型和/或颗粒保护水平限定的规则的滤芯。例如，列表中的一些滤芯可能在输入至处理器模块102的呼吸器类型中不工作。基于经缩减的潜在滤芯列表，处理器模块102可针对经缩减的列表中的一个或多个滤芯确定排放浓度分布204和/或穿透时间206。作为替换，处理器模块102可在输出设备108向用户呈现经缩减的滤芯列表。用户于是能够使用用户界面106在列表中选择一个或多个滤芯。 

化学污染物是由滤芯过滤的一个或多个化学物类。化学污染物包括由被动和/或主动传感器118、116检测并作为输入124、122传输至处理器模块102的那些化学物类。作为替换，化学污染物可包括这些由用户使用用户界面106输入并作为输入104传输的化学物类。 

化学浓度是使用或将使用所述滤芯的环境中的一种或多种化学污染物的浓度。例如，化学污染物可以是蒸汽、液体及/或浮质浓度。化学浓度可包括由被动和/或主动传感器118、116检测并作为输入124、122传输至处理器模块102的浓度。作为替换，化学浓度可包括用户使用用户界面106输入并作为输入104传输的那些化学物类的浓度。在另一个实施例中，化学浓度是通过或穿透滤芯的一种或多种化学污染物的最大浓度。该最大浓度可被称为穿透浓度。处理器模块102可获得用于化学浓度参数的默认值。例如，处理器模块102可从一个或多个计算机可读储存介质110、112获得针对用户输入的化学污染物的化学浓度的默认值。针对化学浓度参数的默认值可与用户输入的一个或多个其他参数相关联。例如，针对化学浓度的默认值可随用户输入 的化学污染物和/或滤芯类型的不同而不同。针对一个或多个化学浓度参数和来自用户的输入参数的不同默认值之间的关联可被存储在位于计算机可读存储介质110、112的至少一个内的表格、数据库，或其他存储器结构中。 

职业暴露限度包括在将要使用滤芯的环境中对一种或多种化学污染物的量或浓度的一个或多个限定。例如，职业暴露限度可以是对人类会在特定时间期间暴露于其中的化学污染物的量或浓度的法律要求限定。职业暴露限定可由用户在用户界面106输入并作为输入104传输。作为替换，职业暴露限定可被存储在计算机可读存储介质110和/或112中并由处理器模块102从中获得。处理器模块102可获得用于职业暴露限定参数的默认值。例如，处理器模块102可从一个或多个计算机可读存储介质110、112处获得职业暴露限定的默认值。职业暴露限定参数的默认值可与用户输入的一个或多个其他参数相关联。例如，用于职业暴露限定的默认值可随用户输入的化学污染物和/或滤芯类型的不同而不同。用于职业暴露限定参数和一个或多个来自用户的其他输入参数的不同默认值之间的关联可被存储在位于计算机可读存储介质110、112的至少一个的表格、数据库，或其他存储器结构中。 

现场条件参数包括与滤芯正用于或将要用于的环境相关的一个或多个参数。例如，环境压力、温度和/或相对湿度可作为现场条件参数传输至处理器模块102。在一个实施例中，呼吸速率作为现场条件参数传输至处理器模块102。呼吸速率是用户期望的呼吸速率或者当前正在使用特定滤芯的用户的测得呼吸速率。一个或多个现场条件可由用户在用户界面106输入并作为输入104传输至处理器模块102。在一个实施例中，主动和/或被动传感器116、118测量或感测一个或多个现场条件并且所述现场条件由处理器模块102接收作为输入122和/或124。处理器模块102可获得用于一个或多个现场条件参数的默认值。例如，处理器模块102可从一个或多个计算机可读存储介质110、112处获得用于环境压力、温度、相对湿度和/或呼吸速率的默认值。用于现场条件参数的默认值可与用户输入的一个或多个参数相关联。 用于一个或多个现场条件参数的不同默认值可与由用户输入的不同化学污染物和/或滤芯类型相关联。例如，用于呼吸速率的默认值可随由用户输入的化学污染物和/或滤芯类型的不同而不同。用于一个或多个现场条件参数的各个默认值和来自用户的输入参数之间的关联可被存储在计算机可读存储介质110、112的至少一个的表格、数据库或其他存储器结构中。 

在一个实施例中，用户输入与一个或多个参数相关联的置信水平。例如，用户可对环境压力、呼吸速率、温度、相对湿度，化学浓度等的一个或多个输入5％的置信水平。其他置信水平可由用户输入。总体而言，较大的置信水平表示用户对输入参数数字值较低的置信度。例如，用于华氏80度输入温度参数的5％置信水平表示用户相信温度参数位于华氏76与84度之间。相比之下，用于华氏80度温度参数的10％置信水平表示用户相信温度参数位于华氏72至88度之间。 

在使用寿命计算模式中，处理器模块102接收一个或多个使用条件参数，并且基于所述参数以及应用于参数的一个或多个数学模型，生成排放浓度分布204和/或穿透时间206。排放浓度分布204和穿透时间206其中任一个或二者可用于确定特定的滤芯能被用户在通过使用条件参数描述的环境及使用方式下使用多久。例如，通过在含给定浓度的特定化学污染物的环境中使用给定类型的滤芯，排放浓度分布204和/或穿透时间206可用于确定在一种或多种化学污染物穿透滤芯并到达用户之前滤芯在环境中可使用多久。 

在一个实施例中，在处理器模块102接收到最小数目或数量的使用条件参数前，处理器模块102不确定排放浓度分布204和/或穿透时间206。例如，在处理器模块102接收到滤芯类型、(一种或多种)化学污染物和(一个或多个)化学浓度前，处理器模块102可以不确定排放浓度分布204和/或穿透时间206。在一个实施例中，处理器模块102获得用于任意其他参数或变量的默认值，所述参数或变量用于产生排放浓度分布204和/或穿透时间206。这些默认值可从计算机可读存储介质110、112中一个或多个获得。 

处理器模块102将床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206(或表示其中之一的数据)作为输出120传输至输出设备108。输出设备108向用户提供排放浓度分布204和/或穿透时间206。例如，输出设备108可显示标绘在图上的排放浓度分布204和/或穿透时间206。作为替换，输出设备108可显示排放浓度分布204和/或穿透时间206作为提供给用户的列表报告。在一个实施例中，处理器模块102确定排放浓度分布204和/或穿透时间206并且输出设备108将其显示给用户。用户随后可以调整、改变或增加输入至处理器模块102的参数。于是处理器模块102确定排放浓度分布204和/或穿透时间206的更新版本并且输出设备108将其显示给用户。例如，用户可改变输入处理器模块102的参数并且作为响应，处理器模块102动态改变或更新排放浓度分布204和/或穿透时间206。通过更新排放浓度分布204和/或穿透时间206，用户随后能够可视地查看改变一个或多个的参数对排放浓度分布204和/或穿透时间206的影响。 

在一个实施例中，处理器模块102针对多个化学物类或污染物的每一个确定床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206中的至少一个(或表示床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206中任一个的数据)并将其作为输出120传输至输出设备108。输出设备108显示多个床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206。例如，多个排放浓度分布204可显示在单图上，其中每个排放浓度分布204表示不同化学物类或污染物的浓度。作为替换，针对多个参数设定的每一个，处理器模块102确定至少一个床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206并在输出设备108上显示。参数设定包括由用户输入的一组参数。不同的参数设定可包括由用户输入的潜在输入参数的不同排列。例如，不同的参数设定可包括一种或多种不同的化学污染物、不同的化学污染物组、不同的滤芯等。用户随后可以容易地可视地同时比较针对不同的化学污染物和/或参数设定的床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206。 

在一个实施例中，多个参数设定被保存并存储在一个或多个计算 机可读存储介质中并可由处理器模块102访问。例如，若干参数设定可被存储在计算机可读存储介质110中。用户可以选择要传输至处理器模块102的一个或多个参数设定。参数设定的参数可被传输至输出设备108并显示给用户。处理器模块102随后可以使用由用户选择的参数设定中的一个或多个参数以确定床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206。在一个实施例中，用户选择由另一用户先前输入并保存的参数设定并在随后修改该参数设定中的一个或多个参数，输入额外的参数至该参数设定和/或从该参数设定中移除一个或多个参数。随后处理器模块102可例如基于修改的参数设定确定排放浓度分布204。 

在一个实施例中，处理模块102针对输入参数的一个或多个值确定床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206中的至少一个(或表示床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206中任一个的数据)，其中所述值位于落在输入参数置信水平内的值范围中。例如，如果用户输入置信水平为5％的温度参数为华氏80度，处理器模块102于是可针对落入华氏80度的5％之内的多个值确定多个床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206。这些多个床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206可被同时显示在输出设备108上。作为替换，处理器模块102针对在置信水平内的参数值确定床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206，其中所述置信水平提供最安全的，或最保守的通过使用落入置信水平内的参数值范围确定的各种床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206。例如，处理器模块102可针对置信水平5％的华氏80度或即华氏76至84度的温度参数来确定对位于华氏76至84之间的多个温度的最短穿透时间出现在华氏84度的温度参数。在该例中，处理器模块102将最短的穿透时间206传输至输出设备108以向用户呈现。处理器模块102因此可基于用户的输入置信水平确定作为安全限定的保守床分布、排放浓度分布204和/或穿透时间206并且在输出设备108呈现。 

使用任意多个数学模型多次计算排放浓度分布204、穿透时间206 和/或一个或多个床分布以确定排放浓度分布204、穿透时间206和/或床分布，所述数学模型使用一个或多个上述输入参数。例如，在一个实施例中，使用用于确定排放浓度分布204的新模型。被称为Ding模型的这一模型包括对吸附过程的两个假设：(a)对于发展完全、恒定供给的吸附过程，无量纲的化学势可随着床位置指数地变化；和(b)当浓度波从床发展而出时波速随时间加速。Ding模型能在几个数量级浓度的大范围内配合实验数据。Ding模型可在给定吸附平衡和两个参数敏感度至特定操作条件时作为预报工具使用。Ding模型也可应用至用于空气净化过程的吸附和反应的过程。Ding模型可用于克服现有模型的若干缺点。例如，Ding模型可用于计算在不同有毒物水平、不同供给浓度、和不同残余寿命次数下的使用寿命。Ding模型可用于后估计不同次的吸附床分布以帮助设计过滤器。Ding模型可更准确地计算具有相对低分子量和/或沸点的化学污染物的排放浓度分布和/或穿透时间。 

在一个实施例中，用于计算排放浓度分布和/或穿透时间的数学模型基于由用户输入的参数(如上所述)和设法被过滤的化学污染物的物理性质的组合。如上所述，化学污染物可由用户输入。化学污染物的物理性质可从计算机可读存储介质中获得，例如从计算机可读存储介质110、112中的一个或多个获得。例如，计算机可读存储介质112可包括一个存储与用户输入的化学污染物的相关物理性质的数据库。该数据库还可包括其他相关化学物和化合物的物理性质数据。例如，数据库能存储关于水和大气的物理性质数据。物理性质数据数据库可以是一个或多个公共数据库、私有数据库和自定义数据库。关于公共数据库，该数据库可以是可经因特网公共访问的数据库。私有数据库可以是可由限制数量用户访问的数据库。例如，私有数据库可以是经内连网只可由那些通过登陆和密码程序授权的用户访问的数据库。自定义数据库例如可以是从公共和/或私有数据库获得物理性质信息但以自定义方式组织和/或过滤数据的数据库。 

例如，数据库可以包括每个由用户选择的化学污染物的一个或多 个的性质。这些性质包括但不限于：一个或多个化学概要服务(“CAS”)注册号、化学方程式、分子量、液体密度(例如以克每立方厘米)、摩尔极性(例如以Pe)、水溶解性、蒸汽模型(例如模型0或模型1)、蒸汽模型A，B，C中的一个或多个、化学物名称、昵称或别名、对生命和健康造成直接伤害(“IDLH”)的限定(例如以百万分之)、推荐暴露限定(“REL”)(例如以百万分之)、可允许暴露限定(“PEL”)(例如以百万分之)、阈限值(“TLV”)(例如以百万分之)，以及评论。所述评论可包括任何额外相关的信息。在一个实施例中，蒸汽模型的模型0可以是Antoine格式的蒸汽模型并由以下方程式描述： 

${\log }_{10}P,\mathrm{bar}=A-\frac{B}{C+T,K}$ (方程式15) 

蒸汽模型1可以是Antoine格式的蒸汽模型并由以下方程式描述： 

$\mathrm{LnP},\mathrm{torr}=A-\frac{B}{C+T,K}$ (方程式16) 

化学物的性质可由***100的管理员输入。在一个实施例中，一个或多个化学性质可从NIST网络书获得，可从http://webbook.nist.gov/获得。一个或多个化学性质可以从NIOSH IDLH指导书或网页中获得，可从http://www.cdc.gov/niosh/idlh/intrid14.html获得。如果特定的属性不能从数据库中获得并且尚未由用户提供，则***可向用户发出可听和/或可视警告。 

Ding模型限定了设法被滤芯过滤的化学污染物的化学势的不同，为： 

(方程式1) 

其中Φ是位于滤芯滤床中化学污染物的局部化学势和化学污染物在供给浓度或使用滤芯的环境中的浓度中的化学势之间的区别； 是滤床中给定位置处的化学污染物的化学势； 是化学污染物在供给浓度中的化学势； 是化学污染物在波前的化学势，或当化学污染物穿透滤床时化学污染物的穿透曲线前部。C₀被定义为化学污染物在穿透曲 线前部的浓度。C^＊和C₀ ^＊被定义为参考基本恒定或恒定供给浓度(C_f)的无量纲变量。化学势 可如下定义： 

(方程式2) 

在一个实施例中，可任意地定义穿透曲线前部以有效地消除滤床的任何清洁区域或基本没有化学物浓度的区域的影响。在该实施例中，化学污染物的无量纲位置(ζ)以及与滤床中化学污染物的特定位置相关联的无量纲时间(τ)可如下定义： 

$\mathrm{\ζ}=\frac{Z-Z_0}{Z_{\mathrm{ref}}-Z_0}$ (方程式3) 

$\mathrm{\τ}=\frac{t-t_0}{t_{\mathrm{ref}}-t_0}$ (方程式4) 

其中z是滤床中以米表示的位置或定位；z₀是在滤床中以米表示的穿透曲线前部的位置；z_ref是在滤床中用米表示的参考位置；t是以秒表示的时间；t₀是以秒表示其中穿透曲线前部定位在滤床中的位置z₀处的时间；以及t_ef为以秒表示的参考时间。在一个实施例中，在穿透波前，眼镜蛇值ζ和时间τ均为零并且化学污染物在穿透波前的浓度(C)如上所述是C₀。在这个实施例中，在参考点，位置(ζ)和时间(τ)均为1并且浓度(C)为参考浓度(C_ref)。当时间(τ)增加并接近无限(∞)时，浓度(C)等于参考浓度(C_ref)。 

如果滤芯保留在包括化学污染物的环境中，或当化学污染物的恒定供给继续时，Φ，或即位于滤芯滤床中化学污染物的局部化学势和在供给浓度中化学污染物的化学势之差，随在滤床中的位置而改变。Φ的变化可如下表示： 

lnΦ＝ζlnΦ_ref   (方程式5) 

其中Φ_ref是位于滤床中参考位置处化学污染物的化学势和在供给浓度中化学污染物的化学势之差。 

当化学污染物的波从滤芯中的滤床发展而出时，波的位置可随时间加速。波从滤床发展出的速度可根据以下相对时间变化： 

${\mathrm{\υ}}^{*}={\mathrm{\τ}}^{(\mathrm{\ζ}-1)}$ (方程式6) 

其中υ^＊为速度并且 是被称为“眼镜蛇值”的加速度因子。由于对于许多化学污染物来说排放浓度分布204呈眼镜蛇状(图2所示)， 因此被称为眼镜蛇值。在一个实施例中，以基本恒定或减速速度(υ^＊)从滤床发展出的化学污染物的波具有小于1的眼镜蛇值 而以加速速度(υ^＊)从滤床发展出的化学污染物波具有大于1的眼镜蛇值 可从数据或用户输入经验地确定一个或多个眼镜蛇值 例如，眼镜蛇值 列表可由实验数据确定并被存储在计算机可读存储媒体110、112的一个或多个中以由处理器模块102访问。 

相应地，化学污染物的位置(ζ)可如下表示： 

$\mathrm{\ζ}={\mathrm{\υ}}^{*}\mathrm{\τ}={\mathrm{\τ}}^{\mathrm{\ζ}}$ (方程式7) 

将方程式6代入方程式4中产生以下关系： 

$\ln \mathrm{\Φ}={\mathrm{\τ}}^{\mathrm{\ζ}}\ln {\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{ref}}$ (方程式8) 

方程式7与Ding模型一起使用以表示床分布的大概形状并可单独使用或与在此所述其他方程的一个或多个联合使用以产生排放浓度分布。例如，在滤床606(图6所示)离滤芯600(图6所示)的端口624(图6所示)最近的一端处的化学污染物浓度可通过多次使用Ding模型进行计算。随后可对位于滤床606所述端处的化学污染物浓度相对于时间作图以示出穿透滤床606的化学污染物的浓度。 

Ding模型的化学计量时间(t_s)可如下确定： 

$t_s=t_0+\underset{t_0}{\overset{\∞}{\∫}}(1-C*)\mathrm{dt}=t_0+\underset{t_0}{\overset{\∞}{\∫}}(1-{C_0^{*}}^{\left({\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{ref}}^{{(}^{\mathrm{\τ}\mathrm{\ζ}})}\right)})\mathrm{dt}$ (方程9) 

在一个实施例中，任意地定义用于方程式7的参考点。例如，针对在类似于排放浓度分布204的排放浓度分布中的任意点1，方程式8变为： 

$\ln {\mathrm{\Φ}}_1={\mathrm{\τ}}_1^{\mathrm{\ζ}}\ln {\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{ref}}$ (方程式10) 

应用方程式8，参考点可如下表示： 

$\ln \mathrm{\Φ}=\frac{{\mathrm{\τ}}^{\mathrm{\ζ}}}{{\mathrm{\τ}}_1^{\mathrm{\ζ}}}\ln {\mathrm{\Φ}}_1={\left(\frac{t-t_0}{t_1-t_0}\right)}^{\mathrm{\ζ}}\ln {\mathrm{\Φ}}_1={\mathrm{\τ}}^{\′\mathrm{\ζ}}\ln {\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{ref}}^{\′}$ (方程式11) 

其中上标′表示用于Ding模型的新参考点。相应地，可针对不同的应用选择不同的参考点，而无需改变Ding模式中一个或多个参数值。 

在一个实施例中，可通过确定排放浓度分布204并比较排放浓度分布204和由用户输入的穿透浓度，使用Ding模式确定穿透时间206。例如，一旦处理器模块102产生排放浓度分布204，在排放浓度分布204中发生穿透浓度的时间可以是穿透时间206。作为替换，Ding模式可用来直接计算穿透时间206。例如，上述的参考点可设置为等于方程式9中的化学计量中心使得穿透时间206可被定义为： 

$t_s=\frac{{\mathrm{q\ρ}}_{b}V}{{\mathrm{FC}}_f}\≡t_r\mathrm{\Λ}$ (方程式12) 

其中q表示滤床中化学污染物的负载，或以摩尔每千克表示的吸附平衡；ρ_b表示滤床中过滤颗粒的密度，以千克每立方米表示；V表示滤床的体积，以立方米表示；F表示(一种或多种)化学污染物通过滤床的流速，以立方米每秒表示；t_r表示穿透时间206，或停留时间；并且A表示在供应浓度C_f处计算的分离率。可从实验数据、模拟等温线模型或用户输入计算吸附平衡(q)的值。从方程式12，分离率(A)和穿透时间206(t_f)可使用如下方程确定： 

$\mathrm{\Λ}=\frac{{\mathrm{q\ρ}}_b}{C_f}$ (方程式13) 

$t_r=\frac{V}{F}$

(方程式14) 

作为替换，除上述Ding模型之外的一个或多个其他数学模型可用于确定床分布、排放浓度分布204和穿透时间206中的一个或多个。例如可使用以下公开的一个或多个模型：Wood，Gerry O.，Estimating Service Lives of Organic Vapor Cartridge，American Industrial Hygiene Association Journal (Jan.1994)，pp.11-15；Wood，Gerry O.，Moyer，Ernest S.；A Review of the Wheeler Equation and Comparison of Its Applications to Organic Vapor Respirator Cartridge Breakthrough Data，Am，Ind.Hyg.Assoc.J.50(8)；400-407(1989)；Wood，Gerry O.，Estimating Service Lives of Air-Purifying Respirator Cartridges for Reactive Gas Removal，J.of Occupational and Environmental Hygiene，2：414-423(2005)；Wood，Gerry O.，Organic Vapor Respirator Cartridge Breakthrough Cruve Analysis，J.of the International Society of Respiratory Protection，Winter 1992-1993(共同地称为“Wood模型”)。 

在一个实施例中，与方程式1至14相关的一个或多个上述变量可由用户在用户界面106输入至处理器模块102。作为替换，这些变量的一个或多个可由处理器模块102从计算机可读存储介质110、112中的一个或二者获得。例如，变量的默认值可从计算机可读存储介质110获得，如上所述。在一个实施例中，处理器模块102可以如上所述从公共、私有和/或自定义数据库获得关于化学污染物的数据，而不要求用户输入这些数据。 

在滤芯选择模式中，处理器模块102获得或接收一个或多个参数以确定推荐的滤芯。在一个实施例中，处理器模块102也可以如上所述确定一个或多个排放浓度分布204和穿透时间206。推荐滤芯是基于输入参数推荐给用户使用的滤芯。在滤芯选择模式中由处理器模块102使用的输入参数包括但不限于一个或多个滤芯选择参数。一个或多个使用条件参数可用作输入参数。滤芯选择参数包括关于滤芯对用户的有用性和效用的数据或信息。例如，滤芯选择参数可包括但不限于：一个或多个最短使用寿命、舒适的指示器、价格、经验性结果、存货单、区域要求、逐步淘汰指示器、逐步引进指示器，以及使用灵活性参数。 

最短使用寿命参数包括期望使用的滤芯的最短使用寿命。例如，用户可输入用户对处理器模块102将推荐的任何滤芯要求的最小使用寿命。处理器模块102可使用最小使用寿命从所有潜在滤芯列表中排除一个或多个滤芯。例如，基于最小使用寿命和一个或多个使用条件 参数，处理器模块102可确定一些滤芯的穿透时间206不满足或超过由用户输入的最小使用寿命。从推荐给用户的潜在滤芯列表中排除这些滤芯。最小使用寿命可以是时间量或可接受使用寿命次数的范围输入。最小使用寿命可使用用户界面106输入并作为输入104传输至处理器模块102。 

舒适指示符包括与滤芯的易用性相关的信息。例如，舒适指示符可表示为滤芯的重量和/或滤芯的吸气阻力。用户可输入舒适指示符作为由处理器模块102推荐的滤芯的最大重量和/或最大吸气阻力。处理器模块102可使用(一个或多个)舒适指示符以从所有可能的滤芯列表中排除一个或多个滤芯。例如，基于最大重量和/或最大吸气阻力，处理器模块102可从推荐给用户的可能滤芯列表中排除一些滤芯。所排除的滤芯可能具有超过最大过滤重量的重量和/或超过最大吸气阻力的吸气阻力。舒适指示符可使用用户界面106输入并作为输入104传输至处理器模块102。 

价格参数包括使用滤芯的成本。例如，价格可以是购买滤芯的当前市场成本。用户可输入价格作为由处理器模块102推荐滤芯的最高成本。处理器模块102可使用价格从所有可能的滤芯列表中排除一个或多个滤芯。例如，基于由用户输入的最高成本，处理器模块102从推荐给用户的可能滤芯列表中排除一些滤芯。所排除的滤芯可能具有超过由用户输入的最高成本的成本。价格可使用用户界面106输入并以输入104传输至处理器模块102。 

经验结果包括基于先前滤芯推荐向用户推荐滤芯，所述先前滤芯推荐则基于一个或多个一般输入的参数。基于相应输入参数先前滤芯推荐产生的多个经验结果可例如作为数据库或表格存储在计算机可读存储介质110和/或112中。处理器模块102可查询所述数据库或表格以确定用户输入的一个或多个滤芯选择参数是否对应于由另一用户在前输入的滤芯选择参数。如果足够多的来自先前滤芯推荐的滤芯选择参数基本类似于由用户当前输入的滤芯选择参数，处理器模块102则可推荐和先前推荐的一样的滤芯。在一个实施例中，在基于经验结果 推荐滤芯之前，用户可修改所要求的一般滤芯选择参数的数量。 

存货参数包括可用滤芯的量。例如，由处理器模块102推荐给用户的一个或多个滤芯可能脱销或在其他方面不可获得。处理器模块102能够考虑可获得的滤芯的存货并从所有滤芯列表中移除已脱销的滤芯从而推荐给用户。在这种情况下，处理器模块102避免向用户推荐不可获得的滤芯。处理器模块102可从存储在计算机可读存储介质110、112的一个或多个中的数据库或可用滤芯列表访问可用滤芯的存货。 

区域要求参数包括区域滤芯要求。例如，不同政府和/或管辖范围可具有不同的滤芯最小要求。这些最小要求可存储在计算机可读存储介质110、112的一个或多个中并可被处理器102访问。处理器模块102可以访问相关区域要求以从一组可用滤芯中排除一个或多个滤芯。例如，一个或多个滤芯可能不满足或超出特定管辖范围的要求。处理器模块102可从推荐给用户的可能滤芯列表中排除这些滤芯。在一个实施例中，处理器模块102可通过获得用户的因特网协议(“IP”)地址确定用户的区域要求。例如，处理器模块102可获得由用户使用以输入滤芯选择参数的用户界面106的IP地址。基于这个IP地址，处理器模块102可确定可将什么区域要求用于用户并排除任何不满足或超过这些区域要求的滤芯。 

逐步淘汰指示包括一个或多个过滤器处于从市场中移除的过程中的指示。例如，滤芯可与指示滤芯不再制造并且滤芯的现有存货是该滤芯的剩余存货的数据相关联。滤芯的逐步淘汰指示存储于列表、表格或数据库，所述列表、表格或数据库则存储在一个或多个计算机可读储存介质110、112内。处理器模块102可考虑可用滤芯的逐步淘汰并且从所有滤芯列表中移除正逐步淘汰的滤芯从而推荐给用户。在这种情况下，处理器模块102避免向用户推荐一个正被逐步淘汰的滤芯。 

逐步引进指示包括一个或多个过滤器处于被引进市场的过程中的指示。例如，滤芯可与指示滤芯相对较新并正被逐步引进用于特定市场或工业的信息相关联。滤芯的逐步引进指示可储存于列表、表格或 数据库内，所述列表、表格或数据库则存储在一个或多个计算机可读储存介质110、112内。处理器模块102可考虑滤芯的逐步引进并只推荐正逐步引进的滤芯。 

使用灵活性参数包括能使用特定滤芯的空气呼吸器的数量的指示。例如，使用灵活性参数可包括与滤芯相兼容的多个空气呼吸器。作为替换，使用灵活性参数可以是多少空气呼吸器可使用一种特定滤芯的相对指示。例如，如果第一滤芯比第二滤芯可用于更多的空气呼吸器，则相比第二滤芯，第一滤芯可与更大的使用灵活性参数相关联。使用灵活性参数可与例如位于一个或多个计算机存储介质110、112内的列表、表格、数据库等中的多个滤芯中的每一个相关联。 

在滤芯选择模式中，处理器模块102接收一个或多个滤芯选择参数，并基于所述参数向用户推荐一个或多个滤芯。例如，处理器模块102可从计算机可读存储介质110和/或112处访问滤芯的列表。基于由用户输入的和/或由处理器模块102访问的滤芯选择参数，处理器模块从滤芯列表中排除一个或多个滤芯。在排除了那些不满足用户输入参数的滤芯之后，处理器模块102可推荐一个或多个保留在滤芯列表中的滤芯。在一个实施例中，处理器模块102还接收一个或多个使用条件参数。处理器模块102可利用使用条件参数以确定列表中一个或多个过滤器的穿透时间206。处理器模块102可以只推荐那些满足在滤芯选择参数中设定标准并具有足够大的穿透时间206的滤芯。足够大的穿透时间206例如可以是最小穿透时间。 

在一个实施例中，处理器模块102在接收到最小数目或量的滤芯选择参数和/或使用条件参数之前，处理器模块102不推荐滤芯。例如，在处理器模块102访问和/或接收至少一个滤芯选择参数、滤芯类型、化学污染物和化学浓度之前，处理器模块102可以不确定推荐的滤芯。 

处理器模块102将(一个或多个)推荐的滤芯(或表示推荐滤芯的数据)作为输出120传输至输出设备108。输出设备108向用户提供所述(一个或多个)推荐的滤芯。例如，输出设备108可向用户显示推荐的滤芯的图像。在一个实施例中，处理器模块102确定一个推 荐滤芯并且输出设备108将其呈现给用户。用户可调整、改变或增加输入至处理器模块102的参数。处理器模块102接着确定是否需要更新推荐的滤芯。如果是，处理器模块102提供更新后的滤芯推荐并且输出设备108将其呈现给用户。例如，用户可改变输入处理器模块102的参数并且作为响应，处理器模块102动态地改变或更新推荐的滤芯。 

图2是根据一个实施例的用于向图1所示***中输入一个或多个参数并向用户显示输出120(图1所示)的图形用户界面200的示意图。图形用户界面200可在输出设备108(图1所示)显示给用户。用户在用户界面106(图1所示)使用输入设备操纵图形用户界面200中的一个或多个按钮、幻灯片、菜单和列表等。尽管图2示出了用于将输入104(图1所示)递交至处理器模块102的图形用户界面的一个实施例，但具有不同分配和图形表示的图形用户界面的其他实施例也是可能的。 

图形用户界面200包括图形窗口202。在所示的实施例中，图形窗口202显示排放浓度分布204和穿透时间206。排放浓度分布204可表示为在由时间轴208和浓度轴210限定的坐标图中的数据绘图。穿透时间206可表示在同一坐标图中。用于生成排放浓度分布204的数据可由处理器模块102基于数学模型和如上所述由用户输入的一个或多个参数创建。穿透时间206可由处理器102通过计算穿透浓度212和确定排放浓度分布204超过穿透浓度212的时间来确定。穿透浓度212可由用户输入或从一个或多个计算机可读存储介质110、112(图1所示)获得。例如，穿透浓度212可基于或基本类似于如上所述的职业暴露限定和/或由用户输入的特定保护水平。 

在一个实施例中，概要窗口214提供由用户输入的参数概要和/或由处理器模块102计算的穿透时间206。例如，概要窗口214可列出穿透时间206、由用户输入的化学污染物、以及由用户输入的化学浓度。 

用户可将上述的一个或多个参数输入至多个参数窗口216、218、220、222。在示出的实施例中，用户可在参数窗口216中输入环境压 力(Ambient Pressure)，在参数窗口218中输入呼吸速度(Breathing Rate)，在参数窗口220中输入环境温度(Temperature)，并在参数窗口222中输入相对湿度(Humidity)。用户可使用键盘、指示笔等将参数文本地输入至参数窗口216、218、220、222，和/或可从下拉菜单选择参数的值。例如，参数窗口218可为用户提供下拉菜单以选择呼吸速度。用户可在偏离值窗口224、226、228、230的一个或多个中针对输入至参数窗口216、218、220、222的一个或多个参数选择偏离值。例如，用户可在一个偏离值窗口224、226、228、230中输入一个百分数以指示在相应参数窗口216、218、220、222中参数的可接受变化。在一个实施例中，与相应输入参数相关联的置信值可由用户使用偏离值窗口224、226、228、230输入。例如，用户可在偏离值窗口224中针对参数窗口216中输入的环境压力参数输入5％的置信度，在偏离值窗口226中针对参数窗口218中输入的呼吸速度参数输入10％的置信度，在偏离值窗口228中针对在参数窗口220中输入的温度参数输入10％的置信度，以及在偏离值窗口230中针对参数窗口222中输入的湿度参数输入5％的置信度，如示出的实施例所示。用户可移动或操纵一个或多个滑杆232、234、236、238以改变在参数窗口216、218、220、222中输入的相应参数值。 

在一个实施例中，在图形用户界面200上向用户呈现滤芯推荐240。如上所述，滤芯推荐240包括由处理器模块102(图1所示)基于一个或多个来自用户的输入参数所选择的推荐滤芯。在一个实施例中，滤芯推荐240可被呈现为推荐滤芯的图像，如示出的实施例所示。作为替换，滤芯推荐240可包括由用户选择的一个或多个滤芯的一个或多个图像。在一个实施例中，可在图形用户界面200上显示滤芯标签242。例如，与滤芯推荐240对应的滤芯标签242的图像可显示在图形用户界面200上。作为替换，滤芯标签242可包括由用户选择的一个或多个滤芯的一个或多个图像。 

在一个实施例中，滤芯列表窗口244提供可被用户选择的滤芯的列表。用户可从滤芯列表窗口244选择一个或多个滤芯。例如，用户 可通过选择滤芯列表窗口244中提供的一个或多个滤芯如上所述输入滤芯类型参数。如上所述，可基于一个或多个由用户输入的滤芯选择参数限制列于滤芯列表窗口244的滤芯。 

在一个实施例中，污染物列表窗口246提供可被用户选择的化学污染物的列表。用户可从污染物列表窗口246选择一种或多种化学污染物。例如，用户可通过选择在污染物列表窗口246中提供的一种或多种化学污染物而输入上述化学污染物参数。 

在一个实施例中，污染物搜索窗口248允许用户键入一种或多种化学污染物使得处理器模块102搜索相应的化学污染物。例如，代替浏览在污染物列表窗口246中提供的化学污染物列表，用户可在污染物搜索窗口248中键入化学污染物名(Name)以向处理器模块102输入化学污染物参数。 

化学浓度(Concentration)窗口250允许用户输入上述的化学浓度参数。用户可以使用偏离值窗口254输入化学浓度参数的可接受偏离值。在一个实施例中，用户在偏离值窗口254中输入置信度，类似于如上关于偏离值窗口224、226、228、230所述。例如，用户可在与化学浓度窗口250中输入的化学浓度参数对应的偏离值窗口254中输入0％的置信度。穿透浓度(Breakthrough Conc.)窗口252允许用户输入如上所述的穿透浓度212。用户可通过滑动滑杆256、258中的一个或二者来调整化学浓度参数和穿透浓度212中的一个或二者。 

如上所述，一旦处理器模块102(图1所示)已基于用户输入参数确定了排放浓度分布204、穿透时间206和/或推荐滤芯240，倘若用户改变或更新一个或多个输入参数，处理器模块102就可动态地更新排放浓度分布204、穿透时间206和推荐滤芯240中的一个或多个。例如，如果用户通过在污染物列表窗口246中选择不同化学污染物而改变化学污染物参数，处理器模块102则接收更新的化学污染物参数并且如有必要，基于更新的化学污染物参数更新排放浓度分布204、穿透时间206和/或推荐滤芯240。 

图3是根据一个实施例的用于将一个或多个参数输入至图1所示 ***100的图形用户界面300的图示(Filter Select：过滤器选择)。类似于图形用户界面200(图2所示)，图形用户界面300可在输出设备108(图1所示)向用户显示。用户在用户界面106(图1所示)使用输入装置以操纵图形用户界面300中的一个或多个按钮和滑杆等。尽管图3示出了用于将输入104(图1所示)递交至处理器模块102的图形用户界面的一个实施例，但是具有不同分配和图形呈现的图形用户界面的其他实施例是可能的。 

图形用户界面300包括由用户操纵以输入一个或多个上述参数的多个滑杆302、304、306、308。例如，用户可在用户界面106(图1所示)使用诸如鼠标的输入设备以将一个或多个滑杆302、304、306、308移动至对应于一个或多个输入参数的位置。在所示的实施例中，用户可移动滑杆302以输入上述的最小使用寿命参数(PROTECTIONTIME：保护时间)。例如，用户能将滑杆302移动至图形用户界面300的右方以指示由处理器模块102推荐的滤芯的最小使用寿命或穿透时间对用户而言是相对重要的(IMPORTANT)。相反地，用户可将滑杆302移动至左边以指示由处理器模块102推荐的滤芯的最小使用寿命或穿透时间对用户而言是相对不重要的(DON’T CARE)。滑杆302的移动作为输入104传输至处理器模块102。处理器模块102使用滑杆302接收最小使用寿命参数输入并可限制作为响应的推荐滤芯240(图2所示)要推荐给用户的滤芯的列表。例如，如果用户使用滑杆302以指示滤芯的最小使用寿命是相对重要的，那么处理器模块102可将推荐的可能性滤芯限制为那些使用寿命相对较长的滤芯。另一方面，如果用户使用滑杆302以指示滤芯的最小使用寿命相对不重要，那么处理器模块102可不基于滤芯使用寿命限制推荐的可能性滤芯。作为替换，代替使用滑杆302指示滤芯使用寿命的相对重要性，滑杆302可用于输入最小使用寿命。例如，用户可操纵滑杆302以按照分钟、小时或天输入最小使用寿命。可选地，除了滑杆302的其他输入机构也可用于输入最小使用寿命参数。例如，可使用与窗口216至222类似的窗口。 

可使用滑杆304以输入上述的舒适(COMFORT)指示符。例如，用户能将滑杆304移动至图形用户界面300的右边以指示由处理器模块102推荐的滤芯舒适指示符对用户而言相对重要。相反地，用户能将滑杆304移动至左边以指示由处理器模块102推荐的滤芯舒适指示符对用户而言相对不重要。在一个实施例中，舒适指示符可被表示为滤芯的重量和吸气阻力的一个或多个。滑杆304的移动作为输入104传输至处理器模块102。处理器模块102接收使用滑杆304输入的舒适指示符并可限制作为响应的推荐滤芯240(图2所示)要推荐给用户的滤芯的列表。例如，如果用户使用滑杆304以指示滤芯的舒适指示符相对重要，那么处理器102可将推荐的可能性滤芯限制为那些具有相对低重量和/或低吸气阻力的滤芯。另一方面。如果用户使用滑杆304以指示滤芯的舒适指示符相对不重要，那么处理器模块102可不基于滤芯重量和/或吸气阻力限制推荐的可能性滤芯。作为替换，代替使用滑杆304指示滤芯舒适指示符的相对重要性，滑杆304可用于输入舒适指示符。例如，滑杆304可由用户操纵以输入滤芯的最大重量和/或吸气阻力。可选地，除滑杆304以外的其他输入机构也可用于输入舒适指示符。例如，可使用与窗口216至222类似的窗口。 

滑杆306可用于输入上述成本(COST)参数。例如，用户可将滑杆306移动至图形用户界面300的右边以指示由处理器模块102推荐的滤芯的价格对用户而言相对重要。相反地，用户可移动滑杆306至左边以指示由处理器102推荐的滤芯的价格对于用户而言相对不重要。滑杆306的移动作为输入104传输至处理器模块102。处理器模块102接收使用滑杆306输入的成本参数并限制作为响应的推荐滤芯240(图2所示)要推荐给用户的滤芯的列表。例如，如果用户使用滑杆306指示滤芯价格相对重要，那么处理器模块102可将推荐的可能性滤芯限制为那些价格较低的滤芯。另一方面，如果用户使用滑杆306指示滤芯价格相对不重要，那么处理器模块102可不基于滤芯价格限制推荐的可能性滤芯。作为替换，代替使用滑杆306指示滤芯的相对重要性，滑杆306用于以货币量输入价格。例如，滑杆306可由用户 操纵以输入滤芯的最大价格。可选地，除滑杆306外的其他输入机构也用于输入成本参数。例如，可使用与窗口216至222类似的窗口。 

可使用滑杆308以输入上述的使用灵活性(FLEXIBILITY)参数。例如，用户可将滑杆308移动至图形用户界面300的右边以指示由处理器102推荐的滤芯的使用灵活性对用户来说相对重要。相反地，用户可将滑杆308移动至左边以指示由处理器模块推荐的滤芯使用灵活性参数对用户来说相对不重要。滑杆308的移动作为输入104传输至处理器模块102。处理器模块102接收使用滑杆308输入的使用灵活性的参数并限制作为响应的推荐滤芯240(图2所示)要推荐给用户的滤芯列表。例如，如果用户使用滑杆308指示滤芯的使用灵活性参数是相对重要的，那么处理器模块102可将推荐的可能性滤芯限制为那些具有相对高使用灵活性的滤芯。例如，处理器模块102可将可能性滤芯限制为那些可用于许多不同的空气呼吸器的滤芯。另一方面，如用户使用滑杆308以指示滤芯使用灵活性的参数相对不重要，那么处理器模块102可不基于滤芯使用灵活性限制推荐的可能性滤芯。作为替换，代替使用滑杆308指示滤芯使用灵活性的相对重要性，滑杆308可用于以推荐滤芯240(图2所示)必须与其兼容的空气呼吸器的最小数量的形式输入使用灵活性参数。可选地，除滑杆308外的另一输入机构可用于输入使用灵活性参数。例如，可使用与窗口216至222类似的窗口。 

图4为确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的至少一个的方法400的流程图。在框402，接收一个或多个输入参数。例如，一个或多个使用条件参数、现场条件参数、和滤芯选择参数由用户输入至用户界面106并作为输入104传输至处理器模块102。在框404，使用一个或多个输入参数以确定排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的一个或多个。例如，上述Ding模型可用于计算如上所述的排放浓度分布204(图2所示)和穿透时间206(图2所示)。在框406，向用户显示排放浓度分布、穿透时间和滤芯推荐中的一个或多个。例如，在输出设备108向用户显示滤芯推荐240(图2所示)的图像。在框 408，作出在框402接收的任何参数是否已被更新和/或是否已收到任何额外参数的判定。如果已更新一个或多个参数或已收到一个或多个额外参数，方法400行进至框408和框410之间。如果没有更新参数或没有收到参数，方法400终止。在框410，确定更新的排放浓度分布、穿透时间和/或滤芯推荐。例如，一个或多个参数的变化或更新，或多个参数的加入，可影响在框404中确定的排放浓度分布、穿透时间和/或滤芯推荐。在框410，(一个或多个)更新的和/或额外的参数被作为因子计入并使用以确定更新的排放浓度分布、穿透时间和/或滤芯推荐。在框412，显示更新的排放浓度分布、穿透时间和/或滤芯推荐。例如，可在输出设备108上显示排放浓度分布和/或穿透时间的更新绘图。方法400行进至框412和框408之间。 

图5示出了在此描述的一个或多个实施例可被存储、分布和安装在计算机可读介质上的示意性方式的框图。在图5中，“应用”表示上述的一个或多个方法和过程操作。例如，应用可表示与在上述结合图4执行的过程。 

如图5所示，应用作为源代码502初始地生成并存储在源计算机可读介质504上。源代码502随后经路径506传送并由编译器508处理以产生目标代码510。目标代码510经路径512传送并作为一个或多个应用原件保存在主计算机可读介质514上。随后目标代码510如路径516指示被多次复制，以产生保存在各单独的产品计算机可读介质520上的产品应用拷贝518。产品计算机可读介质520随后可如路径522指示被传送至不同的***、设备、终端等。在图5的例子中，用户终端524、设备526和***528示出为产品计算机可读介质520作为应用(由530、532、534指示)安装其上的硬件部件的例子。 

可以编写源代码作为脚本或以任何高级或低级语言编写。源、原件和产品计算机可读介质502、514和520的例子包括但不限于CDROM、RAM、ROM、闪存、RAID驱动、计算机***上的存储器等等。路径506、512、516和522的例子包括但不限于网络路径、因特网、蓝牙、GSM、红外无线LANs、HIPERLAN、3G、卫星等。路 径506、512、516和522也可表示在两个地理位置之间传送源、原件或产品计算机可读介质502、514或520的一个或多个物理拷贝的公共或私有运输服务。路径506、512、516和522也可表示由一个或多个处理器并行执行的线程。例如，一个计算机可保有源代码502、编辑器508和目标代码510。多个计算机可并行操作以产生产品应用拷贝518。路径506、512、516和522可以是州内的、州际的、国内的、国间的、洲内的、洲际的等等。 

在图5中所记的操作可以遍及世界的广泛分配并且在美国仅仅执行其中一部分的方式执行。例如，可在美国编写应用源代码502并保存在美国的源计算机可读介质504上，但在编译、复制和安装之前传输至另一个国家(对应于路径506)。作为替换，可在美国国内或国外编写应用源代码502，在位于美国的编辑器508编译并保存在美国国内的主计算机可读介质514上，但目标代码510在复制和安装之前传送至另一个国家(对应于路径516)。作为替换，应用源代码502和目标代码510可在美国国内或国外生产，但在产品应用拷贝518在作为应用530、532、534安装到位于美国国内或国外的用户终端524、设备526和/或***528之前，产品应用拷贝518在美国生产或传送到美国(例如，作为分段操作的部分)。 

如在整个说明书和权利要求中所使用的，术语“计算机可读介质”和“指令被配置为”应当参考以下任何一个或全部：i)源计算机可读介质504和源代码502，ii)主计算机可读介质和目标代码510，iii)产品计算机可读介质520和产品应用拷贝518，和/或iv)保存在终端524、设备526和***528中的存储器内的应用530、532、534。 

可以理解的是上面的描述旨在说明而非限制。例如，上述实施例(和/或其各方面)可彼此结合使用。另外，可进行许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教导而不脱离其范围。尽管在此描述的材料尺寸和类型旨在限定本发明的参数，但它们绝非限制性的并为示意性实施例。通过阅读上面的描述，许多其他实施例对本发明技术人员来说是显而易见的。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求连同这 些权利要求的全部等价物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”用于作为各自术语“包括”和“其中”的常见英语等价物。而且，在如下的权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等等仅用作为标签，并不旨在对其主语强加数字要求。进一步地，如下权利要求的限制没有写成装置加功能的格式并且不旨在基于35U.S.C.§112第六段解释，除非并直至这种权利要求限制清楚地使用跟着缺少其他结构的功能描述的措词“用于......的装置”。 

本书面说明书使用例子公开本发明，包括最佳模式，并且也使在本领域的技术人员能实践本发明，包括制作和使用任何设备或***并执行任何合并的方法。本发明的可授权范围由权利要求限定，并可包括本领域技术人员可想到的其他例子。如果这种其他例子具有不与权利要求文字语言不同的结构元件，或如果他们包括与权利要求的文字语言具有非实质区别的等价结构元件时，他们意为在权利要求的范围内。 

Claims (15)

1.一种用于确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个的方法，所述方法包括：

接收至少一个输入参数；

基于所述至少一个输入参数以及用于基于所述至少一个输入参数计算所述排放浓度分布和穿透时间中的至少一个的一个或多个数学模型确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个；以及

图形地显示排放浓度分布和穿透时间中的至少一个，所述排放浓度分布包括一种化学物类在穿过滤芯滤床的时间段内的浓度的绘图，所述穿透时间包括预定浓度的化学物类穿过所述滤床的时间。

2.一种用于确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个的方法，所述方法包括：

接收至少一个输入参数，其中接收至少一个输入参数包括接收环境压力、环境温度、相对湿度、呼吸速率、化学污染物、化学浓度、职业暴露限制、用户选择滤芯、和滤芯选择参数、接收呼吸器类型和颗粒保护水平中的一个或多个作为所述至少一个输入参数；

基于所述至少一个输入参数以及用于基于所述至少一个输入参数计算所述排放浓度分布和穿透时间中的至少一个的一个或多个数学模型确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个；以及

图形地显示排放浓度分布和穿透时间中的至少一个，所述排放浓度分布包括一种化学物类在穿过滤芯滤床的时间段内的浓度的绘图，所述穿透时间包括预定浓度的化学物类穿过所述滤床的时间。

3.如权利要求2所述的方法，其中接收至少一个输入参数包括：

接收所述呼吸器类型和颗粒保护水平中的至少一个；以及

基于所述呼吸器类型和颗粒保护水平中的至少一个确定用户选择滤芯。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述滤芯选择参数包括如下的至少一项：指定使用寿命、舒适指示符、价格、来自先前基于至少一个普通输入参数确定的至少一个滤芯推荐的经验结果、滤芯的当前存货、区域滤芯要求、逐步淘汰滤芯的指示、以及逐步引进滤芯的指示。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述舒适指示符包括过滤重量和吸气阻力中的至少一个。

6.如权利要求2所述的方法，其中确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个包括仅当接收到指定量的所述至少一个输入参数时，确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个。

7.如权利要求2所述的方法，其中确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个包括获得一个或多个额外输入参数，所述额外输入参数包括至少一个未在接收步骤被接收到但对确定排放浓度分布和穿透时间中至少一个而言是必要的参数。

8.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

接收所述至少一个输入参数的更新和新输入参数中的至少一个；

基于所述至少一个输入参数的更新和新输入参数中的至少一个更新排放浓度分布和穿透时间中的至少一个以确定更新的排放浓度分布和更新的穿透时间中的至少一个；以及

显示更新的排放浓度分布和更新的穿透时间中的至少一个。

9.如权利要求2所述的方法，其中确定排放浓度分布包括计算所述化学物类的穿透波前穿过滤床的位置，所述位置是如下至少一项的函数：穿透波前以此从滤床发展开的发展速度、和时间的加速度因子次幂，所述加速度因子对于减速发展速度的穿透波前小于1并且对于加速发展速度的穿透波前大于1。

10.如权利要求2所述的方法，其中确定排放浓度分布包括根据计算化学物类通过滤床的位置，其中ζ为位置，t为在所述时间段内的时间，并且为加速度因子，所述加速度因子对于减速发展速度的穿透波前小于1并且对于加速发展速度的穿透波前大于1。

11.如权利要求2所述的方法，其中接收包括从传感器接收所述至少一个输入参数。

12.一种用于确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个的***，所述***包括：

配置为输入至少一个输入参数的用户界面，其中所述至少一个输入参数包括如下的一项或多项：环境压力、环境温度、相对湿度、呼吸速度、化学污染物、化学浓度、职业暴露限制、用户选择滤芯、指定使用寿命、舒适指示符、价格、来自先前基于至少一个普通输入参数确定的至少一个滤芯推荐的经验结果、滤芯的当前存货、区域滤芯要求、逐步淘汰滤芯的指示、以及逐步引进滤芯的指示；

与所述用户界面通信耦联并接收所述至少一个输入参数的处理器模块，所述处理器模块基于所述至少一个输入参数以及用于基于所述至少一个输入参数计算所述排放浓度分布和穿透时间中的至少一个的一个或多个数学模型确定排放浓度分布和穿透时间中的至少一个；以及

与所述处理器模块通信耦联的输出设备，所述输出设备图形地显示排放浓度分布和穿透时间中的至少一个，所述排放浓度分布包括一种化学物类在穿过滤芯滤床的时间段内的浓度绘图，所述穿透时间包括预定浓度的化学物类穿透所述滤床的时间。

13.如权利要求12所述的***，其中所述处理器模块被配置为接收至少一个输入参数的更新和新输入参数中的至少一个并且基于至少一个输入参数的更新和新输入参数中的至少一个更新排放浓度分布和穿透时间中的至少一个以确定更新的排放浓度分布和更新的穿透时间中的至少一个，其中所述输出设备被配置为显示更新的排放浓度分布和更新的穿透时间中的至少一个。

14.如权利要求12所述的***，其中所述处理器模块通过计算化学物类的穿透波前穿透滤床的位置确定排放浓度分布，所述位置是如下至少一项的函数：穿透波前以此从滤床发展开的发展速度、和时间的加速度因子次幂，所述加速度因子对于减速发展速度的穿透波前小于1并且对于加速发展速度的穿透波前大于1。

15.如权利要求12所述的***，进一步包括与处理器模块通信耦联的传感器，所述传感器被配置为将至少一个输入参数传输至处理器模块。