本文所描述的實(shí)施例的某一方面涉及計(jì)算裝置和計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，已經(jīng)積極地測(cè)量了空氣中的顆粒物質(zhì)如pm2.5的水平。氣體中的顆粒濃度由單位體積的氣體中所包含的顆粒質(zhì)量(例如mg/m³或μg/m³)來(lái)表示。這種顆粒濃度被稱(chēng)為質(zhì)量濃度。用于測(cè)量pm2.5的質(zhì)量濃度的經(jīng)典技術(shù)之一是在過(guò)濾器上俘獲氣體中的顆粒，然后測(cè)量所俘獲的顆粒的質(zhì)量。替代地，β衰減測(cè)量已經(jīng)被稱(chēng)為是可以自動(dòng)測(cè)量質(zhì)量濃度的技術(shù)。通過(guò)過(guò)濾器技術(shù)或β衰減測(cè)量所得到的濃度是質(zhì)量濃度。因此，目前，pm2.5濃度通常由質(zhì)量濃度表示。此外，作為簡(jiǎn)單的方法，有光散射檢測(cè)方法，此方法照射氣體中的顆粒，然后用散射光來(lái)測(cè)量包含在單位體積的氣體中的顆粒數(shù)目(如顆粒的數(shù)目/m²)。如日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2001-343319、2014-240733和2014-228309所公開(kāi)的那樣，已經(jīng)具有幾種已知的自動(dòng)測(cè)量空氣中的顆粒濃度的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到這些情況，已經(jīng)作出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是為了提供允許許多測(cè)量站的安裝以及顆粒組成的獲得的計(jì)算裝置、計(jì)算機(jī)可讀非瞬時(shí)性存儲(chǔ)介質(zhì)以及計(jì)算方法。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置包括：采集單元，其被配置成獲得在第一測(cè)量站中測(cè)得的包含在氣體中的顆粒的質(zhì)量濃度、在第二測(cè)量站中測(cè)得的包含在氣體中的顆粒的數(shù)目濃度以及在第二測(cè)量站中測(cè)得的氣體的濕度；以及計(jì)算單元，其被配置成：基于由采集單元所獲得的第一測(cè)量站中的質(zhì)量濃度以及第二測(cè)量站中的數(shù)目濃度和濕度來(lái)計(jì)算函數(shù)，該函數(shù)限定了質(zhì)量濃度和數(shù)目濃度與濕度的關(guān)系，并且該函數(shù)用來(lái)根據(jù)在第三測(cè)量站中測(cè)得的包含在氣體中的顆粒的數(shù)目濃度和氣體的濕度來(lái)計(jì)算包含在第三測(cè)量站中的氣體中的顆粒的質(zhì)量濃度，第三測(cè)量站安裝在與安裝第一測(cè)量站和第二測(cè)量站的位置不同的位置中。

將借助于在權(quán)利要求中具體指出的元素和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和達(dá)到本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。要理解的是，如所要求保護(hù)的那樣，上述總體描述和以下詳細(xì)描述是示例性的和說(shuō)明性的，而非限制本發(fā)明。

附圖說(shuō)明

圖1是采用根據(jù)第一實(shí)施例的計(jì)算裝置和計(jì)算程序的系統(tǒng)的框圖；

圖2是起到第一實(shí)施例的計(jì)算裝置的作用的計(jì)算機(jī)的框圖；

圖3是第一實(shí)施例的計(jì)算裝置的功能框圖；

圖4是通過(guò)第一實(shí)施例中的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的處理的流程圖；

圖5是圖示了計(jì)算第一實(shí)施例中的功能的方法的流程圖；

圖6是在第一實(shí)施例中的數(shù)目濃度與質(zhì)量濃度的比率與相對(duì)濕度的圖表；

圖7是采用根據(jù)第二實(shí)施例的計(jì)算裝置和計(jì)算程序的系統(tǒng)的框圖；

圖8是采用根據(jù)第三實(shí)施例的計(jì)算裝置和計(jì)算程序的系統(tǒng)的框圖；

圖9是采用根據(jù)第四實(shí)施例的計(jì)算裝置和計(jì)算程序的系統(tǒng)的框圖；

圖10是根據(jù)第五實(shí)施例的計(jì)算裝置的功能框圖；

圖11是通過(guò)第五實(shí)施例中的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的處理的流程圖；以及

圖12a至圖12c圖示了第五實(shí)施例中的函數(shù)f(h)和fi(h)。

具體實(shí)施方式

例如，在過(guò)濾器上俘獲顆粒的技術(shù)針對(duì)每次測(cè)量需要24小時(shí)或更長(zhǎng)。此外，難以進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。β衰減測(cè)量法可以自動(dòng)測(cè)量質(zhì)量濃度。然而，其測(cè)量時(shí)間不夠短。此外，測(cè)量裝置大且昂貴。因此，難以安裝許多測(cè)量站，其中每一個(gè)都裝配有質(zhì)量濃度檢測(cè)器。

還需要通過(guò)簡(jiǎn)單的技術(shù)來(lái)獲得關(guān)于顆粒組成的信息。

由于pm2.5或其它顆粒物質(zhì)對(duì)健康的影響，所以對(duì)pm2.5進(jìn)行更加頻繁的測(cè)量的需求已經(jīng)增加。然而，遍及全國(guó)，用于測(cè)量pm2.5濃度的測(cè)量站的數(shù)目在1000以下。此外，安裝位置的分布是不均勻的。因此，上述需求沒(méi)有得到充分滿(mǎn)足。

如果位于近鄰的測(cè)量站實(shí)時(shí)地收集和傳送關(guān)于pm2.5濃度的數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)有助于在預(yù)期pm2.5濃度會(huì)上升時(shí)采取措施。此外，數(shù)據(jù)將有助于對(duì)pm2.5濃度的預(yù)測(cè)、pm2.5來(lái)源的識(shí)別和/或大氣科學(xué)模擬。

采用在過(guò)濾器上俘獲顆?；颚滤p測(cè)量法的技術(shù)的質(zhì)量濃度測(cè)量?jī)x器是昂貴的。因此，難以遍及全國(guó)來(lái)安裝裝配有質(zhì)量濃度檢測(cè)器的測(cè)量站。此外，由于測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，所以難以進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。

與此形成對(duì)照，采用光散射檢測(cè)方法的數(shù)目濃度測(cè)量?jī)x器可以自動(dòng)測(cè)量數(shù)目濃度，并且比較便宜。因此，可以遍及全國(guó)來(lái)安裝裝配有數(shù)目濃度測(cè)量?jī)x器的測(cè)量站。這樣的安裝允許實(shí)時(shí)地匯集關(guān)于每個(gè)區(qū)域中的顆粒濃度的數(shù)據(jù)。

然而，由光散射檢測(cè)方法所測(cè)量的濃度不是質(zhì)量濃度，而是對(duì)應(yīng)于每單位體積的顆粒數(shù)目的數(shù)目濃度。通過(guò)將數(shù)目濃度乘以預(yù)定的轉(zhuǎn)換因子，包含在氣體中的顆粒的數(shù)目濃度轉(zhuǎn)換成質(zhì)量濃度。然而，當(dāng)使用這種方法時(shí)，轉(zhuǎn)換精度不高。發(fā)明人已經(jīng)通過(guò)用濕度的函數(shù)來(lái)限定轉(zhuǎn)換因子而成功地提高了轉(zhuǎn)換精度。轉(zhuǎn)換精度的成功提高可以涉及以下現(xiàn)象：當(dāng)氣體的濕度變化時(shí)，由于顆粒的吸濕量變化，所以顆粒尺寸的分布以及顆粒的物化屬性變化。顆粒是各種成分的混合物。顆粒的吸濕性取決于顆粒組成。例如，當(dāng)顆粒是由硫酸銨組成時(shí)，在濕度為90％時(shí)的光散射截面比干燥條件下的光散射截面大5倍。當(dāng)顆粒由有機(jī)物質(zhì)組成時(shí)，光散射截面受濕度的影響較小。如所描述的那樣，當(dāng)顆粒組成變化時(shí)，顆粒的吸濕性變化。顆粒組成取決于位置和時(shí)間而變化。因此，如果使用相同的函數(shù)作為用于將數(shù)目濃度轉(zhuǎn)換成質(zhì)量濃度的函數(shù)，則無(wú)法增加從數(shù)目濃度至質(zhì)量濃度的轉(zhuǎn)換精度。因此，發(fā)明人考慮根據(jù)顆粒組成的變化來(lái)使用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)。

如上所述，難以安裝許多具有高測(cè)量精度的測(cè)量站。以下實(shí)施例安裝了裝配有質(zhì)量濃度檢測(cè)器(其可以精確地測(cè)量，但是昂貴)的測(cè)量站，并且安裝了裝配有數(shù)目濃度檢測(cè)器(其成本較低，但是測(cè)量較不精確)的測(cè)量站，以允許許多測(cè)量站的安裝。

第一實(shí)施例

圖1是采用根據(jù)第一實(shí)施例的計(jì)算裝置和計(jì)算程序的系統(tǒng)的框圖。如圖1所示，系統(tǒng)100包括測(cè)量站20、22和22a以及計(jì)算機(jī)10。測(cè)量站20兼作測(cè)量站24和26。測(cè)量站24和26安裝在大致相同的位置中。測(cè)量站24包括質(zhì)量濃度測(cè)量?jī)x器30。測(cè)量站26包括數(shù)目濃度測(cè)量?jī)x器32和濕度計(jì)34。測(cè)量站22和22a安裝在與測(cè)量站20所安裝的位置不同的位置中。測(cè)量站22和22a中的每一個(gè)包括數(shù)目濃度測(cè)量?jī)x器32和濕度計(jì)34，但是不包括質(zhì)量濃度測(cè)量?jī)x器30。測(cè)量站20和22通過(guò)有線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)36耦接到計(jì)算機(jī)10。測(cè)量站22a通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)38如移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)耦接到計(jì)算機(jī)10?？梢赃m當(dāng)?shù)厥褂酶鞣N通訊方法(包括有線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò))，以在測(cè)量站20、22和22a與計(jì)算機(jī)10之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

例如，質(zhì)量濃度測(cè)量?jī)x器30采用β衰減測(cè)量法，并且測(cè)量在測(cè)量站24中的包含在氣體(例如空氣)中的顆粒如pm2.5的質(zhì)量濃度cm0。例如，數(shù)目濃度測(cè)量?jī)x器32采用光散射檢測(cè)方法，并且測(cè)量在測(cè)量站24中的包含在氣體中的顆粒如pm2.5的數(shù)目濃度cn0。濕度計(jì)34測(cè)量在測(cè)量站24中的氣體的相對(duì)濕度h0。例如，計(jì)算機(jī)10是服務(wù)器計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)10是計(jì)算裝置，并且執(zhí)行計(jì)算程序和計(jì)算方法。

圖2是起到根據(jù)第一實(shí)施例的計(jì)算裝置的作用的計(jì)算機(jī)的框圖。計(jì)算機(jī)10包括中央處理單元(cpu)11、顯示裝置12、輸入裝置13、輸出裝置14、存儲(chǔ)裝置15、存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器16、通信接口17和內(nèi)部總線(xiàn)18。例如，顯示裝置12包括顯示面板如液晶面板并且顯示指令、數(shù)據(jù)等。輸入裝置13的示例是(但不限于)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和觸摸面板。輸入裝置13用于輸入指令、數(shù)據(jù)等。例如，輸出裝置14是打印機(jī)，并且輸出指令、數(shù)據(jù)等。例如，存儲(chǔ)裝置15是易失性存儲(chǔ)器如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)或非易失性存儲(chǔ)器如閃速存儲(chǔ)器或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，并且在處理期間或在處理之后存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器16用于安裝存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)19中的程序。通信接口17從測(cè)量站20、22和22a中獲得數(shù)據(jù)如質(zhì)量濃度、數(shù)目濃度以及濕度。內(nèi)部總線(xiàn)18使計(jì)算機(jī)10中的裝置相互連接。

便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)可以用作存儲(chǔ)介質(zhì)19，其存儲(chǔ)程序并且可以通過(guò)計(jì)算機(jī)10被讀取。便攜式存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括但不限于緊致盤(pán)只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)光盤(pán)、數(shù)字多功能光盤(pán)(dvd)、藍(lán)光光盤(pán)以及通用串行總線(xiàn)(usb)。閃速存儲(chǔ)器或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(hdd)可以用作存儲(chǔ)介質(zhì)19。

圖3是根據(jù)第一實(shí)施例的計(jì)算裝置40的功能框圖。如圖3所示，計(jì)算機(jī)10通過(guò)圖2中圖示的硬件部件與軟件之間的協(xié)作而起作用。圖4是由第一實(shí)施例中的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的處理的流程圖。

如圖3和圖4所示，采集單元42從測(cè)量站24中獲得在測(cè)量站24中測(cè)得的質(zhì)量濃度cm0。采集單元42從測(cè)量站26中獲得在測(cè)量站26中測(cè)得的數(shù)目濃度cn0和濕度h0(步驟s10)。函數(shù)計(jì)算單元44基于獲得的質(zhì)量濃度cm0、獲得的數(shù)目濃度cn0和獲得的濕度h0來(lái)計(jì)算(限定了質(zhì)量濃度cm和數(shù)目濃度cn與濕度h的關(guān)系的)函數(shù)f(h)(步驟s12)。例如，函數(shù)f(h)是cn/cm相對(duì)于相對(duì)濕度h的函數(shù)。采集單元46從測(cè)量站22和22a中獲得在測(cè)量站22和22a中測(cè)得的數(shù)目濃度cn1和濕度h1(步驟s14)。質(zhì)量濃度計(jì)算單元48基于函數(shù)f(h)來(lái)根據(jù)得到的數(shù)目濃度cn1和得到的濕度h1而計(jì)算包含在測(cè)量站22和22a中的每一個(gè)中的氣體中的顆粒的質(zhì)量濃度cm1(步驟s16)。例如，通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算cm1：cm1＝cn1/f(h)。

圖5是圖示第一實(shí)施例中的計(jì)算函數(shù)的方法的流程圖。如圖5所示，采集單元42獲得質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0(步驟s20)。例如，采集單元42以規(guī)則間隔(例如以1小時(shí)的間隔)獲得質(zhì)量濃度cm0，并且以比獲得質(zhì)量濃度cm0的間隔更短的間隔(例如以1分鐘的間隔)獲得數(shù)目濃度cn0和濕度h0。采集單元42將在大致相同的時(shí)間處測(cè)得的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0一起作為一組，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元(如圖2中所圖示的存儲(chǔ)裝置15)中。當(dāng)以與測(cè)量數(shù)目濃度cn0和濕度h0的間隔不同的間隔來(lái)測(cè)量質(zhì)量濃度cm0時(shí)，可以將在與測(cè)量質(zhì)量濃度cm0的時(shí)間最接近的時(shí)間處測(cè)得的數(shù)目濃度cn0和濕度h0與質(zhì)量濃度cm0一起存儲(chǔ)，以作為在大致相同的時(shí)間處測(cè)得的一組質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0。替代地，可以將在以下測(cè)量期間測(cè)得的多個(gè)數(shù)目濃度cn0和多個(gè)濕度h0與最后測(cè)得的質(zhì)量濃度cm0一起存儲(chǔ)，以作為在大致相同的時(shí)間處測(cè)得的成組的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0：從開(kāi)始質(zhì)量濃度cm0的測(cè)量起直到開(kāi)始質(zhì)量濃度cm0的下一次測(cè)量。替代地，可以將在測(cè)量期間測(cè)得的多個(gè)數(shù)目濃度cn0的平均值和多個(gè)濕度h0的平均值與最后測(cè)得的質(zhì)量濃度cm一起存儲(chǔ)，作為在大致相同的時(shí)間處測(cè)得的一組質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0。

函數(shù)計(jì)算單元44確定數(shù)據(jù)是否已經(jīng)收集了足以計(jì)算函數(shù)的數(shù)據(jù)(步驟s22)。當(dāng)確定是“否”時(shí)，過(guò)程返回到步驟s20。如果確定是“是”時(shí)，函數(shù)計(jì)算單元44根據(jù)收集到的質(zhì)量濃度cm0和收集到的數(shù)目濃度cn0來(lái)計(jì)算函數(shù)(步驟s24)。稍后將描述細(xì)節(jié)。函數(shù)計(jì)算單元44在存儲(chǔ)單元如存儲(chǔ)裝置15中存儲(chǔ)函數(shù)f(h)。例如，函數(shù)f(h)在存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)為cn/cm與濕度h的表。函數(shù)計(jì)算單元44確定過(guò)程是否結(jié)束(步驟s26)。例如，當(dāng)停止?jié)舛葴y(cè)量時(shí)，確定成為“是”。當(dāng)確定是“是”時(shí)，過(guò)程結(jié)束。當(dāng)確定是“否”時(shí)，過(guò)程返回到步驟s20。

圖6是在第一實(shí)施例中的數(shù)目濃度與質(zhì)量濃度的比率與相對(duì)濕度的圖表。如圖6所示，函數(shù)計(jì)算單元44根據(jù)在測(cè)量站24和26中在大致相同的時(shí)間處測(cè)得的質(zhì)量濃度cm1和數(shù)目濃度cn1來(lái)計(jì)算cn/cm。點(diǎn)52表示在大致相同的時(shí)間處測(cè)得的相對(duì)于濕度h1的cn/cm。由于濕度h取決于測(cè)量站24和26的環(huán)境而變化，所以獲得相對(duì)于各個(gè)濕度h的cn/cm的點(diǎn)52。函數(shù)計(jì)算單元44使用近似方程根據(jù)點(diǎn)52來(lái)計(jì)算近似曲線(xiàn)54。函數(shù)計(jì)算單元44將近似曲線(xiàn)54的函數(shù)定義為函數(shù)f(h)。

函數(shù)計(jì)算單元44可以使用在預(yù)定時(shí)間段期間(如一個(gè)月或一周)或者無(wú)常時(shí)間段期間測(cè)得的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)。替代地，函數(shù)計(jì)算單元44可以使用在最近的預(yù)定時(shí)間段期間(例如一個(gè)月或一周)或者最近的無(wú)常時(shí)間段期間測(cè)得的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)。

在圖4中的步驟s16處，質(zhì)量濃度計(jì)算單元48使用最新的函數(shù)f(h)來(lái)計(jì)算質(zhì)量濃度cm1。

如在第一實(shí)施例中描述的那樣，如在圖4中的步驟s10處那樣，采集單元42(采集單元)獲得測(cè)量站24(第一測(cè)量站)中的質(zhì)量濃度cm0以及測(cè)量站26(第二測(cè)量站)中的數(shù)目濃度cn0和濕度h0。如在步驟s12處那樣，函數(shù)計(jì)算單元44(計(jì)算單元)基于質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)，該函數(shù)f(h)限定了質(zhì)量濃度cm和數(shù)目濃度cn與濕度h的關(guān)系。如在步驟s16處那樣，函數(shù)f(h)是以下函數(shù)：用于根據(jù)測(cè)量站22和22a(第三測(cè)量站)中的每一個(gè)中測(cè)得的數(shù)目濃度cn1和濕度h1來(lái)計(jì)算包含在測(cè)量站22和22a中的每一個(gè)中的氣體中的顆粒的質(zhì)量濃度cm1。

例如，在某一區(qū)域，認(rèn)為在測(cè)量站24、26、22和22a中的顆粒組成是相同的。測(cè)量站24、26、22和22a中的質(zhì)量濃度與數(shù)目濃度的比率大致相同。因此，根據(jù)在測(cè)量站24中測(cè)得的質(zhì)量濃度cm0以及在測(cè)量站26中測(cè)得的數(shù)目濃度cn0和濕度h0來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)。函數(shù)f(h)的使用允許根據(jù)測(cè)量站22和22a中的每一個(gè)中測(cè)得的數(shù)目濃度cn1和濕度h1來(lái)精確地計(jì)算測(cè)量站22和22a中的每一個(gè)中的質(zhì)量濃度cm1。測(cè)量站22和22a不包括質(zhì)量濃度測(cè)量?jī)x器30。因此，可以安裝許多測(cè)量站22和22a。此外，測(cè)量站22和22a可以以短的間隔來(lái)測(cè)量數(shù)目濃度cn1和濕度h1。因此，可以實(shí)時(shí)計(jì)算測(cè)量站22和22a中的質(zhì)量濃度cm1。

此外，如圖1所示，測(cè)量站24和測(cè)量站26位于相同的位置。因此，可以測(cè)量在大致相同位置中的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0。因此，更加精確地計(jì)算函數(shù)f(h)。例如，測(cè)量站24和26位于相同位置的情況是測(cè)量站24和26位于相同建筑物或相同場(chǎng)所的情況或者測(cè)量站24和26之間的距離約是100米或更少的情況。例如，測(cè)量站24和26位于不同位置的情況是測(cè)量站24和26之間的距離是幾百米或更大的情況。

如在圖5中的步驟s20和s22處那樣，采集單元42獲得以規(guī)則間隔或不固定間隔測(cè)得的在測(cè)量站24中的多個(gè)質(zhì)量濃度cm0以及以規(guī)則間隔或不固定間隔測(cè)得的在測(cè)量站26中的多個(gè)數(shù)目濃度cn0和多個(gè)濕度h0。在步驟s24處，函數(shù)計(jì)算單元44以規(guī)則間隔或不固定間隔計(jì)算函數(shù)f(h)。相應(yīng)地，在圖4的步驟s16處，質(zhì)量濃度計(jì)算單元48可以使用以規(guī)則間隔或不固定間隔計(jì)算的函數(shù)之中的最新的函數(shù)f(h)來(lái)計(jì)算測(cè)量站22和22a中的質(zhì)量濃度cm1。因此，即使當(dāng)顆粒組成根據(jù)環(huán)境變化或季節(jié)變化而變化時(shí)，也可以精確地計(jì)算質(zhì)量濃度。

如在圖5中的步驟s20處和在圖6中所描述的那樣，采集單元42獲得在預(yù)定時(shí)間段在測(cè)量站24中測(cè)得的多個(gè)質(zhì)量濃度cm0以及在預(yù)定時(shí)間段在測(cè)量站26中測(cè)得的多個(gè)數(shù)目濃度cn0和多個(gè)濕度h0。函數(shù)計(jì)算單元44基于多個(gè)質(zhì)量濃度cm0、多個(gè)數(shù)目濃度cn0和多個(gè)濕度h0來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)。因此，可以計(jì)算出函數(shù)f(h)。

如圖6所示，優(yōu)選地，函數(shù)f(h)是依據(jù)濕度h而變化的數(shù)目濃度cn與質(zhì)量濃度cm的比率cn/cm。這簡(jiǎn)化了函數(shù)f(h)的計(jì)算。函數(shù)f(h)可以是除了cn/cm以外的包含cn和cm的且依據(jù)濕度而變化的函數(shù)。

第二實(shí)施例

圖7是采用根據(jù)第二實(shí)施例的計(jì)算裝置和計(jì)算程序的系統(tǒng)的框圖。如圖7所示，在系統(tǒng)102中，測(cè)量站24和測(cè)量站26安裝在不同的位置。測(cè)量站24和26之間的距離是距離d1。測(cè)量站22和22a之中最接近于測(cè)量站24的測(cè)量站與測(cè)量站24之間的距離是距離d2。由于其它配置與第一實(shí)施例的配置相同，因此省略了描述。

在第二實(shí)施例中，距離d1小于距離d2。此配置允許在相對(duì)較近的位置中的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0的測(cè)量。因此，可以更加精確地計(jì)算函數(shù)f(h)。例如，距離d1可以是1km或更小。

第三實(shí)施例

圖8是采用根據(jù)第三實(shí)施例的計(jì)算裝置和計(jì)算程序的系統(tǒng)的框圖。如圖8所示，在系統(tǒng)104中，區(qū)域被劃分成多個(gè)小區(qū)50。測(cè)量站20和多個(gè)測(cè)量站22安裝在每個(gè)小區(qū)50中。如在第一實(shí)施例中那樣，測(cè)量站20包括測(cè)量站24和26。如在第二實(shí)施例中那樣，可以設(shè)置測(cè)量站24和26來(lái)代替測(cè)量站20。由于其它配置與第一實(shí)施例的配置相同，因此省略了描述。

在第三實(shí)施例中，測(cè)量站20和測(cè)量站22安裝在小區(qū)50中的每一個(gè)中。在相同的小區(qū)50中，函數(shù)計(jì)算單元44基于測(cè)量站20中的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0來(lái)計(jì)算測(cè)量站22中的質(zhì)量濃度cm1。將區(qū)域劃分成多個(gè)小區(qū)50允許了函數(shù)f(h)的更精確的計(jì)算以及質(zhì)量濃度cm1的更精確的計(jì)算。

第四實(shí)施例

圖9是采用根據(jù)第四實(shí)施例的計(jì)算裝置和計(jì)算程序的系統(tǒng)的框圖。如圖9所示，在系統(tǒng)106中，安裝測(cè)量站20的測(cè)量站20a和20b。在測(cè)量站22以外的測(cè)量站22b與測(cè)量站20a之間的距離是d1，而測(cè)量站22b與測(cè)量站20b之間的距離是d2。如在第一實(shí)施例中那樣，測(cè)量站20a和20b中的每一個(gè)包括測(cè)量站24和26。如在第二實(shí)施例中那樣，可以設(shè)置測(cè)量站24和26來(lái)代替測(cè)量站20a和20b。

在圖4中的步驟s10處，采集單元42獲得測(cè)量站20a和20b中的每一個(gè)中的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0。在步驟s12處，函數(shù)計(jì)算單元44計(jì)算相對(duì)于測(cè)量站20a的函數(shù)f1(h)以及相對(duì)于測(cè)量站20b的函數(shù)f2(h)。函數(shù)計(jì)算單元44基于函數(shù)f1(h)和f2(h)來(lái)計(jì)算用于計(jì)算測(cè)量站22b中的質(zhì)量濃度cm1的函數(shù)f(h)。例如，函數(shù)計(jì)算單元44使用以下方程來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)：

f(h)＝d2/(d1+d2)×f1(h)+d1/(d1+d2)×f2(h)

由于其它配置與第一實(shí)施例相同，因此省略了描述。

第四實(shí)施例對(duì)函數(shù)計(jì)算單元44進(jìn)行配置，以便基于測(cè)量站20a和20b中的質(zhì)量濃度cm0、數(shù)目濃度cn0和濕度h0以及距離d1和d2來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)。此配置允許更加精確地計(jì)算測(cè)量站22b中的質(zhì)量濃度cm1。

此外，在步驟s12處，函數(shù)計(jì)算單元44可以基于關(guān)于測(cè)量站20a和20b以及測(cè)量站22b中的至少一個(gè)的環(huán)境的信息來(lái)對(duì)距離d1和d2進(jìn)行加權(quán)，以計(jì)算測(cè)量站22b中的函數(shù)f(h)。此配置允許更加精確地計(jì)算測(cè)量站22b中的質(zhì)量濃度cm1。

例如，函數(shù)計(jì)算單元44使用以下方程來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)：

f(h)＝w1×d2/(d1+d2)×f1(h)+w2×d1/(d1+d2)×f2(h)

此處，w1和w2是滿(mǎn)足以下關(guān)系的加權(quán)因子：w1+w2＝1。關(guān)于環(huán)境的信息可以是關(guān)于天氣如風(fēng)向的信息。例如，當(dāng)測(cè)量站20a比測(cè)量站22b更進(jìn)一步位于上風(fēng)向處并且測(cè)量站20b比測(cè)量站22b更進(jìn)一步位于下風(fēng)向處時(shí)，w1被配置成小于w2(w1<w2)。

第五實(shí)施例

例如，顆粒如pm2.5由各種成分如元素碳、有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽組成。如果識(shí)別出顆粒組成，則可以獲得關(guān)于顆粒源的信息。然而，顆粒組成分析需要昂貴的裝置。因此，難以容易地分析顆粒組成。

在第五實(shí)施例中，圖2中圖示的計(jì)算機(jī)10起到計(jì)算裝置的作用，并且執(zhí)行計(jì)算程序。圖10是根據(jù)第五實(shí)施例的計(jì)算裝置41的功能框圖。如圖10所示，計(jì)算機(jī)10通過(guò)圖2中圖示的硬件部件與軟件之間的協(xié)作而起作用。圖11是通過(guò)第五實(shí)施例中的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的處理的流程圖。

如圖10和圖11所示，如在第一實(shí)施例中那樣，采集單元42從測(cè)量站24中獲得質(zhì)量濃度cm0。采集單元42從測(cè)量站26中獲得數(shù)目濃度cn0和濕度h0(步驟s10)。函數(shù)計(jì)算單元44基于獲得的質(zhì)量濃度cm0、獲得的數(shù)目濃度cn0和獲得的濕度h0來(lái)計(jì)算函數(shù)f(h)(步驟s12)。組成計(jì)算單元47從存儲(chǔ)單元45如存儲(chǔ)裝置15獲得各自對(duì)應(yīng)于組分的函數(shù)fi(h)(步驟s30)。當(dāng)顆粒由單一組分組成時(shí)，函數(shù)fi(h)是限定cn/cm與濕度h的關(guān)系的函數(shù)。對(duì)應(yīng)于每個(gè)組分的函數(shù)fi(h)提前被測(cè)量，并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元45中。組成計(jì)算單元47基于函數(shù)f(h)和fi(h)來(lái)計(jì)算顆粒組成(步驟s32)。在步驟s32之后，過(guò)程結(jié)束。

圖12a至圖12c圖示了第五實(shí)施例中的函數(shù)f(h)和fi(h)。圖12a圖示了由函數(shù)計(jì)算單元44所計(jì)算的函數(shù)f(h)。圖12b圖示了存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元45中的組分a的函數(shù)fa(h)。圖12c圖示了存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元45中的組分b的函數(shù)fb(h)。組成計(jì)算單元47通過(guò)線(xiàn)性組合函數(shù)fi(h)來(lái)計(jì)算最佳近似函數(shù)f(h)的近似方程。例如，當(dāng)通過(guò)公式x×fa(h)+y×fb(h)來(lái)近似f(h)時(shí)，組分a和b以x對(duì)y的比例存在于顆粒中。

第五實(shí)施例預(yù)先設(shè)定了函數(shù)fi(h)，其限定了與顆粒的每個(gè)組分相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量濃度cm和數(shù)目濃度cn與濕度h的關(guān)系。組成計(jì)算單元47(計(jì)算單元)基于函數(shù)f(h)和多個(gè)函數(shù)fi(h)來(lái)計(jì)算包含在測(cè)量站24中的氣體中的顆粒組成。因此，可以容易地識(shí)別顆粒組成。

優(yōu)選地，函數(shù)f(h)和函數(shù)fi(h)是依據(jù)濕度h而變化的數(shù)目濃度cn與質(zhì)量濃度cm的比率cn/cm。這簡(jiǎn)化了函數(shù)f(h)和fi(h)的計(jì)算。函數(shù)f(h)和fi(h)可以是除了cn/cm以外的包含cn和cm的且依據(jù)濕度而變化的函數(shù)。

優(yōu)選地，當(dāng)函數(shù)f(h)由函數(shù)fi(h)的線(xiàn)性組合來(lái)表示時(shí)，組成計(jì)算單元47基于線(xiàn)性組合的因子x和y來(lái)計(jì)算組成。這簡(jiǎn)化了顆粒組成的計(jì)算。

如在第五實(shí)施例中那樣，第一實(shí)施例至第四實(shí)施例的計(jì)算裝置可以計(jì)算顆粒組成。第五實(shí)施例的計(jì)算裝置可以被設(shè)置成與第一實(shí)施例至第四實(shí)施例的計(jì)算裝置分離。

本文記載的所有示例和條件語(yǔ)言旨在用于教導(dǎo)目的，以幫助讀者理解由發(fā)明人貢獻(xiàn)以促進(jìn)本領(lǐng)域的本發(fā)明和概念，并且要被理解為既不對(duì)這樣具體記載的示例和條件進(jìn)行限制，說(shuō)明書(shū)中的這樣示例的組織也不涉及顯示本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行各種改變、替換和變更。