專利名稱：檢測水環(huán)境中的化學品的制作方法
檢測水環(huán)境中的化學品背景本公開涉及檢測水環(huán)境(aqueous environments)中的化學品，并且更具體地,涉及檢測水環(huán)境中芳族化學品的存在或不存在。概述
一般地描述了用于檢測水環(huán)境中的化學品的技術。多種技術可以被用作設備、系統(tǒng)、方法和/或計算機程序產品中的一部分。設備或系統(tǒng)的一些示例實施方案可以包括激光二極管、光子二氧化硅陣列和/或接收器中的一個或多個。激光二極管可以被配置為產生發(fā)射光。光子二氧化硅陣列可以具有多個硅藻細胞。光子二氧化硅陣列可以被配置為接收發(fā)射光并將發(fā)射光的至少一部分作為反射光反射?？梢灾辽俨糠值赝ㄟ^來自水環(huán)境的一種或多種芳族化學品與多個硅藻細胞的相互作用，使反射光適合于被測定。接收器可以被配置為接收和捕獲反射光的至少一部分。在一些實施方案中，一般地描述了通過光學循環(huán)器檢測水環(huán)境中的一種或多種芳族化學品的方法。一些光學循環(huán)器可以包括第一端口、第二端口和/或第三端口，所述第一端口包括激光二極管，所述第二端口包括光子二氧化硅陣列，所述光子二氧化硅陣列包括多個硅藻細胞，所述第三端口包括接收器。一些示例方法可以包括接收來自第一端口的發(fā)射光。一些示例方法可以還包括反射所接收的發(fā)射光的至少一部分以產生反射光，反射光至少部分地通過水環(huán)境中的一種或多種芳族化學品和多個硅藻細胞相互作用產生。一些示例實施方案還可以包括將反射光從第二端口傳送至第三端口。在一些實施方案中，一般地描述了用于檢測水環(huán)境中的一種或多種芳族化學品的系統(tǒng)。一些示例實施方案可以包括數據庫、激光二極管、光子二氧化硅陣列和接收器中的一個或多個。數據庫可以被配置為儲存與所述一種或多種芳族化學品的已知頻率、所述一種或多種芳族化學品的已知波長和/或所述一種或多種芳族化學品的已知強度相關的芳族化學品信息。激光二極管可以被配置為產生發(fā)射光。光子二氧化娃陣列可以具有多個娃藻細胞，所述光子二氧化硅陣列被配置為接收發(fā)射光，將發(fā)射光的至少一部分作為反射光反射，并且傳送反射光。反射光可以至少部分地通過提供在多個硅藻細胞周圍的一種或多種芳族化學品的相互作用測定。接收器可以被配置為接收至少一部分的反射光，測量反射光的強度、反射光的波長和/或反射光的頻率。接收器也可以被配置為將反射光的測量強度、測量波長和/或測量頻率中的一個或多個與儲存在數據庫中的芳族化學品信息比較。接收器還可以被配置為至少部分地基于反射光的測量強度、測量波長和/或測量頻率與儲存在數據庫中的芳族化學品信息的比較，檢測一種或多種芳族化學品的存在和/或不存在。在一些另外的實施方案中，一般地描述了計算機程序產品。示例實施方案可以包括信號承載介質，實施信號承載介質包括儲存在其上的計算機可讀指令，所述計算機可讀指令當通過一個或多個處理單元執(zhí)行時可以可操作地使計算平臺能夠接收表示光的強度、光的波長和/或光的頻率的信號。更多的指令可以使得計算平臺將表示光的強度、波長和/或頻率的信號的至少一部分與儲存在一個或多個芳族化學品數據庫中的芳族化學品信息比較。再更多的指令可以使得計算平臺能夠至少部分地基于表示光的強度、波長和/或頻率的信號的至少一部分與儲存在一個或多個芳族數據庫中的芳族化學品信息的比較，檢測一種或多種芳族化學品的存在和/或不存在。以上概述僅為了舉例說明并且不意圖以任何方式限制。除了上面描述的示例性方面、實施方案和特征之外，通過參考附圖
和以下的詳述，其他方面、實施方案和特征將是顯而易見的。附圖簡述由以下的描述和后附權利要求，并結合附圖，本公開的以上和其他特征將變得更加充分顯而易見的。應明白這些附圖僅描繪根據本公開的數個實施方案，并且因此不應被認為是其范圍的限制，本公開將通過使用 附圖而得以更加具體且詳細地描述。在附圖中圖I是圖解用于檢測芳族化學品的一些示例系統(tǒng)的框圖；圖2是圖解用于檢測芳族化學品的一些示例方法的流程圖；圖3是圖解用于檢測芳族化學品的一些另外的示例方法的流程圖；圖4是示例計算機程序產品的框圖；并且圖5是圖解可以被安排用于芳族化學品檢測實施的示例計算設備的框圖，所有安排根據本公開的至少一些實施方案。詳述在以下詳述中，將參考所附附圖，所述附圖形成詳述的一部分。在附圖中，除非上下文另外規(guī)定，同樣的符號典型地標識同樣的部分。在詳述、附圖和權利要求中描述的示例性實施方案并不意欲是限制性的。在不脫離這里所給出主題的精神或范圍的情況下，可以采用其它實施方案，并且可以進行其它變更。將容易明白的是如本文一般地描述的，以及在附圖中示例的，可以將本公開方面以各種各樣的不同構造排列、替換、組合和設計，所有這些在本公開中明確地預期并且成為本公開的一部分。本公開尤其涉及與檢測水環(huán)境中的化學品相關的方法、系統(tǒng)、設備和/或裝置并且，更具體地，涉及檢測芳族化學品在水環(huán)境中的存在或不存在。本公開預期到用于水環(huán)境中的化學污染用分析的現(xiàn)有分析方法(例如，氣相色譜法和/或質譜法)可能是昂貴的和/或勞動密集的。此外，在取樣事件發(fā)生之后分析結果可能延遲數天或數周。這種延遲不能夠允許化學污染物的即時反饋和/或實時監(jiān)測。一些分析方法可以包括多種傳感器的大型網路以識別和/或分析化學污染。然而，這種傳感器的大型網絡可能局限于氧和硝酸鹽監(jiān)測系統(tǒng)。這些分析方法不能提供水性體系和環(huán)境中已知化學品(例如，有機溶劑)的實時監(jiān)測，尤其是廢水排放點附近和位于儲存池(包括地下或地上池)之下的含水層。本公開預期到用于監(jiān)測廢水、含水層、水體和/或其他水環(huán)境中的揮發(fā)性有機化學品(或芳族化學品)的傳感器可以使用來自培養(yǎng)硅藻的光子二氧化硅陣列硅藻細胞構建。在一些示例實施方案中，本公開描述當所關心的化學品的身份是已知的并且溶劑是親核的(例如，二甲苯、甲苯、苯、乙苯、吡啶和/或醇)時用于監(jiān)測工業(yè)廢水中的化學品的方法。示例實施方案(或其一部分)可以在和/或鄰近廢水、含水層、水體和/或其他水環(huán)境中實施。在一些實施方案中，傳感器可以至少部分地與締合有和/或包含芳族化學品的廢水、含水層、水體和/或其他水環(huán)境接觸。在一些實施方案中，可以僅使檢測系統(tǒng)的一部分(例如，光子二氧化硅陣列)與締合有和/或包含芳族化學品的廢水、含水層、水體和/或其他水環(huán)境接觸。光學循環(huán)器可以被描述為三端口設備(包括例如端口 I、端口 2和端口 3)，其可以使光在一個方向上傳播從端口 I至端口 2，并且之后從端口 2至端口 3。在示例光學循環(huán)器中，在任意方向上反射的來自端口 2的發(fā)射光可以被引導至端口 3。光學循環(huán)器可以在例如高級通訊系統(tǒng)和光纖傳感器應用中使用。圖I是圖解根據本公開的至少一 些實施方案安排的用于檢測芳族化學品的一些示例系統(tǒng)的框圖。在一些實例中，光學循環(huán)器100可以包括端口 1110，端口 2120和端口3130。端口 1110可以包括被配置為產生發(fā)射光的激光二極管。端口 2120可以包括具有多個硅藻細胞的光子二氧化硅陣列115。光子二氧化硅陣列115可以被配置為接收發(fā)射光并將發(fā)射光的至少一部分作為反射光反射。反射光可以至少部分地通過芳族化學品與多個硅藻細胞的相互作用測定。端口 3130可以包括被配置為接收和捕獲反射光的至少一部分的接收器。在上述實例中，端口 1110、端口 2120和/或端口 3130可以表示目前公開的主題的概要階段，并且可以不限于光學循環(huán)器。詳細地，端口 1110可以對應于光傳送階段，端口2120可以對應于光保持階段(例如，其中可以有光子二氧化硅陣列)，并且端口 3130可以對應于光接收或收集階段。如圖I中所示，位于端口 1110中的光發(fā)射設備如激光二極管105可以被配置為將光傳送至端口 2120。激光二極管105可以具有大約300納米(nm)至大約400nm的范圍內的波長，并且可以包括砷化鋁鎵銦(InGaAIAs) 二極管、磷砷化鎵銦(Indium GalliumArsenidePhosphate) (InGaAsP) 二極管和/或砷化鎵(GaAs) 二極管。具有不同波長和化學性質的其他激光器也可以在一些示例實施方案中使用。在一些實例中，可以使激光二極管適合于發(fā)射光以從光子二氧化硅陣列產生所需的光致發(fā)光。在一些實例中，端口 2120可以包括光子二氧化硅陣列115。示例光子二氧化硅陣列115可以被安排至N乘M尺寸的矩陣中，在任何地方在厚度上具有從I至P層(其中N、M和P可以是任何數字)。在一些實例中，光子二氧化娃陣列115可以由娃藻和/或娃藻材料培養(yǎng)或安排。娃藻的外部部分或娃藻細胞可以作為可以包括光子二氧化娃陣列115的材料分離。在一些實例中，可以將硅藻細胞自組裝至上述矩陣中。光子二氧化硅陣列115可以與基本上可以富集水環(huán)境中芳族化學品140的濃度的疏水性聚合物隔膜135結合實施。疏水性聚合物隔膜135可以充當將芳族化學品140濃縮至光子二氧化硅陣列115上的機構。疏水性聚合物隔膜135可以保護光子二氧化硅陣列115使之免于被水穿透，同時允許芳族化學品140通過。因而，芳族化學品140可以滲入疏水性聚合物隔膜135并達到光子二氧化硅陣列115。通過達到光子二氧化硅陣列115，芳族化學品140可以改變光子二氧化硅陣列115對光的感光度。在一些實例中，當將光子二氧化硅陣列115放置在水環(huán)境中時，聚合物隔膜135可以圍繞和/或包裹光子二氧化硅陣列115。這可以允許更容易地檢測芳族化學品140的存在或不存在。疏水性聚合物隔膜135可以包括聚(乙烯-共-丙烯)、聚(丙烯腈-共-丁二烯)、硅氧烷、增塑PVC、丁二烯共聚物和/或氟聚合物材料等等。
在一些實例中，當激光二極管105發(fā)射擊打光子二氧化硅陣列115的光時，可以存在于光子二氧化硅陣列115上和/或周圍的芳族化學品140可以使得來自激光二極管105的發(fā)射光被反射。在一些實例中，反射光可以包括具有約300nm至約700nm的范圍內的波長的光。作為芳族化學品140與光子二氧化硅陣列115的相互作用的結果，這種反射與其其他方式在在的情況比較可以更加增強。通常，光致發(fā)光可以是其中物質吸收光子(例如，電磁輻射)并且進而輻射光子的過程。光子二氧化硅陣列115的光致發(fā)光可以是硅藻細胞的性質(例如硅藻細胞的孔徑大小)的函數。在一些實例中，可以使用預定化學品物質(例如，硫酸鎳)改變硅藻細胞孔的大小。例如，依賴于所要檢測的芳族化學品140的類型，改變硅藻細胞的孔徑可以包括使孔或者更大或者更小。一些芳族化學品在一個或多個特定孔徑可以產生比其他芳族化學品更大的光致發(fā)光。實例芳族化學品140可以 包括二甲苯、甲苯、苯、乙苯、吡啶、醇、四氯乙烷或氯苯等等。在一些實例中，環(huán)境濕度可以移動可以觀察到光致發(fā)光的峰振幅的波長(并且進而，頻率)。濕度傳感器145可以連接至光子二氧化硅陣列115，以使得濕度傳感器145可以檢測濕度的量。該構造可以有助于預測由濕度水平引起的波長移動。系統(tǒng)100可以根據通過濕度傳感器145觀察的濕度校準。以這種方式，光致發(fā)光可以通過接收器125作為濕度(如通過濕度傳感器145測量)的函數測定。在一些實例中，來自激光二極管105的發(fā)射光可以從光子二氧化硅陣列115反射出并且之后通過接收器125在第三端口即端口 3130中捕獲。濾光器150可以被放置在端口 2120與端口 3之間的傳送路徑中。以這種方式，可以使接收器125適合于接收具有預定波長(或波長的范圍)的反射光。反射光(濾光后或未濾光)的強度、波長和/或頻率可以被解釋為特定芳族化學品140的存在的證據。例如，如果激光二極管105發(fā)射強度X和頻率Y的光，并且已知光子二氧化硅陣列115反射以處于強度Z和頻率W的該光，則該強度Z和頻率W數據可以指示芳族化學品U的存在或不存在。在一些實例中，可以考慮到濕度和/或濾光的任何影響。系統(tǒng)100可以包括數據庫155，所述數據庫155可以被配置為儲存與與芳族化學品有關的已知強度，波長和/或頻率相關的芳族化學品信息。例如，芳族化學品信息可以指示化學品U對應于強度Z和波長W，并且從而可以識別芳族化學品(例如，二甲苯)。在一些實施方案中，數據庫155可以可操作連接至端口 2120和/或端口 3130。因此，系統(tǒng)100可以用于識別化學品(否則有害)在其中系統(tǒng)100可以部署的環(huán)境(例如，水環(huán)境)中的存在或不存在。在一些實例中，端口 2120(包括光子二氧化硅陣列115)可以被配置為基本上與其中具有芳族化學品的廢水、含水層、水體和/或其他水環(huán)境接觸。在這些實例中，端口1110(包括激光二極管105)和端口 3130(包括接收器125)可以被配置為在遠處(例如，不與廢水、含水層、水體和/或其他水環(huán)境接觸)，但仍被配置為與端口 2120通訊。在這些實例中，光子二氧化硅陣列可以暴露至(通過疏水性聚合物隔膜135的方式)廢水、含水層、水體和/或其他水環(huán)境。在一些實例中，端口 1110、端口 2120和端口 3130可以被配置為與水環(huán)境接觸(否則暴露至該水環(huán)境)。圖2是描繪根據至少本公開的一些實施方案的通過光學循環(huán)器檢測芳族化學品的一些示例方法200的流程圖。示例方法200可以包括如由框210，220和/或230所描繪的操作、活動或行動中的一個或多個。在方法200中，光學循環(huán)器可以包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口包括激光二極管，所述第二端口包括光子二氧化硅陣列，所述光子二氧化硅陣列包括多個硅藻細胞，并且所述第三端口包括接收器。處理可以開始于框210，其可以包括接收來自第一端口的發(fā)射光?？?10之后可以是框220?？?20可以包括反射所接收的發(fā)射光的至少一部分，以產生反射光。反射光可以至少部分地通過芳族化學品與多個硅藻細胞的相互作用產生?？?20之后可以是框230。在框230處，可以將反射光從第二端口傳送。在一些實施方案中，方法200還可以包括濾光反射光以產生濾光后的反射光，并且將濾光后的反射光傳送至第三端口。在一些其他的實施方案中，方法200還可以包括接收來自第二端口的反射光，確定反射光的強 度、波長和/或頻率，和識別一種或多種芳族化學品的存在和/或不存在。一種或多種的芳族化學品的存在和/或不存在的識別可以至少部分地基于反射光的強度、波長和/或頻率中的一個或多個。圖3是描繪根據本公開的至少一些實施方案的檢測芳族化學品的一些另外的示例方法300的流程圖。示例方法300可以包括如由框310、320、330、340、350、360、370、380和/或390所描繪的操作、活動或行動中的一個或多個。處理可以開始于框310，其中可以準備或“官能化”光纖以使得它對寄主硅藻可以是接受性的。在框310之后可以是框320和/或框330。在框320處，光纖可以被配置為通過準備合成海水和硅酸鈉(Na2Si03)的溶液以圍繞光纖而寄主硅藻。在一些實施方案中，合成海水可以是意圖模擬自然存在的海水的溶解的礦物鹽和/或維生素的水溶液。在框330處，可以將雜質引入至光纖和/或圍繞光纖的溶液以獲得所需的電子性質。這可以包括加入硫酸鎳、鍺等?？?30之后可以是框340。在框340處，可以將官能化的光纖浸潰在海水和硅酸鹽硅酸鈉溶液中，并且可以培養(yǎng)娃藻?？?40之后可以是框350。在框350處,可以將培養(yǎng)有娃藻的光纖從溶液移出、沖洗并熱處理(annealed)。在一些實例中，現(xiàn)在將硅藻安排至矩陣中，并且將外部硅藻細胞收割。安排在所需的尺寸的矩陣中的硅藻細胞可以充當之前參考圖I描述的光子二氧化硅陣列115?？?50之后可以是框 360。在框360處,可以將其上存在娃藻細胞的光纖與光學循環(huán)器的端口 2120可操作地連接?？?60之后可以是框370。在框370處，可以將疏水性隔膜層放置在光子二氧化硅陣列115與芳族化學品140之間?？?70之后可以是框380。在框380處，可以將光(其可以具有約300nm至約400nm的范圍內的波長)從端口 1110傳送。框380之后可以是框390。在框390處,光擊打光子二氧化娃陣列115,反射光或光致發(fā)光，(其可以具有約300nm至約700nm的范圍內的波長)可以通過端口 3130的接收器125接收和/或捕獲。在波長和/或強度中任何所觀察到的位移可以至少部分地歸因于光子二氧化硅陣列115的性質和/或環(huán)境濕度。本公開預期到當與具有大約533. 4nm的波長的從空氣反射的光比較時，二甲苯例如反射具有大約557. Inm的波長的光。同樣,從二甲苯反射的光的強度大于從空氣反射的光的強度。類似地，當與具有大約533. 4nm的波長的從空氣反射的光比較時，吡啶反射在大約538. Inm的光。此外,從吡啶反射的光的強度大于從空氣反射的光的強度。波長和/或強度上的這些位移可以指出芳族化學品140如二甲苯和/或吡啶等的存在和/或不存在。圖4圖解根據本文描述的至少一些實施方案安排的示例計算機程序產品400的框圖。在一些實例中，如圖4中所示，計算機程序產品400可以包括還可以包含機器可讀指令404的信號承載介質402?？梢允怪噶?04適合于接收表示光的強度、光的波長和/或光的頻率的信號。也可以使指令404適合于將信號的至少一部分與儲存在一個或多個芳族化學品數據庫中的芳族化學品信息比較。此外，可以使指令404適合于至少部分地基于信號與儲存在一個或多個芳族數據庫中的 芳族化學品信息的比較檢測芳族化學品的存在和/或不存在。在一些實例中，可以使指令適合于測量和/或監(jiān)測反射光的峰強度和/或波長。還可以使指令適合于將反射光的峰強度和/或波長與已知化學品的反射光的峰強度和/或波長比較。在一些實例中，已知化學品(例如，已經表征過的那些化學品)的反射光的這些峰強度和/或波長可以被預先測定和儲存在一個或多個芳族化學品數據庫中用于該反射光的峰強度和/或波長相對于已知化學品的反射光的峰強度和/或波長的查找和比較。以這種方式，對于具有儲存在一個或多個芳族數據庫中的芳族化學品信息的任何已知化學品，可以測定已知化學品的存在和/或不存在。同樣如圖4中所示，在一些實例中，計算機產品400可以包括計算機可讀介質406、可記錄介質408和通訊介質410中的一個或多個。這些元件周圍的虛框描繪在但是不限于，信號承載介質402內包括的不同類型的介質。這些類型的介質可以分配指令404以通過邏輯執(zhí)行。計算機可讀介質406和可記錄介質408可以包括，但是不限于，軟盤、硬盤驅動器(HDD)、光盤(⑶)、數字視頻光盤(DVD)、數字磁帶、計算機存儲器等。通訊介質410可以包括，但不限于，數字和/或模擬通訊介質(例如，光纖電纜、波導、有線通訊鏈路、無線通訊鏈路等)。圖5是圖解可以被安排用于根據本公開的至少一些實施方案的芳族化學品檢測的實施的示例計算設備的框圖。在很基本的配置501中，計算設備500典型地可以包括一個或多個處理器510和系統(tǒng)存儲器520。存儲器總線530可以被用于在處理器510與系統(tǒng)存儲器520之間通訊。依賴于所需的配置，處理器510可以是任何類型的，包括但是不限于微處理器(UP)、微控制器(UC)、數字信號處理器(DSP)，或它們的任意組合。處理器510可以包括一個多級(one more)的高速緩存，如一級高速緩存511和二級高速緩存512，處理器內核513，以及寄存器514。處理器內核513可以包括運算邏輯單元(ALU)、浮點單元(FPU)、數字信號處理內核(DSP內核)，或它們的任意組合。存儲器控制器515也可以與處理器510 —起使用，或在一些實施中，存儲器控制器515中可以是處理器510的內部部件。依賴于所需的構造，系統(tǒng)存儲器520可以是任意類型的，包括但是不限于易失性存儲器(如RAM)、非易失性存儲器(如ROM、閃速存儲器等)或它們的任意組合。系統(tǒng)存儲器520典型地包括操作系統(tǒng)521、一個或多個應用軟件(applications) 522以及程序數據524。應用軟件522可以包括可以被安排為檢測水環(huán)境中的芳族化學品的芳族化學品檢測算法523。程序數據524可以是可以在檢測芳族化學品中使用的一個或多個芳族化學品檢測數據庫525(其可以包括芳族化學品信息526)。在一些實施方案中，應用軟件522可以被安排為在操作系統(tǒng)521上用程序數據524運行，使得可以根據本文所描述的技術測定和/或識別在水環(huán)境中存在和/或不存在的一種或多種芳族化學品。計算設備500可以具有附加的特征或功能，以及便于基本配置501和任何所需的設備和接口之間通信的附加接口。例如，可以使用總線/接口控制器540以便于基本配置501與一個或多個數據存儲設備550之間經由存儲接口總線541的通信。數據存儲設備550可以是可移動存儲設備551，不可移動存儲設備552，或它們的組合?？梢苿哟鎯筒豢梢苿哟鎯υO備的實例包括磁盤設備如軟盤驅動器和硬盤驅動器(HDD)、光盤驅動器如高密度光盤(CD)驅動器或數字多功能光盤(DVD)驅動器、固態(tài)驅動器(SSD)以及磁帶驅動器，僅舉幾個例子。示例計算機儲存介質可以包括 以用于信息存儲的任何方法或技術如計算機可讀指令、數據結構、程序模塊或其他數據中實施的易失性和非易失性、可移動和不可移動介質。系統(tǒng)存儲器520、可移動存儲器551和不可移動存儲器552都是計算機儲存介質的實例。計算機儲存介質包括，但不限于，RAM、ROM、EEPR0M、閃速存儲器或其他存儲器技術、CD-ROM、數字多用途光盤(DVD)或其他光學存儲器、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲器或其他磁存儲設備，或可以用于存儲所需信息并且可以由計算設備500訪問的任何其他介質。任何這種計算機儲存介質可以是設備500的一部分。計算設備500還可以包括用于便于從各種接口設備(例如，輸出接口、外圍接口和通信接口)至基本配置501經由總線/接口控制器540通信的接口總線542。示例輸出設備560包括圖形處理單元561和音頻處理單元562，它們可以被配置為經由一個或多個A/V端口 563與各種外部設備如顯示器或揚聲器通信。示例外圍接口 570包括串行接口控制器571或并行接口控制器572，它們可以被配置為與外部設備如輸入設備(例如，鍵盤、鼠標、筆、音頻輸入設備、觸摸輸入設備等)或其他外圍設備(例如，打印機、掃描儀等)經由一個或多個I/O端口 573通信。示例通信設備580包括網絡控制器581，其可以被設置為便于與一個或多個其他計算設備590在網絡通信上經由一個或多個通信端口 582通信。通信連接是通信介質的一個實例。通信介質典型地可以通過計算機可讀指令、數據結構、程序模塊或在調制的數據信號如載波或其他傳輸機制中的其他數據實現(xiàn)，并且包括任何信息傳遞介質?！罢{制的數據信號”可以是其特征的一個或多個以將信息編碼在信號中的方式設定或改變的信號。作為實例，而不是限制性的，通信介質可以包括有線介質如有線網絡或直接接線連接，以及無線介質如聲波、射頻(RF)、紅外(IR)和其他無線介質。如本文所使用的術語計算機可讀介質可以包括存儲介質和通信介質兩者?？梢詫⒂嬎阍O備500實現(xiàn)為小尺寸(smal 1-form factor)的便攜式(或可移動)電子設備如移動電話、個人數字助理(PDA)、個人媒體播放設備、無線網絡瀏覽設備、個人頭戴式耳機設備、專用設備或包括任意以上功能的混合設備的一部分。也可以將計算設備500實現(xiàn)為包括便攜式計算機和非便攜式計算機構造兩者的個人計算機。本文所描述的主題有時描述其中所包含的不同組成部分，或與其相關的不同的其他組成部分。應明白這種描述體系結構僅是實例，并且實際上可以實施獲得相同功能的很多其他體系結構。在概念意義上，獲得相同的功能的組成部分的任何安排被有效地“結合”以使得獲得所需功能。因此，在本文中結合以獲得特定功能的任意兩個組成部分可以被視為彼此“結合”以使得獲得所需功能，而與體系結構或中間組成部分無關。同樣，如此結合的任何兩個組成部分也可以被視作彼此“可操作連接(operably connected) ”，或“可操作地連接(operably coupled) ”,以獲得所需的功能,并且能夠如此結合的任意兩個組成部分也可以被視為彼此“可以可操作連接”，以獲得所需的功能?？梢钥刹僮鬟B接的具體實例包括但是不限于物理匹配的和/或物理相互作用的組成部分和/或可無線相互作用和/或無線相互作用的組成部分和/或邏輯相互作用的和/或可邏輯相互作用的組成部件。對于本文中基本上任何的復數和/或單數術語的使用，本領域技術人員可以按照對于上下文和/或應用是合適的從復數轉換為單數和/或從單數轉化到復數。為清楚起見，可以在本文明確給出多種單數/復數排列。本領域技術人員將理解，通常，本文中并且尤其是所附權利要求中(例如，所附權利要求的主體)使用的術語，一般意欲作為 “開放性”術語(例如，應該將術語“包括(including) ”解釋為“包括但不限于”，應該將術語“具有”解釋為“至少具有”，應該將術語“包括(includes)”解釋為“包括但不僅限于”等)。本領域技術人員還將理解，如果意欲引入特定數量的權利要求列舉項，這樣的意圖將在權利要求中明確地列舉，并且在不存在這種列舉項的情況下不存在這樣的目的。例如，為了有助于理解，以下所附權利要求可以包含引導性的短語“至少一個”和“一個或多個”的使用以引入權利要求列舉項。然而，即使當同一個權利要求包含引導短語“一個或多個”或“至少一個”和不定冠詞例如“一個”或“一種”時，也不應將這種短語的使用解釋為暗示通過不定冠詞“一個”或“一種”引入的權利要求列舉項將任何包含這樣引入的權利要求列舉項的特定權利要求限定為僅包含一個這種列舉項的發(fā)明(例如，應將“一個”和/或“一種”典型地解釋為意指“至少一個”或“一種或多種”)；這對于用以引入權利要求列舉項的定冠詞的使用也同樣適用。此外，即使明確地敘述特定數量的所引入的權利要求列舉項，本領域技術人員也將理解應將這種列舉項典型地解釋為意指至少所敘述的數目(例如，不帶有其他修飾的裸列舉項“兩個列舉項”典型地意指至少兩個列舉項，或者兩個以上列舉項)。此外，在使用類似于“A、B和C等中的至少一個”的慣例的那些情況下，通常這種表述意味著本領域技術人員將理解的慣例(例如，“具有A、B和C中的至少一個的體系”將包括但不限于具有單獨的A、單獨的B、單獨的C、A和B —起、A和C 一起、B和C 一起、和/或A、B和C 一起等的體系)。此外，即使明確地敘述特定數量的所引入的權利要求列舉項，本領域技術人員將理解應將這種列舉項解釋為意指至少所敘述的數目(例如，不帶有其他修飾的裸列舉項“兩個列舉項”意指至少兩個列舉項，或者兩個以上列舉項)。在使用類似于“A、B或C等中的至少一個”的慣例的那些情況下，通常這種表述意味著本領域技術人員將理解的慣例(例如，“具有A、B或C中的至少一個的體系”將包括但不限于具有單獨的A、單獨的B、單獨的C、A和B —起、A和C 一起、B和C 一起、和/或A、B和C 一起等的體系)。本領域技術人員將進一步理解實際上任何表現(xiàn)兩個或多個可替換術語的分離性單詞和/或短語，不論在說明書、權利要求書還是附圖中，都應當被理解為意圖包括術語的一個、術語的任何一個或全部兩個術語的可能性。例如，應將短語“A或B”理解為包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。雖然本文已經公開了多個方面和實施方案，其它方面和實施方案對于本領域技術人員將是明顯的。本文公開的多個方面和實施方案用于說明的目的并且不意欲限制，并通過后附的權利要求表明真實的范圍和精神。
權利要求
1.一種用于檢測水環(huán)境中的一種或多種芳族化學品的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 激光二極管，所述激光二極管被配置為產生發(fā)射光； 具有多個硅藻細胞的光子ニ氧化硅陣列，所述光子ニ氧化硅陣列被配置為接收所述發(fā)射光并將所述發(fā)射光的至少一部分作為反射光反射，其中至少部分地通過來自所述水環(huán)境的所述ー種或多種芳族化學品與所述多個硅藻細胞的相互作用，使所述反射光適合于測定；以及 接收器，所述接收器被配置為接收和捕獲所述反射光的至少一部分。
2.權利要求I所述的系統(tǒng)， 其中所述激光二極管被容納在第一端ロ中，所述光子ニ氧化硅陣列被容納在第二端ロ中，并且所述接收器被容納在第三端口中；以及 其中所述第一端ロ、所述第二端口和所述第三端ロ被協(xié)同安排以作為光學循環(huán)器操作。
3.權利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)射光包括波長，所述波長被配置為從所述光子ニ氧化硅陣列產生所需的光致發(fā)光。
4.權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述發(fā)射光包括約300納米至約400納米的范圍內的波長。
5.權利要求I所述的系統(tǒng),其中所述反射光包括約300納米至約700納米的范圍內的波長。
6.權利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述光子ニ氧化娃陣列培養(yǎng)自ー種或多種娃藻。
7.權利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述多個硅藻細胞包含多個孔，単獨的孔具有通過與預定物質接觸可以改變的直徑。
8.權利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述預定物質包括硫酸鎳。
9.權利要求I所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括光纖，所述光子ニ氧化硅陣列被連接在所述光纖上。
10.權利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述ー種或多種芳族化學品包含以下各項中的ー項或多項ニ甲苯、甲苯、苯、こ苯、吡啶、醇、四氯こ烷和/或氯苯。
11.權利要求I所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括疏水性聚合物隔膜，所述疏水性聚合物隔膜可操作連接至所述光子ニ氧化硅陣列，所述疏水性聚合物隔膜被配置為增加至所述光子ニ氧化硅陣列上的所述ー種或多種芳族化學品的濃度。
12.權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述疏水性聚合物隔膜包括以下各項中的一項或多項聚(こ烯-共-丙烯)、聚(丙烯腈-共-丁ニ烯)、硅氧烷、增塑PVC、丁ニ烯共聚物和/或氟聚合物。
13.權利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述激光二極管包括以下各項中的ー項或多項神化鋁鎵銦(InGaAIAs) ニ極管、磷神化鎵銦(InGaAsP) ニ極管和/或神化鎵(GaAs) ニ極管。
14.權利要求I所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括濾光器，所述濾光器被配置為將所述反射光在通過所述接收器接收之前濾光。
15.權利要求I所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括濕度傳感器，所述濕度傳感器可操作連接至所述光子ニ氧化硅陣列，所述濕度傳感器被配置為檢測濕度的量，并且還被配置為至少部分地基于所檢測的濕度的量，對所述光子ニ氧化硅陣列提供校準值。
16.一種通過光學循環(huán)器檢測水環(huán)境中的一種或多種芳族化學品的方法，所述光學循環(huán)器包括第一端ロ、第二端口和第三端ロ，所述第一端ロ包括激光二極管，所述第二端ロ包括光子ニ氧化硅陣列，所述光子ニ氧化硅陣列包括多個硅藻細胞，并且所述第三端ロ包括接收器，所述方法包括 從所述第一端ロ接收發(fā)射光； 反射所接收的發(fā)射光的至少一部分以產生反射光，所述反射光至少部分地通過所述水環(huán)境中的一種或多種芳族化學品和所述多個硅藻細胞的相互作用產生；和將所述反射光從所述第二端ロ傳送至所述第三端ロ。
17.權利要求16所述的方法，所述方法還包括 將所述反射光濾光以產生濾光后的反射光；以及 將所述濾光后的反射光傳送至所述第三端ロ。
18.權利要求16所述的方法，所述方法還包括 接收來自所述第二端ロ的所述反射光； 確定所述反射光的強度、波長和/或頻率中的ー個或多個；以及至少部分地基于所述反射光的所述強度、所述波長和/或所述頻率中的ー個或多個，識別所述ー種或多種芳族化學品的存在和/或不存在中的ー個或多個。
19.一種用于檢測水環(huán)境中的一種或多種芳族化學品的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 數據庫，所述數據庫被配置為儲存與所述ー種或多種芳族化學品的已知頻率、所述ー種或多種芳族化學品的已知波長和/或所述ー種或多種芳族化學品的已知強度中的ー個或多個相關的芳族化學品信息； 激光二極管，所述激光二極管被配置為產生發(fā)射光； 具有多個硅藻細胞的光子ニ氧化硅陣列，所述光子ニ氧化硅陣列被配置為接收所述發(fā)射光，將所述發(fā)射光的至少一部分作為反射光反射，并且傳送所述反射光，其中至少部分地通過提供在所述多個硅藻細胞周圍的一種或多種芳族化學品的相互作用測定所述反射光；以及 接收器，所述接收器被配置為 接收所述反射光的至少一部分； 測量所述反射光的強度、所述反射光的波長和/或所述反射光的頻率中的一個或多個； 將所述反射光的測量強度、測量波長和/或測量頻率中的一個或多個與儲存在所述數據庫中的所述芳族化學品信息比較；并且 至少部分地基于所述反射光的測量強度、測量波長和/或測量頻率與儲存在所述數據庫中的所述芳族化學品信息的所述比較，檢測所述ー種或多種芳族化學品的存在和/或不存在中的ー個或多個。
20.權利要求19所述的系統(tǒng)， 其中所述ー種或多種芳族化學品包括以下各項中的ー項或多項ニ甲苯、甲苯、苯、こ苯、吡啶、醇、四氯こ烷和/或氯苯；并且 其中所述激光二極管包括以下各項中的ー項或多項神化鋁鎵銦(InGaAIAs) ニ極管、磷砷化鎵銦(InGaAsP) ニ極管和/或砷化鎵(GaAs) ニ極管。
21.一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括 信號承載介質，所述信號承載介質包含儲存在其上的計算機可讀指令，所述計算機可讀指令當通過ー個或多個處理単元執(zhí)行時可操作地使計算平臺能夠 接收表示光的強度、所述光的波長和/或所述光的頻率中的ー個或多個的信號； 將表示所述光的所述強度、所述波長和/或所述頻率中的ー個或多個的所述信號的至少一部分與儲存在一個或多個芳族化學品數據庫中的芳族化學品信息比較；并且 至少部分地基于表示所述光的所述強度、所述波長和/或所述頻率的所述信號的至少一部分與儲存在所述ー個或多個芳族數據庫中的所述芳族化學品信息的所述比較，檢測所述ー種或多種芳族化學品的存在和/或不存在中的ー個或多個。
22.權利要求21所述的計算機程序產品，其中所述計算機可讀指令還可操作地使計算平臺能夠 至少部分地基于表示所述光的所述強度、所述波長和/或所述頻率的所述信號的至少一部分與儲存在所述ー個或多個芳族數據庫中的所述芳族化學品信息的所述比較，識別所述ー種或多種芳族化學品中的ー種或多種。
全文摘要
本發(fā)明提供用于檢測水環(huán)境中的化學品的技術，以及被配置為用于檢測水環(huán)境中的化學品的系統(tǒng)。更具體地，提供用于檢測水環(huán)境中芳族化學品的存在或不存在的技術和系統(tǒng)。實例可以包括接收來自光學循環(huán)器的第一端口的發(fā)射光，反射所接收的發(fā)射光的至少一部分以產生反射光，并且傳送來自光學循環(huán)器的第二端口的反射光。反射光可以至少部分地通過化學品和所述第二端口的光子二氧化硅陣列的相互作用產生。
文檔編號G01N21/88GK102753958SQ201080063438
公開日2012年10月24日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權日2010年3月1日
發(fā)明者安格勒·斯瓊 申請人:英派爾科技開發(fā)有限公司