[发明专利]一种硫化氢的检测装置及方法

权利要求书

1.一种硫化氢的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)场效应管型传感器漏极端输出模拟电压初值信号U₀：

待测环境之外的场效应管型传感器的源极端接地，在栅极端施加可变电压V_GS，同时在漏极端通过与其连接的电阻R_ref施加恒定正电压V_DS，则漏极端与电阻R_ref的连接端得到模拟电压初值信号U₀并输出；

(2)信号调理单元对模拟电压初值信号U₀进行处理，得到数字电压初值信号U_d0并输出：

(21)低通滤波电路对模拟电压初值信号U₀进行滤波，得到不含高频噪声的模拟电压初值信号U_L0；

(22)放大电路对模拟电压初值信号U_L0进行A倍放大，得到放大后的模拟电压初值信号U_A0；

(23)采样电路在控制器的作用下对模拟电压初值信号U_A0进行数字化采样，得到数字电压初值信号U_d0并输出；

(3)控制器对数字电压初值信号U_d0进行存储；

(4)场效应管型传感器漏极端输出模拟电压信号U₁：

待测环境中的场效应管型传感器的源极端接地，在栅极端施加可变电压V_GS，同时在漏极端通过与其连接的电阻R_ref施加恒定正电压V_DS，则漏极端与电阻R_ref的连接端得到模拟电压信号U₁并输出；

(5)信号调理单元对模拟电压信号U₁进行处理，得到数字电压信号U_d1并输出：

(51)低通滤波电路对模拟电压信号U₁进行滤波，得到不含高频噪声的模拟电压信号U_L1；

(52)放大电路对模拟电压信号U_L1进行A倍放大，得到放大后的模拟电压信号U_A1；

(53)采样电路在控制器的作用下对模拟电压信号U_A1进行数字化采样，得到数字电压信号U_d1并输出；

(6)控制器利用数字电压信号U_d1和步骤(3)存储的数字电压初值信号U_d0，计算硫化氢分子在气敏半导体板表面的占据率θ，实现步骤为：

(61)控制器根据欧姆定律，计算气敏半导体与漏极端和源极端的初始接触电阻R₀：

(62)控制器根据欧姆定律，计算气敏半导体与漏极端和源极端的接触电阻R₁：

(63)控制器根据步骤(61)和步骤(62)的计算结果，计算硫化氢分子在气敏半导体板表面的占据率θ：

(7)控制器根据占据率θ、待测环境的温度T和压强P_air，计算硫化氢气体浓度C_g，计算公式为：

其中，B为通过拟合得到的常数，T和P_air分别为待测环境的温度和压强，D_e为场效应管型传感器气敏半导体板表面吸附硫化氢气体的势阱深度；

(8)控制器判断C_g是否小于预先设置的硫化氢气体的参考浓度C_ref，若是，控制器控制显示器显示当前硫化氢浓度值，否则，控制器控制显示器显示当前硫化氢浓度值，并控制报警器报警。