[发明专利]一种实验室气体泄漏诊断装置及方法

权利要求书

1.一种实验室气体泄漏诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

微处理器接收每个气体检测模块输出的数据，对每个气体检测模块输出的数据进行分析；

微处理器判断t时刻某个气体传感器是否检测到对应有毒有害气体发生泄漏的方法包括以下步骤：

S1：采集气体检测模块的N个不同的气体传感器在t-T时刻至t时刻输出的检测数据，分别计算出第1个气体传感器至第N个气体传感器在t时刻所对应的校准信号值t为时间变量，T为设定的常数；

S2：以每个气体传感器的校准信号为该传感器响应轴在平面上绘制一个具有N个传感器响应轴的多轴矢量图，所有传感器响应轴的原点为同一点，相邻两个传感器响应轴之间的夹角根据校准信号值在对应的传感器响应轴上标注出相应的响应点，将相邻传感器响应轴上标注出来的响应点通过直线连接围成一个封闭空间，根据响应点的值及夹角θ计算出相邻传感器响应轴及其上响应点连线围成的区域面积，得到N个区域面积Are₁(t)、Are₂(t)、Are₃(t)、……Are_N(t)；S3：构建t时刻传感器响应面包络面积传递向量[Are₁(t)、Are₂(t)、Are₃(t)、……Are_N(t)]，并进行二次样条差值，形成t时刻传感器响应面包络面积传递曲线Cur(t)；

S4：将Cur(t)输入一层信号放大模型：

其中，Bar(x，t)为势函数，x(t)为运动行程函数，m、n为设定的常数，η(t)是显式干扰，δ(t)为隐含干扰，为周期性自激发信号，f是信号频率，t为模型行程时间，为相位，η(t)x³(t)为标定分量，设

计算Bar(x，t)对于x的一阶导数、二阶导数、三阶导数，并且使等式等于0，得到三层信号放大模型：

设定η(t)＝0，计算得到x(t)的临界值为

将临界值代入公式(1)中，并设定x₀(t)＝0，sf₀＝0，采用四阶珑格库塔算法求解公式(1)，得到：

其中，x_n(t)为x(t)的n阶导数，sf_n-1是input(t)的n-1阶导数在t＝0处的值，sf_n+1是input(t)的n+1阶导数在t＝0处的值，n＝0，1，2，3…，a、b为设定的常数，

计算得到x₁(t)，x₂(t)…x_n+1(t)的值，对x₁(t)，x₂(t)…x_n+1(t)进行积分得到x_(t)，并计算x_(t)在一层信号放大模型和三层信号放大模型组成的二阶信号放大系统产生极值时刻的噪声抑制比NER：

其中，

S5：根据噪声抑制比NER输出噪声抑制比曲线，选取噪声抑制比曲线中的最大值NER_最大值，如果NER_最大值＞阈值K，则判断在t时刻存在有毒有害气体泄漏，执行步骤S6，如果NER_最大值≤阈值K，则判断在t时刻不存在有毒有害气体泄漏；

S6：从校准信号值中选出数值最大的作为最大校准信号值S_eb(t)_最大值，给每个气体传感器构建一个t时刻对应的响应三角形，每个气体传感t时刻对应的响应三角形的一条边长度为S_eb²(t)_最大值，另一条边长度为该气体传感器对应的校准信号值的平方，这两条边的夹角为θ，计算每个气体传感器t时刻对应的响应三角形的面积，如果某个气体传感器t时刻对应的响应三角形的面积大于对应的面积阈值，则判断该气体传感器所检测的有毒有害气体在t时刻发生泄漏；

所述的实验室气体泄漏诊断方法采用的实验室气体泄漏诊断装置包括控制装置和设置在实验室内的气体检测装置，所述气体检测装置包括分布于实验室内不同位置的若干个气体检测模块(4)，所述气体检测模块(4)包括若干个不同的气体传感器(5)，所述控制装置包括微处理器(1)、无线通信模块(2)和报警模块(3)，所述微处理器(1)分别与气体检测模块(4)、无线通信模块(2)和报警模块(3)电连接。