[发明专利]基于超声辅助与单个气体传感器的气体鉴别方法

说明书

本发明公开了一种基于超声辅助与单个气体传感器的气体鉴别方法包括：步骤一、通过实验标定单个超声辅助型气体传感器分别在无超声条件和超声条件下对N种气体的稳态响应函数R₀＝f_0i(C)和R_u＝f_Ui(C),并保存这些响应函数；步骤二、将超声辅助型气体传感器置于含有待检测气体的环境中，读取稳态响应r₀；步骤三、打开超声发生装置，读取设定超声条件下的稳态响应r_u；步骤四、利用r₀和函数R₀＝f_0i(C)得出数据库中N种可能气体的浓度矩阵C’；步骤五、利用C’和函数R_u＝f_Ui(C)得出设定超声条件下对应的响应矩阵R’_u；步骤六、将r_u与响应矩阵R’_u中的各个元素对比，若r_u＝r’_ui，则被检测气体为气体i，浓度为C’_i。该方法利用单个超声辅助型气体传感器对不同目标气体的不同响应特性，对气体进行快速有效的鉴别。

技术领域

本发明涉及一种基于超声辅助与单个气体传感器的气体鉴别方法，特别是涉及一种基于超声辅助技术进行气体鉴别的方法，属于超声应用领域。

背景技术

近年来，随着电子信息技术的发展，气体传感器被广泛用于工业生产、有毒有害气体检测、医疗诊断、公共安全等领域。在气体鉴别方面应用最多的是电子鼻技术，电子鼻的核心器件是气体传感器，包括电化学气体传感器、半导体气体传感器、光学气体传感器等，其主要结构包括气体传感器阵列、信号预处理和模式识别三部分，主要是利用不同气体传感器对复杂成分气体都有响应却又互不相同这一特点，借助数据处理方法对多种气味进行识别，从而对气味质量进行分析与评定。

目前的电子鼻均是利用传感器阵列结构实现气体鉴别，这必然会增加制造成本，降低使用寿命，也使后续数据处理比较复杂，同时，由于同时使用多个气体传感器，各个传感器的微小误差会影响到电子鼻的准确度。

针对电子鼻存在的问题，目前尚未有根本的解决方案。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种基于超声辅助与单个气体传感器的气体鉴别方法，该方法利用单个超声辅助型气体传感器对不同目标气体的不同响应特性，对气体进行快速有效的鉴别，系统结构简单，成本低。通过增加数据库中目标气体的种类，可以有效增加系统的鉴别能力。

本发明供的基于超声辅助与单个气体传感器的气体鉴别方法，包括步骤：

步骤一、通过实验标定单个超声辅助型气体传感器在无超声条件和一定超声条件下分别对N种气体的稳态响应函数R₀＝f_0i(C)和R_u＝f_Ui(C),其中i＝1,2,…,N,并将这些响应函数输入计算机或单片机中；

步骤二、将超声辅助型气体传感器置于含有待检测气体的环境中，读取稳态响应r₀；

步骤三、打开超声发生装置，读取设定超声条件下的稳态响应r_u；

步骤四、利用步骤二中的r₀和函数R₀＝f_0i(C)得出数据库中N种可能气体的浓度矩阵C’[C’₁……C’_N]；

步骤五、利用步骤四中得到的浓度矩阵C’和函数R_u＝f_Ui(C)，得出设定超声条件下对应的响应矩阵R’_u[r’_u1,……r’_uN]；