【技术实现步骤摘要】
气体感测设备和用于操作气体感测设备的方法
实施例涉及一种用于感测气体混合物中的一种或多种气体的气体感测设备。另外的实施例涉及一种用于操作这样的气体感测设备的方法。更特别地，本公开通过耐化学性气体传感器的使用来处理气体浓度的估计。
技术介绍
在[1，2]中描述的化学传感器算法或者限于用于证明传感器功能的简单模型，或者基于地理分布的传感器系统。其他现有的出版物描述了基于从地理分布的传感器系统获得的大量数据的复杂的模式分析模型[3,4,5]。
技术实现思路
提供了一种用于感测气体混合物中的一种或多种气体的气体感测设备。气体感测设备包括：一个或多个耐化学性气体传感器，其中气体传感器中的每个气体传感器被配置用于生成与气体混合物中的一种或多种气体中的一种气体的浓度相对应的信号样本，其中一个或多个气体传感器在恢复阶段和感测阶段中交替操作，其中气体传感器中的每个气体传感器的信号样本中的至少一些信号样本在感测阶段期间产生；一个或多个加热元件，用于在恢复阶段期间根据一个或多个第一温度曲线以及在...
【技术保护点】
1.一种气体感测设备，用于感测气体混合物中的一种或多种气体；所述气体感测设备(1)包括：/n一个或多个耐化学性气体传感器(2)，其中所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)被配置用于生成与所述气体混合物中的所述一种或多种气体中的一种气体的浓度相对应的信号样本SIG，其中所述一个或多个气体传感器(2)在恢复阶段RP和感测阶段SP中交替操作，其中所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的所述信号样本SIG中的至少一些信号样本SIG在所述感测阶段SP期间生成；/n一个或多个加热元件(3)，用于在所述恢复阶段RP期间根据一个或多个第一温度曲线FTP以及在所述感测阶段SP根据...
【技术特征摘要】
20190509 EP 19173409.41.一种气体感测设备，用于感测气体混合物中的一种或多种气体；所述气体感测设备(1)包括：
一个或多个耐化学性气体传感器(2)，其中所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)被配置用于生成与所述气体混合物中的所述一种或多种气体中的一种气体的浓度相对应的信号样本SIG，其中所述一个或多个气体传感器(2)在恢复阶段RP和感测阶段SP中交替操作，其中所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的所述信号样本SIG中的至少一些信号样本SIG在所述感测阶段SP期间生成；
一个或多个加热元件(3)，用于在所述恢复阶段RP期间根据一个或多个第一温度曲线FTP以及在所述感测阶段SP根据一个或多个第二温度曲线STP加热所述气体传感器(2)，其中对于所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)，相应的所述第一温度曲线FTP的最高温度高于相应的所述第二温度曲线STP的最高温度；
信息提取框(4)，被配置用于接收所述信号样本SIG，以及被配置用于基于相应气体传感器(2)的接收到的所述信号样本SIG的多个特征，针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)，生成用于接收到的所述信号样本SIG的表示REP，其中所述特征中的每个特征指代相应气体传感器(2)的接收到的所述信号样本SIG的随时间的动态特性的变化，其中所述表示REP中的每个表示REP包括多个特征样本FIS，其中所述特征样本FIS中的每个特征样本FIS基于相应气体传感器(2)的所述特征中的一个或多个特征；以及
决策框(5)，被配置用于接收所述表示REP，其中所述决策框(5)包括权重框(6)和基于经训练的模型的算法级(7)，其中所述权重框(6)被配置用于接收所述表示REP中的一个表示REP的所述特征样本FIS，以及向相应的表示REP的所述特征样本FIS中的每个特征样本FIS应用一个或多个时变权重函数，以便针对所述表示REP中的每个表示REP，计算包括加权特征样本WFIS的加权表示WREP，其中所述算法级(7)包括输入层(8)和输出层(9)，其中所述决策框(5)包括用于所述算法级(7)的一个或多个经训练的模型TM，其中针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的所述加权表示WREP被输入到所述算法级(7)的所述输入层(8)，其中所述决策框(5)基于所述算法级(7)的所述输出层(9)的所述输出值OV，针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)创建感测结果SR，其中通过在所述算法级(7)使用所述一个或多个经训练的模型TM中的至少一个经训练的模型TM，针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)创建所述输出值OV，使得针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的所述输出值OV取决于所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的所述加权表示WREP。
2.根据前述权利要求中任一项所述的气体感测设备，其中所述信息提取框(4)包括多个特征提取级(10、11、12、13)，其中所述特征提取级(10、11、12、13)中的每个特征提取级被配置为用于基于针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的相应信号样本SIG的所述特征中的一个特征，针对所述信号样本SIG中的一个信号样本SIG计算输出样本OS，其中所述多个表示REP中的一个表示REP的所述多个特征样本FIS基于所述多个特征提取级(10、11、12、13)的所述输出样本OS。
3.根据前述权利要求中任一项所述的气体感测设备，其中所述特征提取级(10、11、12、13)包括导数计算级(10)，所述导数计算级(10)被配置为用于计算针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的所述信号样本SIG中的所述一个信号样本SIG的导数，以便针对相应信号样本SIG产生所述输出样本OS中的一个输出样本。
4.根据权利要求2或3所述的气体感测设备，其中所述特征提取级(10、11、12、13)包括相空间积分计算级(11)，所述相空间积分计算级(11)被配置为用于计算针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的所述信号样本SIG中的所述一个信号样本SIG的相空间积分，以便针对相应信号样本SIG产生所述输出样本OS中的一个输出样本。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的气体感测设备，其中所述特征提取级(10、11、12、13)包括相关性计算级(13)，所述相关性计算级(13)被配置用于计算
针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)，在所述信号样本SIG中的所述一个信号样本与相应气体传感器(2)的所述信号样本SIG的先前信号样本SIG之间的时间相关性，以便针对相应信号样本SIG产生所述输出样本OS中的一个输出样本OS，和/或
在所述信号样本SIG中的所述一个信号样本与所述气体传感器(2)中的另一气体传感器(2)的所述信号样本SIG中的一个信号样本SIG之间的空间相关性，以便针对相应信号样本SIG产生所述输出样本OS中的一个输出样本OS。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的气体感测设备，其中所述特征提取级(10、11、12、13)包括动态矩计算级(12)，所述动态矩计算级(12)被配置用于计算针对所述气体传感器(2)中的每个气体传感器(2)的所述信号样本SIG中的所述一个信号样本SIG的动态矩，以便针对相应信号样本SIG产生所述输出样本OS中的一个输出样本OS。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的气体感测设备，其中所述信息提取框(4)被配置为使得所述表示REP中的一个表示REP的所述特征样本FIS包括针对对应信号样本SIG的所有所述输出样本OS。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的气体感测设备，其中所述信息提取框(4)包括降维级(14)，其中所述信号样本SIG中的一个信号样本SIG的多个所述输出样本OS中的每个输出样本OS被馈送到所述降维级(14)，其中所述降维级(14)被配置为基于馈送到所述降维级(14)的所述多个所述输出样本OS来输出一个或多个经减少的输出样本ROS，其中所述经减少的输出样本ROS的数目小于馈送到所述降维级(14)的所述输出样本OS的数目，其中所述减少的输出样本ROS的冗余低于馈送到所述降维级(14)的所述输出样本OS的冗余，其中所述信息提取块(4)被配置为使得所述表示REP中的一个表示REP的所述特征样本FIS包括针对对应信号样本SIG的所有所述经减少的输出样本ROS。
9.根据前述权利要求中任一项所述的气体感测设备，所述权重框(6)被配置用于将所述一个或多个时变权重函数WF中的一个时变权重函数应用到相应表示REP的所有所述特征样本FIS，以便针对所述表示REP中的每个表示REP计算包括加权特征样本WFIS的加权表示WREP。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的气体感测设备，所述权重框(6)被配置用于将所述一个或多个时变权重函数WF中的不同的时变权重函数WF应用到相应表示REP的所述特征样本FIS中的至少一些特征样本FIS，以便针对所述表示REP中的每个表示REP计算包括加权特征样本WFIS的加权表示WREP。
11.根据前述权利要求中任一项所述的气体感测设备，其中所述时变权重函数WF包括一个或多个窗口函数。
12.根据前述权利要求中任一项所述的气体感测设备，其中所述算法级(7)包括使用所述一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·卡尔博内利，A·杰西鲍，A·M·罗斯，A·佐普弗尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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