一种基于阵列气体传感器的气体识别方法技术

本发明专利技术提供了一种基于阵列气体传感器的气体识别方法，属于气体传感器领域。该气体识别方法包括：实时采集每一目标传感器的测量值，目标传感器为阵列气体传感器中对目标气体有响应的至少一个气体传感器，每一目标传感器均对其能识别的气体具有方向一致的响应，目标气体包括至少一种气体；根据以下公式计算第i个目标传感器的第j个测量值变化量百分比P(i，j)，P(i，j)＝[R(i，j+d)‑R(i，j)]/R(i，j)；根据测量值变化量百分比P(i，j)确定待检测气体中是否存在目标气体。本发明专利技术的气体识别方法能够扩大气体传感器的应用范围，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于阵列气体传感器的气体识别方法
本专利技术涉及气体传感器领域，特别是涉及一种基于阵列气体传感器的气体识别方法。
技术介绍
气体传感器是将特定气体种类及浓度有关的信息转换成电信号功能的元件，根据这些电信号的变化达到对待测气体在环境中的定性及定量的识别及判断，从而可以进行对特定气体的实时检测、监控、报警。目前通常采用的气体检测技术中，大部分气体传感器对气体检测方法中一般没有专门提出起峰识别方法，即判断是否有目标气体进样，传统的方法主要是根据气体传感器在接触气体前后的测量值在特定范围内而判断出是否有目标气体进样。目前确定基线和峰值的时间点的方法有不同的方法：一种方法是在实验室的测试可以使用已知的进样时间或者固定的进样时间。在实际应用中，因为不知道什么时候有目标气体进来，那么就需要一种起峰识别方法，判断出是否有目标气体进样的方法运用到实际应用中。这种方法和实验室将采集完一个周期样本以后再回过头去计算是完全不同的两种方法。另一种方法是在实时检测气体的过程中，气体传感器在接触气体前后的测量值都在特定的范围内而判断出是否有目标气体进样，从而找出基线和峰值的是时间点。传统判断气体进样的方法对气体传感器器件的要求相对较高，需要气体传感器器件的基线值较稳定，且该传感器在特定浓度气体的环境下响应测量值应在一定的范围内。如若气体传感器器件的基线值不在一定范围内，或气体传感器在特定浓度气体的环境下或者在特定温湿度环境影响下传感器器件的响应测量值不在一定范围内，但气体传感器对特定气体的灵敏度在一定范围内，上述判断气体进样的方法就不能适用于这一类气体传感器，通常的做法是舍弃这些传感器。
技术实现思路
本专利技术第一方面的一个目的是提供一种基于阵列气体传感器的气体识别方法，能够扩大气体传感器的应用范围。本专利技术的进一步的一个目的是要降低气体传感器的制作成本。特别地，本专利技术提供了一种基于阵列气体传感器的气体识别方法，包括：实时采集每一目标传感器的测量值，所述目标传感器为所述阵列气体传感器中对目标气体有响应的至少一个气体传感器，每一所述目标传感器均对其能识别的气体具有方向一致的响应，所述目标气体包括至少一种气体；根据以下公式计算第i个目标传感器的第j个测量值变化量百分比P(i，j)，P(i，j)＝[R(i，j+d)-R(i，j)]/R(i，j)，其中i＝1，2，…，n，n为所述目标传感器的数量，j＝1，2，…，m，m为正整数，d为计算周期，R(i，j+d)为第i个目标传感器的在j+d时刻测得的测量值，R(i，j)为第i个目标传感器的在j时刻测得的测量值；根据所述测量值变化量百分比P(i，j)确定待检测气体中是否存在所述目标气体。可选地，所述目标传感器为能够对所有所述目标气体均能响应的一个气体传感器。可选地，所述目标传感器为多个气体传感器，所述多个气体传感器能够响应气体的种类覆盖所述目标气体的种类。可选地，计算所述测量值变化量百分比P(i，j)之前，还包括：对每一所述目标传感器的测量值进行滤波处理。可选地，根据所述测量值变化量百分比P(i，j)确定待检测气体中是否存在所述目标气体的步骤，包括：当所述目标传感器为一个气体传感器且所述气体传感器的m个所述测量值变化量百分比P(1，j)的绝对值均大于百分比阈值e时确定待检测气体中存在目标气体，其中A＜e＜B，A为所述气体传感器对应于每种所述目标气体的基线信噪比的最大值，B为所述气体传感器对应于每种所述目标气体的各个百分比边界值的绝对值中的最小值。可选地，根据所述测量值变化量百分比P(i，j)确定待检测气体中是否存在所述目标气体的步骤，包括：当所述目标传感器为多个气体传感器且所述多个气体传感器中的至少一个气体传感器的m个所述测量值变化量百分比P(i，j)的绝对值均大于百分比阈值e(i)时确定待检测气体中存在目标气体，其中A(i)＜e(i)＜B(i)，A(i)为所述多个气体传感器中第i个目标传感器对应于其所能测得的所述目标气体的基线信噪比的最大值，B(i)为所述多个气体传感器中第i个气体传感器对应于其所能测得的所述目标气体的各个百分比边界值的绝对值中的最小值。可选地，所述气体传感器对应于每种所述目标气体的各个百分比边界值或所述多个气体传感器中第i个气体传感器对应于其所能测得的所述目标气体的各个百分比边界值根据试验的训练数据确定。可选地，所述计算周期为所述测量值的采样周期。本专利技术通过计算每个目标传感器的测量值变化量百分比，并根据多个连续的测量值变化量百分比确定待检测气体中是否存在目标气体，可以有效地消除环境干扰，不再要求气体传感器的基线是固定值或在固定的范围内，同样适用于基线值不稳定但气体灵敏度稳定的气体传感器，扩大了气体传感器的应用范围。进一步地，本专利技术还解决了一旦传感器基线值不在初始范围内就会报废的问题，大大降低了大批量传感器的制作成本。进一步地，与传统方法相比，本专利技术的气体识别方法可以解决气体传感器基线值的漂移问题。进一步地，较基于斜率的气体起峰识别方法，本专利技术的方法缩短了识别气体所需要的时间，更加有利于对有毒有害气体的实时检测。进一步地，本专利技术不再需要目标传感器中至少存在一个单独的气体传感器对所需识别气体都要有响应，增加了阵列气体传感器中对气体传感器的选择范围。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的基于阵列气体传感器的气体识别方法的流程图；图2是根据本专利技术另一个实施例的基于阵列气体传感器的气体识别方法的流程图；图3是根据本专利技术再一个实施例的基于阵列气体传感器的气体识别方法的流程图。具体实施方式图1是根据本专利技术一个实施例的基于阵列气体传感器的气体识别方法的流程图。如图1所示，在本专利技术的一个实施例中，气体识别方法包括：步骤S10：实时采集每一目标传感器的测量值。这里的测量值可以是电阻值、电压值或电流值等电信号。目标传感器为阵列气体传感器中对目标气体有响应的至少一个气体传感器，每一目标传感器均对其能识别的气体具有方向一致的响应，目标气体包括至少一种气体。可选地，目标传感器为能够对所有目标气体均能响应的一个气体传感器S1。假设目标气体有A气体、B气体和C气体，气体传感器S1能够对A气体、B气体和C气体均有响应，且响应方向一致。可选地，目标传感器为多个气体传感器，多个气体传感器能够响应气体的种类覆盖目标气体的种类，即多个气体传感器能够响应气体的种类覆盖目标气体的种类。假设目标气体还是A气体、B气体和C气体，目标传感器包括气体传感器S01、S02和S03，那S01、S02和S03的组合能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阵列气体传感器的气体识别方法，其特征在于，包括：/n实时采集每一目标传感器的测量值，所述目标传感器为所述阵列气体传感器中对目标气体有响应的至少一个气体传感器，每一所述目标传感器均对其能识别的气体具有方向一致的响应，所述目标气体包括至少一种气体；/n根据以下公式计算第i个目标传感器的第j个测量值变化量百分比P(i，j)，/nP(i，j)＝[R(i，j+d)-R(i，j)]/R(i，j)，其中i＝1，2，…，n，n为所述目标传感器的数量，j＝1，2，…，m，m为正整数，d为计算周期，R(i，j+d)为第i个目标传感器的在j+d时刻测得的测量值，R(i，j)为第i个目标传感器的在j时刻测得的测量值；/n根据所述测量值变化量百分比P(i，j)确定待检测气体中是否存在所述目标气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于阵列气体传感器的气体识别方法，其特征在于，包括：
实时采集每一目标传感器的测量值，所述目标传感器为所述阵列气体传感器中对目标气体有响应的至少一个气体传感器，每一所述目标传感器均对其能识别的气体具有方向一致的响应，所述目标气体包括至少一种气体；
根据以下公式计算第i个目标传感器的第j个测量值变化量百分比P(i，j)，
P(i，j)＝[R(i，j+d)-R(i，j)]/R(i，j)，其中i＝1，2，…，n，n为所述目标传感器的数量，j＝1，2，…，m，m为正整数，d为计算周期，R(i，j+d)为第i个目标传感器的在j+d时刻测得的测量值，R(i，j)为第i个目标传感器的在j时刻测得的测量值；
根据所述测量值变化量百分比P(i，j)确定待检测气体中是否存在所述目标气体。


2.根据权利要求1所述的气体识别方法，其特征在于，
所述目标传感器为能够对所有所述目标气体均能响应的一个气体传感器。


3.根据权利要求1所述的气体识别方法，其特征在于，
所述目标传感器为多个气体传感器，所述多个气体传感器能够响应气体的种类覆盖所述目标气体的种类。


4.根据权利要求1所述的气体识别方法，其特征在于，计算所述测量值变化量百分比P(i，j)之前，还包括：
对每一所述目标传感器的测量值进行滤波处理。


5.根据权利要求4所述的气体识别方法，其特征在于，根据所述测量值变化量百分比P(i，j)确定待检...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晓娟，鲁一江，孙旭辉，张平平，张蕴哲，
申请(专利权)人：江苏智闻智能传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32