气体浓度预测方法、系统、机器可读存储介质及处理器技术方案

本发明专利技术实施例提供一种气体浓度预测方法、系统、机器可读存储介质及处理器。所述方法包括：获取预备阶段的传感器阵列针对目标气体的输出值随时间变化的第一输出序列及第一输出变化率序列，得到第一传感器动态输出矩阵；在实测阶段获取传感器阵列针对待测气体的输出值随时间变化的第二输出序列及第二输出变化率序列，得到第二传感器动态输出矩阵；在变化趋势时刻计算第二传感器动态输出矩阵与第一传感器动态输出矩阵的相似度；根据相似度的大小确定疑似气体种类的气体预测浓度。通过使用传感器阵列的多组输出值与对应的多组动态响应数据进行计算比较，在传感器阵列响应的初期即可实现对目标气体的快速定性定量监测，提高对目标危害气体的预警能力。对目标危害气体的预警能力。对目标危害气体的预警能力。

【技术实现步骤摘要】
气体浓度预测方法、系统、机器可读存储介质及处理器


[0001]本专利技术涉及气体检测
，具体地涉及一种气体浓度预测方法、系统、机器可读存储介质及处理器。

技术介绍

[0002]近年来，因危害气体泄漏导致的火灾、爆炸、中毒等各类安全生产事故频发，对国家和人民生命财产安全构成严重威胁，因此，对危害气体的快速捕捉与预警对于工业现场具有重要的安全意义。气体传感器在接触到目标气体后，需要经过响应过程，输出值才能达到稳定状态，此时气体传感器的输出才表示目标气体的浓度。由于传统的气体传感器响应速度较慢，导致发出报警信息时泄漏情况已经较为严重；且对于气体短时突发泄漏工况，气体传感器还未来得及完全响应至稳定状态，气体就已经离开了传感器表面，这种情况下，传感器输出值变化量较小，反应出的气体浓度会显著低于实际情况，易被安全管理人员忽视，从而埋下安全隐患。如果能在气体泄漏初期发现并预测气体浓度值，就可以及时预警，显著降低事故危害。
[0003]随着材料合成技术与半导体制造工艺的飞速发展，各种具有更优性能的新型气体传感器相继问世，灵敏度高至10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体浓度预测方法，其特征在于，包括：获取预备阶段的传感器阵列针对目标气体的输出值随时间变化的第一输出序列及第一输出变化率序列，得到第一传感器动态输出矩阵；在实测阶段获取所述传感器阵列针对待测气体的输出值随时间变化的第二输出序列及第二输出变化率序列，得到第二传感器动态输出矩阵；在变化趋势时刻计算所述第二传感器动态输出矩阵与所述第一传感器动态输出矩阵的相似度；根据所述相似度的大小确定疑似气体种类的气体预测浓度。2.根据权利要求1所述的气体浓度预测方法，其特征在于，所述第一输出序列包括对预备阶段所述传感器阵列的输出值进行周期性采集得到的序列；所述第一输出变化率序列是对所述第一输出序列求变化率得到的序列；所述第二输出序列包括在实测阶段对所述传感器阵列的输出值进行周期性采集得到的序列；所述第二输出变化率序列是对所述第二输出序列求变化率得到的序列；所述第一传感器动态输出矩阵包括以所述第一输出序列及所述第一输出变化率序列作为列向量所构成的矩阵；所述第二传感器动态输出矩阵包括以所述第二输出序列及所述第二输出变化率序列作为列向量所构成的矩阵；所述变化趋势时刻包括：从采样起始时刻起，所述第二输出序列中的连续多个输出值出现单调递增趋势的时刻。3.根据权利要求2所述的气体浓度预测方法，其特征在于，所述第二传感器动态输出矩阵与所述第一传感器动态输出矩阵的相似度，包括：所述第二传感器动态输出矩阵与所述第一传感器动态输出矩阵的第一欧氏距离加权和，计算公式如下：其中，L
un
(i,j)为第一欧氏距离加权和，i为目标气体种类编号，j为目标气体浓度编号，M为所述传感器阵列的传感器个数，z表示所述传感器阵列中各传感器编号，θ
z
为各传感器的欧式距离的权重系数，E
z
(t)为所述第二输出序列，E
ijz
(t)为所述第一输出序列，F
z
(t)为所述第二输出变化率序列，F
ijz
(t)为所述第一输出变化率序列。4.根据权利要求3所述的气体浓度预测方法，其特征在于，所述根据所述相似度的大小确定疑似气体种类的气体预测浓度，包括：以所述第一欧氏距离加权和取得最小值时对应的气体种类的气体浓度作为所述疑似气体种类的气体预测浓度。5.根据权利要求3所述的气体浓度预测方法，其特征在于，所述根据所述相似度的大小确定疑似气体种类的气体预测浓度，包括：判断所述第一欧氏距离加权和的最小值是否超出准确性阈值；
在所述第一欧氏距离加权和的最小值超出所述准确性阈值的情况下，以所述第一欧氏距离加权和取得最小值时对应的气体种类进行近似计算，包括：计算专属所述第一欧氏距离加权和取得最小值时对应的气体种类的第一传感器动态输出矩阵与所述第二传感器动态输出矩阵的第二欧氏距离加权和；取所述第二欧氏距离加权和为次小值时对应的气体种类的气体浓度用于近似计算所述气体预测浓度，计算公式为：其中，C
un
为所述气体预测浓度，为所述第一欧氏距离加权和取最小值时对应的气体种类的气体浓度，所述为所述第二欧氏距离加权和取次小值时对应的气体种类的气体浓度，式中，其中，M为所述传感器阵列的传感器个数，z表示所述传感器阵列中各传感器编号，E
z
(t)为所述第二输出序列，为所述第一输出序列中专属所述第一欧氏距离加权和取最小值时对应的气体种类与气体浓度对应的输出序列，F
z
(t)为所述第二输出变化率序列，为对所述求变化率得到的序列，为所述第一输出序列中专属所述第二欧氏距离加权和取次小值时对应的气体种类与气体浓度对应的输出序列，为对所述求变化率得到的序列。6.根据权利要求5所述的气体浓度预测方法，其特征在于，在所述第一欧氏距离加权和的最小值不超出所述准确性阈值的情况下，以所述第一欧氏距离加权和取得最小值时对应的气体种类的气体浓度作为所述疑似气体种类的气体预测浓度。7.根据权利要求1所述的气体浓度预测方法，其特征在于，所述根据所述相似度的大小确定疑似气体种类的气体预测浓度步骤执行之后，还包括：在所述气体预测浓度超出对应的预警值的情况下发出预警信号。8.一种气体浓度预测系统，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取预备阶段的传感器阵列针对目标气体的输出值随时间变化的第一输出序列及第一输出变化率序列，得到第一传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明骏，朱胜杰，孙健，肖安山，张贺，姜鸣，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：