传感器、烟气中二氧化硫浓度检测方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种传感器、烟气中二氧化硫浓度检测方法与系统，其中传感器包括阴极、阳极、设于阳极上的氧化锌纳米薄膜、绝缘条、电压可调电源、电压测量模块以及电流测量模块；电压可调电源用于在进行气体浓度检测时给阴极和阳极施加电压，并调节阴极与阳极之间的电压，直到阴极与阳极之间达到汤生放电状态；电压测量模块用于检测阴极与阳极之间的极间电压；电流测量模块用于检测放电电流；在进行浓度检测时，获取该浓度对应的温湿度和压力值、放电电流和极间电压的一组数据，改变浓度，从而得到多组数据，再利用这些数据对智能预测模型进行训练，最后利用训练好的模型对气体浓度进行实时检测，结构简单，灵敏度高。灵敏度高。灵敏度高。

【技术实现步骤摘要】
传感器、烟气中二氧化硫浓度检测方法与系统


[0001]本专利技术属于气体检测
，尤其涉及一种基于汤生放电原理的传感器、烟气中二氧化硫浓度检测方法与系统。

技术介绍

[0002]随着环保要求越来越严格，火电厂及冶炼厂等排放的烟气均需要经过环保监测达标才能排放。二氧化硫是排放的烟气中数量最大、分布最广、影响人类生命财产安全最严重的气体污染之一，因此，在环保监测中，常常将二氧化硫含量作为主要监测指标。
[0003]目前，二氧化硫的检测主要采用基于红外和紫外的检测方法或装置，例如授权公告号为CN213456661U，名称为一种基于紫外光的二氧化硫浓度检测装置的专利文献，该类检测方法或检测装置存在价格昂贵，占地大(需要一间单独的分析室)，以及不易操作和维护等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种传感器、烟气中二氧化硫浓度检测方法与系统，以解决现有技术中装置价格昂贵、占地大以及不易操作和维护的问题。
[0005]本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种传感器，包括阴极、阳极、设于所述阳极上的氧化锌纳米薄膜、绝缘条、电压可调电源、电压测量模块以及电流测量模块；所述阴极和阳极平行相对设置，所述绝缘条设于阴极和阳极的两侧，且所述绝缘条、阴极和阳极围合形成一空腔；所述电压可调电源，用于在进行气体浓度检测时给阴极和阳极施加电压，并调节阴极与阳极之间的电压，直到阴极与阳极之间的放电达到汤生放电状态；所述电压测量模块，用于检测阴极与阳极之间的极间电压；所述电流测量模块，用于检测放电电流。
[0006]进一步地，所述阴极和阳极均由铜片制作而成。
[0007]进一步地，所述氧化锌纳米薄膜与阴极之间的间距为1mm。
[0008]本专利技术还提供一种烟气中二氧化硫浓度检测方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1：在装有气体的管路上分别安装温湿度传感器、压力传感器以及如上所述的传感器，所述气体的浓度为已知量；
[0010]步骤2：上电并调整传感器阴极与阳极之间的电压，使阴极与阳极之间的放电达到汤生放电状态；
[0011]步骤3：采集并获取气体的温湿度和压力值、以及放电电流和极间电压，得到由气体浓度、温湿度、压力值、放电电流以及极间电压组成的一组数据；
[0012]步骤4：改变气体浓度、温湿度以及压力值，重复步骤2和3，得到多组数据；
[0013]步骤5：构建智能预测模型，以所述数据中气体的温湿度和压力值、放电电流和极间电压作为输入样本，对应的气体浓度作为输出样本，对所述智能预测模型进行训练，得到训练好的智能预测模型；
[0014]步骤6：实时采集并获取待测气体的温湿度和压力值、放电电流和极间电压，并输入至训练好的智能预测模型，得到待测气体的浓度。
[0015]进一步地，在所述步骤4和5之间还包括增加数据的步骤，具体实现过程为：采用插值法对多组数据进行插值，得到大量的由气体浓度、温湿度、压力值、放电电流以及极间电压组成的数据。
[0016]进一步地，所述智能预测模型为深度神经网络模型、循环神经网络模型、卷积神经网络模型或BP神经网络模型。
[0017]本专利技术还提供一种烟气中二氧化硫浓度检测系统，包括：
[0018]用于装载气体的管路；
[0019]设于所述管路上且用于检测气体温湿度的温湿度传感器；
[0020]设于所述管路上且用于检测气体压力值的压力传感器；
[0021]设于所述管路上且如上所述的的传感器；
[0022]分别与所述温湿度传感器、压力传感器以及传感器电连接的控制模块，所述控制模块用于获取多组由气体浓度、温湿度、压力值、放电电流以及极间电压组成的数据；用于构建智能预测模型，并以所述数据中气体的温湿度和压力值、放电电流和极间电压作为输入样本，对应的气体浓度作为输出样本，对所述智能预测模型进行训练，得到训练好的智能预测模型；以及用于实时采集并获取待测气体的温湿度和压力值、放电电流和极间电压，并输入至训练好的智能预测模型，得到待测气体的浓度。
[0023]有益效果
[0024]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0025]本专利技术所提供的一种传感器、烟气中二氧化硫浓度检测方法与系统，基于汤生放电原理，检测出不同气体浓度、不同温湿度、不同压力值下的放电电流和极间电压，得到多组数据，再利用这些数据对智能预测模型进行训练，最后利用训练好的智能预测模型实现气体浓度的检测，该方法与系统消除了温湿度、压力等对气体浓度检测的影响，提高了检测精度，且成本低，占用空间小，易于操作和维护。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术实施例中传感器的结构示意图；
[0028]图2是本专利技术实施例中烟气中二氧化硫浓度检测系统的结构图示意图。
[0029]其中，1
‑
阴极，2
‑
氧化锌纳米薄膜，3
‑
阳极，4
‑
绝缘条，5
‑
温湿度传感器，6
‑
压力传感器，7
‑
在汤生放电时检测放电电流和极间电压的传感器。
具体实施方式
[0030]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，
都属于本专利技术保护的范围。
[0031]下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0032]如图1所示，本实施例所提供的一种传感器，包括阴极1、阳极3、设于阳极3上的氧化锌纳米薄膜2、绝缘条4、电压可调电源、电压测量模块以及电流测量模块；阴极1和阳极3平行相对设置，绝缘条4设于阴极1和阳极3的两侧，且绝缘条4、阴极1和阳极3围合形成一空腔；电压可调电源分别与阳极3和阴极1电连接，用于在进行气体浓度检测时给阴极1和阳极3施加电压，并调节阴极1与阳极3之间的电压，直到阴极1与阳极3之间的放电达到汤生放电状态；电压测量模块，用于检测在汤生放电状态下阴极1与阳极3之间的极间电压；电流测量模块，用于检测在汤生放电状态下的放电电流。
[0033]本实施例中，阴极1和阳极3均由铜片制成，氧化锌纳米薄膜2与阴极1之间的间距为1mm，该传感器结构简单，成本低廉，安装简便，检测气体灵敏度高。
[0034]本实施例传感器的检测原理为：将传感器的阳极和阴极部分置于待测气体内，利用电压可调电源在阳极和阴极上施加可调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器，其特征在于：包括阴极、阳极、设于所述阳极上的氧化锌纳米薄膜、绝缘条、电压可调电源、电压测量模块以及电流测量模块；所述阴极和阳极平行相对设置，所述绝缘条设于阴极和阳极的两侧，且所述绝缘条、阴极和阳极围合形成一空腔；所述电压可调电源，用于在进行气体浓度检测时给阴极和阳极施加电压，并调节阴极与阳极之间的电压，直到阴极与阳极之间的放电达到汤生放电状态；所述电压测量模块，用于检测阴极与阳极之间的极间电压；所述电流测量模块，用于检测放电电流。2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述阴极和阳极均由铜片制作而成。3.如权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：所述氧化锌纳米薄膜与阴极之间的间距为1mm。4.一种烟气中二氧化硫浓度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在装有气体的管路上分别安装温湿度传感器、压力传感器以及如权利要求1～3中任一项所述的传感器，所述气体的浓度为已知量；步骤2：上电并调整传感器阴极与阳极之间的电压，使阴极与阳极之间的放电达到汤生放电状态；步骤3：采集并获取气体的温湿度和压力值、以及放电电流和极间电压，得到由气体浓度、温湿度、压力值、放电电流以及极间电压组成的一组数据；步骤4：改变气体浓度、温湿度以及压力值，重复步骤2和3，得到多组数据；步骤5：构建智能预测模型，以所述数据中气体的温湿度和压力值、放电电流和极间电压作为输入样本，对应的气体浓度作为输出样本，对所述智...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建文，阳卫伟，
申请(专利权)人：华楚智能科技湖南有限公司，
类型：发明
国别省市：