[发明专利]一种高精度纺织品甲醛检测系统

说明书

本发明涉及一种检测系统，尤其涉及一种高精度纺织品甲醛检测系统。为了为提高低浓度、小样本条件下的电化学方法检测下限和泛化精度、抑制电化学反应的交叉干扰、剔除附加在气态甲醛响应数据上的低频干扰。由甲醛传感器、信号转换与滤波单元、控制单元、通信接口单元、显示单元和报警模块电路组成；所述甲醛传感器产生与气态甲醛浓度成正比的动态响应电流；所述信号转换与滤波单元对甲醛传感器的动态响应电流进行电压转换、滤波和放大处理。所述控制单元分别与甲醛传感器、信号转换与滤波单元、通信接口单元、显示单元及报警模块电路相连；所述控制单元通过通信接口单元与上位机相连。

所属技术领域

本发明涉及一种检测系统，尤其涉及一种高精度纺织品甲醛检测系统。

背景技术

甲醛含量是纺织品极为重要的安全卫生指标，纺织品中存在的可挥发性甲醛对人类健康的影响已日益引起人们的关注。生态纺织品研究和检验的国际标准Oeko-TexStandard 100对纺织品中甲醛含量实行了严格限制。四大主要纺织产品：婴儿用品类、直接接触皮肤类、不直接接触皮肤类以及装饰类的甲醛含量分别不应超过20mg/kg、75mg/kg、300mg/kg和300mg/kg。因此，实时、准确地检测纺织品中的微量甲醛对保障纺织品的安全应用具有重要的现实意义。

目前测定甲醛的方法很多一般分为化学法和仪器法。化学法主要有酚试剂比色法、4－氨基-3-联氨-5-巯基-1，2，4-三氮杂茂(简称AHMT)比色法、乙酰丙酮比色法、变色酸比色法、盐酸副玫瑰苯胺比色法等；仪器法主要有气相色谱法、高效液相色谱法、极谱法和电化学法等。其中，化学方法具有响应速度快、检测时间短、可在线检测和实时监控的优势。但低浓度条件下的小样本特性制约了电化学方法检测下限的降低和泛化精度的提高。另一方面，气敏材料的交叉敏感性致使电化学反应的输出不仅包括气态甲醛的响应信息，还包括非甲醛类物质的响应信息形成的各种交叉干扰。交叉干扰影响气态甲醛含量测定的准确性，严重时甚至导致完全错误的检测结果。

发明内容

本发明的目的是为了为提高低浓度、小样本条件下的电化学方法检测下限和泛化精度、抑制电化学反应的交叉干扰、剔除附加在气态甲醛响应数据上的低频干扰，设计了一种高精度纺织品甲醛检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是。

高精度纺织品甲醛检测系统由甲醛传感器、信号转换与滤波单元、控制单元、通信接口单元、显示单元和报警模块电路组成。

所述甲醛传感器产生与气态甲醛浓度成正比的动态响应电流。

所述信号转换与滤波单元对甲醛传感器的动态响应电流进行电压转换、滤波和放大处理；调理输出的电压信号送入以单片机作为主控芯片的控制单元的模数转换器ADC进行数据采集，采集到的数据提供给上位机运行响应模式提取与辨识算法，对气态甲醛浓度进行在线检测；检测结果由控制单元传送至显示单元进行显示和动态监控。

所述控制单元分别与甲醛传感器、信号转换与滤波单元、通信接口单元、显示单元及报警模块电路相连；所述控制单元通过通信接口单元与上位机相连。

所述的检测系统应用自回归AR模型对未测定数据进行插补。

所述的检测系统将多分量信号的经验模态分解算法引入气态甲醛响应的提取，通过经验模态分解将传感器的响应分解为若干具有不同尺度结构的单分量信号与趋势信号，提取其中的趋势信号作为气态甲醛的响应信息。

所述的检测系统根据甲醛浓度实际值与响应值的对应关系将检测系统的响应特性划分为不同的区间，分段进行定量识别：低浓度区间采用一元线性回归模型，而中高浓度区间则采用偏最小二乘回归模型。

所述的甲醛传感器选用进口电化学甲醛传感器MIC-500-CH2O，其测量范围为0～10ppm，分辨率为0.01ppm，精度为±3%FS，输出信号为4mA～20mA。