[发明专利]半导体气体传感器的全量程温度补偿方法

说明书

本发明公开了半导体气体传感器的全量程温度补偿方法，属于气体传感器检测技术领域，解决了现有半导体气体传感器不能用作气体浓度输出的缺陷。本发明的全量程温度补偿方法包括如下步骤：S1、获取当前环境温度以及半导体式气体传感器在当前使用环境中的阻值，以该半导体式气体传感器的标定阻值确定当前的归一化系数；S2、在预先建立的温度补偿数据库中查找与当前环境温度相近的上下两个温度值，采用线性插值方法生成当前环境温度条件下的归一化系数与气体浓度对照表；S3、在步骤S2生成的归一化系数与气体浓度对照表中查找与步骤S1中当前的归一化系数相近的上下两个气体浓度，采用线性插值方法计算获得当前环境温度条件下的气体浓度。

【技术领域】

本发明涉及气体传感器检测技术领域，尤其涉及半导体气体传感器的全量程温度补偿方法。

【背景技术】

半导体气体传感器是利用气体与半导体气敏元件接触，并在半导体表面发生氧化还原反应，导致半导体气敏元件阻值变化的机理制成的，人们以此来检测特定气体的成分或者测量气体浓度。半导体式气体传感器不同于催化燃烧式传感器，其电阻值与气体浓度不是线性关系，而是随着气体浓度的增加呈现负幂指数降低的趋势，使得在高气体浓度区阻值的变化很小，难以准确区分。同时，其阻值还会受到环境温度的影响，所以并不能仅通过测量半导体气体传感器的阻值直接获得气体浓度。因此，行业内常将其作为阈值报警使用，不会用作气体浓度输出。

现有技术已知的一种补偿式气体传感器的温湿度补偿方法，根据实际测量值在补偿系数查询数据库查询得到相应的补偿系数，再通过计算获得气体浓度真实值。这种补偿方法首先要获得气体浓度、温度、湿度的实际测量值，但由于半导体气体传感器的阻值与气体浓度不是线性关系，这种方法不适用于半导体式气体传感器，而且实际建立数据库的工作量太大，所需要的硬件成本过高，实现难度大。

鉴于半导体气体传感器在成本和使用寿命方面的优势，本领域期望能找到一种适用于半导体气体传感器的浓度输出方法，以拓宽半导体气体传感器的应用范围。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种半导体气体传感器的全量程温度补偿方法，使半导体气体传感器能够应用于气体浓度输出场合。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

半导体气体传感器的全量程温度补偿方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、获取当前环境温度以及半导体式气体传感器在当前使用环境中的阻值，以该半导体式气体传感器的标定阻值确定当前的归一化系数；

S2、在预先建立的温度补偿数据库中查找与当前环境温度相近的上下两个温度值，采用线性插值方法生成当前环境温度条件下的归一化系数与气体浓度对照表；

S3、在步骤S2生成的归一化系数与气体浓度对照表中查找与步骤S1中当前的归一化系数相近的上下两个气体浓度，采用线性插值方法计算获得当前环境温度条件下的气体浓度；

其中，所述温度补偿数据库是基于不同温度条件下，不同气体浓度与归一化系数对应关系建立的数据库。

在上述半导体气体传感器的全量程温度补偿方法中，所述标定阻值为半导体式气体传感器在温度为20℃～35℃，气体浓度为半导体气体传感器满量程30％～70％的标准状态下测得的阻值。

在上述半导体气体传感器的全量程温度补偿方法中，所述温度补偿数据库的建立包括如下步骤：

S01、获取半导体式气体传感器在标准温度条件下对应不同气体浓度时的阻值，各阻值分别与半导体式气体传感器的标定阻值进行归一化处理，得到与不同气体浓度对应的归一化系数，建立标准温度下的归一化系数与气体浓度对照表；

S02、重复步骤S01，得到其它不同温度、不同半导体气体传感器的阻值与标定阻值对应的归一化系数，建立温度补偿数据库。