[发明专利]一种半导体式气体传感器的校准方法、系统、设备

说明书

本发明提供了一种半导体式气体传感器的校准方法、系统和设备，方法包括判断传感器输出信号是否平稳；设定预制环境，判断传感器响应速度是否达标；筛选出输出信号平稳、响应速度达标的传感器；通过内置算法自动识别预制环境变化，与其预制步骤先后顺序对应，从而达到自动识别预制环境中对应的气体浓度数据，并保存；记录每次通、断电的时间点数据；结合获得的数据，通过实际环境下零点值电压与预设环境下零点电压直接的差值建模，通过算法处理计算出实际环境下报警点的电压值，最终补偿报警点阈值。并提供上述方法的系统和设备。实现简化传感器在应用产品生产过程中的生产复杂度，并通过简单方便的校准实际报警阈值，提高产品一致性、准确度、降低环境对传感器的产品应用影响。

[技术领域]

本发明涉及气体传感器技术领域，特别是涉及一种半导体式气体传感器的校准方法、系统和设备。

[背景技术]

半导体式传感器由于寿命长，价格便宜在气体探测器上被广泛使用。例如，甲烷气体传感器是一种常见的半导体式气体传感器，在消防领域起了重要的作用。但因为半导体传感器基础技术本身的生产工艺、电化学反应强度易受环境影响，导致应用时产品一致性差，容易误报。因此，传感器应用时需从要进一步筛选、校准。现有传感器校准方法大都基于对传感器在预设环境下进行标定，筛选方法主要依赖传感器厂商根据标准环境电压差异做分档处理。由于，传感器的受环境(温湿度以及其它气体)影响较大，使得预设环境标定的工作点漂移，在实际使用中气体浓度到达甚至超过报警下限时依旧不能及时发出响应。因此，通过追踪标准环境标定值变化，修正实际环境动作值成为了该领域的研究方向。

申请号：CN2019108177661介绍了一种专利半导体式气体传感器的校准方法、系统和设备，该专利通过两个以上预设气体浓度下的传感器输出的电压拟合成曲线，根据曲线求出实际环境中报警点的偏差与参考点的偏差之间的相关函数，根据函数关系修正报警精度。然而该专利中对预设环境电压获取，需要通过上位机控制才能实现，此种方法实际操作复杂，没对传感器自身稳定性进行筛选判断，其次实际环境中设备断电后，在某些环境下，如：低浓度情况时通电后将无法获取真实差值而失去校准精度，甚至校准失效。

[发明内容]

针对上述缺点，本发明实施例的目的在于提供一种新的半导体气体传感器校准的方法、系统及设备，旨在解决半导体传感器基础技术本身的生产工艺、电化学反应强度易受环境影响给应用产品带来的一致性、稳定性差的问题，化简应用产品生产过程中的复杂程度，提高传感器在低浓度环境下对标准环境信号的补偿精度。

本发明的技术方案如下：

一方面提供一种半导体式气体传感器的校准方法，包含如下步骤：

S1.循环交替控制传感器通电、断电，并通过软件算法监测传感器输出信号，判断传感器输出信号是否平稳；

S2.输出信号平稳的传感器进入设定预制环境，通过算法判定预制环境下，传感器响应速度是否达标；

S3.筛选出输出信号平稳、响应速度达标的传感器；

S4.通过内置算法自动识别预制环境变化，与其预制步骤先后顺序对应，从而达到自动识别预制环境中对应的气体浓度数据，并保存；

S5.记录每次通、断电的时间点数据；

S6.结合对步骤S5获得的数据，通过实际环境下零点值电压与预设环境下零点电压直接的差值建模，通过算法处理计算出实际环境下报警点的电压值，最终补偿报警点阈值。

进一步地，在步骤S1中，还包括传感器输出信号值的离散系数的计算，计算步骤如下：

首选计算出所有n个传感器采样数据的总体均值；其次，计算出所有n个传感器采样数据的标准差；最后根据上述两个数据计算出传感器采样的数据离散系数P。