[发明专利]一种多种混合气体浓度的检测方法及装置

权利要求书

1.一种多种混合气体浓度的检测方法，其特征在于，包括：

在混合气体的密封环境中获取半导体氧化物气体传感器的信号容量通道，并根据信号容量通道得到半导体氧化物传感器的噪声强度关系式；

所述在混合气体的密封环境中获取半导体氧化物气体传感器的信号容量通道，并根据信号容量通道得到半导体氧化物传感器的噪声强度关系，具体为：

根据第一公式获取信号容量通道，所述第一公式具体为：

其中，是测量时间窗，R和是被测气体和参考气体中的电阻响应，V是传感器膜的体积，As为传感器膜的表面积，d是传感器膜的厚度,A为电导噪声谱的1/f噪声强度,C为信号容量通道的上限；

将第一公式进行计算和转化后得到半导体氧化物气体传感器的噪声强度关系式：

其中，Su（f）为洛伦兹谱，f为频率；U为电压；

根据噪声强度关系式获取半导体氧化物传感器的噪声谱信号，并根据噪声谱信号得到多个不同气体的浓度与波动谱依赖性相关函数；

所述根据噪声强度关系式获取半导体氧化物传感器的噪声谱信号，并根据噪声谱信号得到多个不同气体的浓度与波动谱依赖性相关函数，具体为：

根据第二公式获取半导体氧化物传感器的噪声谱信号，所述第二公式具体为：

其中，是时间常数；

所述噪声谱信号的波动幅度大小反映了某一频率下信号的瞬时波动强弱情况，根据第二公式得到多个不同气体的浓度与波动谱依赖性相关函数：

其中，∆S(fi)是第i个特征频带上电阻波动的功率密度谱的变化，表示线性响应极限的校准常数；

对多个不同气体的浓度与波动谱依赖性相关函数进行子带划分，得到各不同波动谱频率子带内不同气体的响应强度与波动平均值的比值，并根据比值生成不同气体的二进制识别序列；

根据二进制识别序列得到混合气体中各气体的浓度值。

2.根据权利要求1所述的一种多种混合气体浓度的检测方法，其特征在于,所述对多个不同气体的浓度与波动谱依赖性相关函数进行子带划分，得到各不同波动谱频率子带内不同气体的响应强度与波动平均值的比值，并根据比值生成不同气体的二进制识别序列，具体为：

对多个不同气体的浓度与波动谱依赖性相关函数进行子带划分，得到各不同波动谱频率子带内不同气体的响应强度与波动平均值的比值，根据第三公式计算各个波动谱频率子带比值，根据比值的大小对比值进行赋值，并根据赋值生成不同气体的二进制识别序列，所述第三公式具体为：

。

3.一种多种混合气体浓度的检测装置，其特征在于，应用权利要求1-2任一所述的多种混合气体浓度的检测方法；

所述装置包括检测模块和混合气体输送模块；

所述检测模块包括气体检测腔，所述气体检测腔的上端设置有若干个均匀排布的混合气体输送端口，每个所述混合气体输送端口均和输气软管的气体输出端口连接，所述输气软管的气体输入端口和混合气体输送模块的输出端连接；所述气体检测腔内设置有PCB电路板，所述PCB电路板上设置有环境温度湿度传感器和半导体氧化物气体传感器，所述PCB电路板用于执行多种混合气体浓度的检测方法。

4.根据权利要求3所述的一种多种混合气体浓度的检测装置，其特征在于，所述混合气体输送端口有四个，所述四个混合气体输送端口以中心对称方式排列于圆柱型的气体检测腔的上端，所述输气软管设置有四个气体输出端口，且每个气体输出端口分别和一个混合气体输送端口连接；所述输气软管呈Y型，所述输气软管包括主管、第一支管和第二支管，所述主管的第一端口和混合气体输送模块的输出端连接，所述主管的第二端口与第一支管的第一端口、第二支管的第一端口连接；所述第一支管和第二支管上均设置有两个气体输出端口。

5.根据权利要求3所述的一种多种混合气体浓度的检测装置，其特征在于，所述检测模块还包括数据信号串行接口，所述数据信号串行接口设置于气体检测腔的壳体上，所述数据信号串行接口和PCB电路板连接用于输出检测结果。