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专利号: 2024119800657
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种气体检测系统,其特征在于,包括:气体传感器、数据处理器;气体传感器的输出端与数据处理器的输入端连接;

气体传感器通过三组包括气敏场效应管的电路分别对三种气体进行采集;数据处理器根据气体传感器的输出信号计算三种气体浓度,其中,所述气体传感器中的电路包括:六个采集单元,六个采集单元组成三组包括气敏场效应管的电路;采集单元的电路具体包括:四个气敏场效应管、四个非气敏场效应管以及两个三极管,第一个三极管的基极分别与第一个气敏场效应管的漏极以及第一个非气敏场效应管的源极连接;第一个三极管的集电极与第二个气敏场效应管的源极连接,并作为采集单元的一个输出端;第一个三极管的发射极与第二个非气敏场效应管的漏极连接;第二个三极管的基极分别与第三个非气敏场效应管的漏极以及第三个气敏场效应管的源极连接;第二个三极管的集电极与第四个非气敏场效应管的源极连接,并作为采集单元的另一个输出端;第二个三极管的发射极与第四个气敏场效应管的漏极连接;第一个非气敏场效应管的漏极、第二个气敏场效应管的漏极、第四个非气敏场效应管的漏极以及第三个气敏场效应管的漏极接外部电源;第一个气敏场效应管的源极、第二个非气敏场效应管的源极、第四个气敏场效应管的源极以及第三个非气敏场效应管的源极接地;四个气敏场效应管的栅极与四个非气敏场效应管的栅极均接外部电源;

六个采集单元分为三组,对三种气体浓度进行采集,其中,两个采集单元为一组,采用同一种气敏场效应管对对应的气体浓度进行采集,六个所述采集单元在PCB电路板上成阵列排布,采集同一气体的一对采集单元相对设置。

2.如权利要求1所述的气体检测系统,其特征在于,所述气体传感器还包括温湿度传感器,温湿度传感器的输出端与数据处理器的输入端连接,数据处理器根据温湿度传感器采集的温度数据对计算的气体浓度进行优化。

3.一种气体检测系统的检测方法,适用于如权利要求1‑2中任一所述的气体检测系统,其特征在于,所述气体检测系统的检测方法包括如下步骤:步骤1:获取气体传感器对每个气体初步的气体标定公式;

步骤2:获取环境温湿度,结合环境温湿度通过神经网络对初步的气体标定公式进行温度补偿的优化;

步骤3:通过最小二乘支持向量机对经过步骤2优化后的气体标定公式进行气体交叉敏感度的优化,获得最终的气体标定公式;

步骤4:通过气体传感器实时采集环境中各气体对应的电压数据,根据电压数据通过最终的气体标定公式计算各气体浓度。

4.如权利要求3所述的气体检测系统的检测方法,其特征在于,对采集同一气体的采集单元的输出电压进行均值处理,将均值处理后的电压作为气体浓度对应的电压数据。

5.如权利要求3所述的气体检测系统的检测方法,其特征在于,所述步骤2中的神经网络为:PSO‑BP神经网络。

6.如权利要求3所述的气体检测系统的检测方法,其特征在于,所述步骤3中,还包括:

通过自适应粒子群算法优化最小二乘支持向量机的惩罚参数和核参数。