[發(fā)明專利]一種基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310615916.3
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103698371A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 童基均;亢艷芹;林勤光;張光磊;張華熊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

1）將連接有電源的氣敏傳感器放置在低濃度氣體所處的環(huán)境中，測量氣敏傳感器的電阻值，得到相應的電阻信號；

2）對所述的電阻信號進行正弦調(diào)制，將電阻信號變換為小參數(shù)周期信號；

3）將小參數(shù)周期信號與外加的高斯白噪聲一起輸入非線性雙穩(wěn)系統(tǒng)中，進行隨機共振處理，并利用自適應算法調(diào)節(jié)所述非線性雙穩(wěn)系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)a和b，使得非線性雙穩(wěn)系統(tǒng)輸出的信號具有最大的加權(quán)信噪比；

4）利用步驟3）中信號所具有最大的加權(quán)信噪比，計算得到所述低濃度氣體的濃度。

2.如權(quán)利要求1所述的基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，所述的氣敏傳感器為導電聚合物傳感器。

3.如權(quán)利要求1所述的基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，在步驟1）中，利用電化學工作站測量氣敏傳感器的電阻值。

4.如權(quán)利要求1所述的基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，在步驟1）中，利用方程y(t)=(x(t)-x_min)/(x_max-x_min)對所測的電阻值進行歸一化處理，其中x(t)為測量得到的電阻值，x_min為最小電阻值，x_max為最大電阻值。

5.如權(quán)利要求1所述的基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，在步驟2）中，以正弦信號作為載波信號，對歸一化處理后的電阻信號進行正弦調(diào)制，使電阻信號變換為小參數(shù)周期信號。

6.如權(quán)利要求1所述的基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，在步驟3）中，所述高斯白噪聲的方差為1，均值為零，噪聲強度D=1.2。

7.如權(quán)利要求1所述的基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，在步驟3）中，自適應算法分為以下步驟：

（1）、確定系統(tǒng)參數(shù)a、b的搜索范圍和搜索步長；

（2）、系統(tǒng)參數(shù)a、b根據(jù)搜索步長進行賦值，并計算每組系統(tǒng)參數(shù)a、b對應的輸出信號的加權(quán)信噪比；

（3）、遍歷搜索范圍，保存加權(quán)信噪比的最大值以及對應的系統(tǒng)參數(shù)a和b。

8.如權(quán)利要求7所述的基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，系統(tǒng)參數(shù)a的搜索范圍為[1,5]，系統(tǒng)參數(shù)b的搜索范圍為[1,9]，搜索步長均為0.1。

9.如權(quán)利要求1所述的基于自適應隨機共振的低濃度氣體檢測方法，其特征在于，在步驟4）中，低濃度氣體的濃度計算公式如下：

f(x)=102.923x-34.89

式中，f(x)為氣體的濃度，x為加權(quán)信噪比的最大值。