[發明專利]一種實驗室氣體泄漏診斷裝置及方法

有效

• 申請號: 201810721090.1
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN109030566B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 邵晨寧;潘方琴;鄭豪男;楊鑫;葉文俊;周慧敏;李劍;惠國華
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;占宇

1.一種實驗室氣體泄漏診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

微處理器接收每個氣體檢測模塊輸出的數據，對每個氣體檢測模塊輸出的數據進行分析；

微處理器判斷t時刻某個氣體傳感器是否檢測到對應有毒有害氣體發生泄漏的方法包括以下步驟：

S1：采集氣體檢測模塊的N個不同的氣體傳感器在t-T時刻至t時刻輸出的檢測數據，分別計算出第1個氣體傳感器至第N個氣體傳感器在t時刻所對應的校準信號值t為時間變量，T為設定的常數；

S2：以每個氣體傳感器的校準信號為該傳感器響應軸在平面上繪制一個具有N個傳感器響應軸的多軸矢量圖，所有傳感器響應軸的原點為同一點，相鄰兩個傳感器響應軸之間的夾角根據校準信號值在對應的傳感器響應軸上標注出相應的響應點，將相鄰傳感器響應軸上標注出來的響應點通過直線連接圍成一個封閉空間，根據響應點的值及夾角θ計算出相鄰傳感器響應軸及其上響應點連線圍成的區域面積，得到N個區域面積Are₁(t)、Are₂(t)、Are₃(t)、……Are_N(t)；S3：構建t時刻傳感器響應面包絡面積傳遞向量[Are₁(t)、Are₂(t)、Are₃(t)、……Are_N(t)]，并進行二次樣條差值，形成t時刻傳感器響應面包絡面積傳遞曲線Cur(t)；

S4：將Cur(t)輸入一層信號放大模型：

其中，Bar(x，t)為勢函數，x(t)為運動行程函數，m、n為設定的常數，η(t)是顯式干擾，δ(t)為隱含干擾，為周期性自激發信號，f是信號頻率，t為模型行程時間，為相位，η(t)x³(t)為標定分量，設

計算Bar(x，t)對于x的一階導數、二階導數、三階導數，并且使等式等于0，得到三層信號放大模型：

設定η(t)＝0，計算得到x(t)的臨界值為

將臨界值代入公式(1)中，并設定x₀(t)＝0，sf₀＝0，采用四階瓏格庫塔算法求解公式(1)，得到：

其中，x_n(t)為x(t)的n階導數，sf_n-1是input(t)的n-1階導數在t＝0處的值，sf_n+1是input(t)的n+1階導數在t＝0處的值，n＝0，1，2，3…，a、b為設定的常數，

計算得到x₁(t)，x₂(t)…x_n+1(t)的值，對x₁(t)，x₂(t)…x_n+1(t)進行積分得到x_(t)，并計算x_(t)在一層信號放大模型和三層信號放大模型組成的二階信號放大系統產生極值時刻的噪聲抑制比NER：

其中，

S5：根據噪聲抑制比NER輸出噪聲抑制比曲線，選取噪聲抑制比曲線中的最大值NER_最大值，如果NER_最大值＞閾值K，則判斷在t時刻存在有毒有害氣體泄漏，執行步驟S6，如果NER_最大值≤閾值K，則判斷在t時刻不存在有毒有害氣體泄漏；

S6：從校準信號值中選出數值最大的作為最大校準信號值S_eb(t)_最大值，給每個氣體傳感器構建一個t時刻對應的響應三角形，每個氣體傳感t時刻對應的響應三角形的一條邊長度為S_eb²(t)_最大值，另一條邊長度為該氣體傳感器對應的校準信號值的平方，這兩條邊的夾角為θ，計算每個氣體傳感器t時刻對應的響應三角形的面積，如果某個氣體傳感器t時刻對應的響應三角形的面積大于對應的面積閾值，則判斷該氣體傳感器所檢測的有毒有害氣體在t時刻發生泄漏；

所述的實驗室氣體泄漏診斷方法采用的實驗室氣體泄漏診斷裝置包括控制裝置和設置在實驗室內的氣體檢測裝置，所述氣體檢測裝置包括分布于實驗室內不同位置的若干個氣體檢測模塊(4)，所述氣體檢測模塊(4)包括若干個不同的氣體傳感器(5)，所述控制裝置包括微處理器(1)、無線通信模塊(2)和報警模塊(3)，所述微處理器(1)分別與氣體檢測模塊(4)、無線通信模塊(2)和報警模塊(3)電連接。