[發明專利]一種氣體濃度快速感知裝置及感知方法

在審

• 申請號: 201811158536.0
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109142642A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 吳玉秀;駱正磊;張捍東;楊筱靜
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 平靜;胡鋒鋒

1.一種氣體濃度快速感知裝置，包括計算機、伺服電機(1)和控制面板(4)，所述伺服電機(1)、控制面板(4)和計算機依次電性連接，其特征在于，還包括支架(3)和濃度氣室，所述支架(3)的上端電性連接伺服電機(1)、下端處于濃度氣室內；同時，所述支架(3)的下端安裝有雙氣體傳感器模塊(9)，所述雙氣體傳感器模塊(9)電性連接控制面板(4)。

2.根據權利要求1所述的一種氣體濃度快速感知裝置，其特征在于，所述伺服電機(1)電性連接位移傳感器(2)，所述位移傳感器(2)用于測量支架(3)的位移，同時，所述位移傳感器(2)電性連接控制面板(4)。

3.根據權利要求2所述的一種氣體濃度快速感知裝置，其特征在于，所述濃度氣室分為多個子濃度氣室，所述各子濃度氣室內氣體存在濃度差。

4.根據權利要求3所述的一種氣體濃度快速感知裝置，其特征在于，所述濃度氣室包括第一濃度氣室(6)和第二濃度氣室(7)，所述第一濃度氣室(6)設置在第二濃度氣室(7)的上端，同時，所述第一濃度氣室(6)內氣體濃度高于第二濃度氣室(7)。

5.根據權利要求3或4所述的一種氣體濃度快速感知裝置，其特征在于，所述子濃度氣室的上端均設置有可控隔板(5)，所述可控隔板(5)電性連接控制面板(4)，所述控制面板(4)控制可控隔板(5)的開合。

6.根據權利要求5所述的一種氣體濃度快速感知裝置，其特征在于，所述子濃度氣室的側壁均安裝有配氣孔(8)，通過所述配氣孔(8)可對子濃度氣室進行不同氣體濃度配置。

7.一種氣體濃度快速感知方法，其特征在于，所述方法具體如下：

步驟一：選擇兩種具有一階慣性延時特征、時間常數能明顯區分的氣體傳感器，對兩種氣體傳感器進行濃度標定；

步驟二：通過利用權利要求1-6任一項所述的感知裝置，進行一定數量的氣體傳感器響應和恢復實驗，以確定M序列的實驗參數，所述實驗參數包括幅值A、移位脈沖周期Δ、截止頻率ω和循環周期N參數；

步驟三：根據所述實驗參數，在所述感知裝置中進行M序列實驗，以確定兩種氣體傳感器的時間常數；

步驟四：根據氣體傳感器一階慣性延時的數學模型，求出所述氣體傳感器估計實際濃度的逆模型，并將所述兩種氣體傳感器的時間常數代入逆模型中，以確定真實濃度的估計值

8.根據權利要求7所述的一種氣體濃度快速感知方法，其特征在于，步驟一利用以下公式進行濃度標定：

其中：ΔU₁為當前測量電壓值與空氣中測量電壓值之間的差值，C為當前氣體濃度，α₁、α₂和α₃為待定系數；

所述濃度標定具體為：

在所述子濃度氣室內配備不同濃度的氣體進行標定，取15組以上從大到小不同的濃度標定，并根據上式的反函數，即可將測量的電壓值轉換成濃度值。