[發(fā)明專(zhuān)利]一種實(shí)驗(yàn)室氣體泄漏檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910259300.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110031155B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯旭翔;余智;周熙乾;王莉;何蕾;閆濤;胡芬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M3/04
• 分類(lèi)號(hào): G01M3/04;G01N27/12
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;占宇

1.一種實(shí)驗(yàn)室氣體泄漏檢測(cè)方法，基于實(shí)驗(yàn)室氣體泄漏檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)，其特征在于，實(shí)驗(yàn)室氣體泄漏檢測(cè)裝置包括控制裝置和采集裝置，所述控制裝置包括微處理器(1)和信號(hào)采集卡(2)，所述采集裝置包括第一氣室(3)和封閉的第二氣室(4)，所述第一氣室(3)內(nèi)設(shè)有第一氣體傳感器陣列(5)，所述第一氣室(3)上設(shè)有第一進(jìn)氣孔和出氣孔，所述出氣孔連接有尾氣處理裝置，所述第二氣室(4)內(nèi)設(shè)有第二氣體傳感器陣列(6)，所述第二氣室(4)內(nèi)充有溫度為25℃、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣，所述微處理器(1)通過(guò)信號(hào)采集卡(2)與第一氣體傳感器陣列(5)和第二氣體傳感器陣列(6)電連接；

實(shí)驗(yàn)室氣體泄漏檢測(cè)方法包括以下步驟：

S1：采集第一氣體傳感器陣列的檢測(cè)數(shù)據(jù)，第二氣體傳感器陣列的檢測(cè)數(shù)據(jù)，將第一氣體傳感器陣列中的每個(gè)氣體傳感器的響應(yīng)值與第二氣體傳感器陣列中的相同氣體傳感器的響應(yīng)值進(jìn)行處理，得到第一氣體傳感器陣列中的每個(gè)氣體傳感器對(duì)應(yīng)的傳感器響應(yīng)動(dòng)量比RAT；

計(jì)算第一氣體傳感器陣列中某個(gè)氣體傳感器對(duì)應(yīng)的傳感器響應(yīng)動(dòng)量比RAT的公式如下：

其中，RES11為第一氣體傳感器陣列的該氣體傳感器的響應(yīng)值，RES01為第二氣體傳感器陣列的相同氣體傳感器的響應(yīng)值，

RAT＝0表示該氣體傳感器處于零狀態(tài)，

0＜RAT≤0.25表示該氣體傳感器處于低不確定狀態(tài)，

0.25＜RAT≤0.55表示該氣體傳感器處于確定狀態(tài)，

0.55＜RAT≤0.8表示該氣體傳感器處于高不確定狀態(tài)，

0.8＜RAT≤1表示該氣體傳感器處于異常狀態(tài)；

S2：統(tǒng)計(jì)處于低不確定狀態(tài)和高不確定狀態(tài)的氣體傳感器數(shù)量，如果處于低不確定狀態(tài)和高不確定狀態(tài)的氣體傳感器數(shù)量占第一氣體傳感器陣列中所有氣體傳感器數(shù)量的比例超過(guò)50％，則執(zhí)行步驟S1重新檢測(cè)，否則執(zhí)行步驟S3：

S3：統(tǒng)計(jì)處于異常狀態(tài)的氣體傳感器數(shù)量，如果處于異常狀態(tài)的氣體傳感器數(shù)量占第一氣體傳感器陣列中所有氣體傳感器數(shù)量的比例超過(guò)20％，則判斷第一氣體傳感器陣列出現(xiàn)故障，否則執(zhí)行步驟S4；

S4：統(tǒng)計(jì)處于確定狀態(tài)的氣體傳感器，處于確定狀態(tài)的氣體傳感器所檢測(cè)的氣體類(lèi)型就是實(shí)驗(yàn)室泄漏的氣體類(lèi)型；

S5：計(jì)算每個(gè)處于確定狀態(tài)的氣體傳感器所檢測(cè)到的泄漏氣體濃度；

計(jì)算某個(gè)處于確定狀態(tài)的氣體傳感器所檢測(cè)到的泄漏氣體濃度的方法如下：

將該處于確定狀態(tài)的氣體傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)輸入如下公式：

其中，對(duì)于具有n分量的x的誘導(dǎo)函數(shù)如下：

其中，V(x)為非線性對(duì)稱勢(shì)函數(shù)，φ(t)為誘導(dǎo)信號(hào)，其自相關(guān)函數(shù)為：α是周期性信號(hào)強(qiáng)度，f₀是缺省頻率，D是誘導(dǎo)信號(hào)強(qiáng)度，μ_n是變量x_n的勢(shì)能參考量，λ是初始相位，系統(tǒng)勢(shì)能高度為

由公式(1)、公式(2)推導(dǎo)出：

在α＝D＝0的條件下，系統(tǒng)在處有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)，在零噪聲狀態(tài)下，系統(tǒng)躍遷臨界值約為在噪聲的作用下，即使α小于系統(tǒng)躍遷臨界值，質(zhì)點(diǎn)仍可在兩個(gè)穩(wěn)態(tài)之間躍遷，躍遷的置信系數(shù)T_x為：

根據(jù)公式(3)，以誘導(dǎo)信號(hào)強(qiáng)度D為橫坐標(biāo)，置信系數(shù)T_x為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，繪制置信系數(shù)曲線，確定置信系數(shù)曲線中的最大值，將置信系數(shù)曲線上位于最大值左右兩側(cè)的縱坐標(biāo)數(shù)值為最大值90％的點(diǎn)作為輔助特征點(diǎn)，這兩個(gè)輔助特征點(diǎn)的分別向X軸做垂線，將這兩個(gè)垂線、兩個(gè)輔助特征點(diǎn)連線及X軸包絡(luò)的矩形面積作為特征值，并計(jì)算出該特征值，根據(jù)該特征值從預(yù)先設(shè)置的該氣體傳感器對(duì)應(yīng)的特征值-氣體濃度表中查找出對(duì)應(yīng)的氣體濃度，從而得到該氣體傳感器檢測(cè)到的對(duì)應(yīng)泄漏氣體的氣體濃度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)驗(yàn)室氣體泄漏檢測(cè)方法，其特征在于，所述第一氣體傳感器陣列(5)和第二氣體傳感器陣列(6)結(jié)構(gòu)相同，包括傳感器接口電路板(8)、傳感器敏感膜(9)和多個(gè)氣體傳感器(10)，所述傳感器敏感膜(9)蓋在傳感器接口電路板(8)上并與傳感器接口電路板(8)形成空腔，所述氣體傳感器(10)設(shè)置在空腔內(nèi)并與傳感器接口電路板(8)連接，所述控制裝置還包括用于檢測(cè)傳感器敏感膜(9)阻抗的阻抗譜檢測(cè)儀(11)，所述阻抗譜檢測(cè)儀(11)與微處理器(1)電連接。