[發明專利]多通道極低濃度易燃易爆氣體快速探測儀及氣體甄別方法

在審

• 申請號: 202010889170.5
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111999441A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 嚴玉崇;項小平;董斌
• 申請（專利權）人: 福建美營自動化科技有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01D21/02
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務所(普通合伙) 44646
• 代理人: 程玉紅

1.多通道極低濃度易燃易爆氣體快速探測儀，其特征在于：包括外殼(1)和主動吸氣機構(2)，所述主動吸氣機構(2)中設有主動吸氣通道(21)，所述外殼(1)內安裝有電氣連接的易燃易爆氣體傳感器(3)、環境信息傳感器(4)、主控芯片(5)、前置放大電路(6)、報警裝置(7)和輔助電路(8)；所述前置放大電路(6)將易燃易爆氣體傳感器(3)采集的信號進行濾波、放大、匹配電平，輸送到所述主控芯片(5)的A/D口轉換為數字信號進一步處理；所述主控芯片(5)的D/A口與所述前置放大電路(6)測量通道連接，實時調整所述前置放大電路(6)的工作狀態；所述前置放大電路(6)還將所述環境信息傳感器(4)所采集的溫、濕度信號進行濾波、匹配電平，輸送到所述主控芯片(5)的A/D口轉換為數字信號做進一步處理；所述主控芯片(5)兩個I/O口分別與所述環境信息傳感器(4)中的熱釋電紅外傳感器和紅外傳感器相連；所述主控芯片(5)的控制端與所述報警裝置(7)相連；所述輔助電路(8)為電路提供電源及保護。

2.根據權利要求1所述的多通道極低濃度易燃易爆氣體快速探測儀，其特征在于：所述主動吸氣通道(21)中設有曲折通道將吸入的氣體混合均勻，并通過曲折通道將氣體引導分流到所述易燃易爆氣體傳感器(3)和環境信息傳感器(4)的安裝區域。

3.根據權利要求1所述的多通道極低濃度易燃易爆氣體快速探測儀，其特征在于：所述易燃易爆氣體傳感器(3)包括至少兩種氣體檢測傳感器；所述環境信息傳感器(4)包括溫度、濕度、氣流狀態檢測用的熱釋電紅外傳感器和紅外傳感器。

4.根據權利要求1所述的多通道極低濃度易燃易爆氣體快速探測儀，其特征在于：所述外殼(1)上設有開口作為所述主動吸氣機構(2)的進氣口和出氣口，進氣口上設有防護網罩。

5.根據權利要求1所述的多通道極低濃度易燃易爆氣體快速探測儀的氣體甄別方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、分別對易燃易爆氣體傳感器(3)和環境信息傳感器(4)采集的原始數據進行數字濾波；

S2、分析比對各個易燃易爆氣體傳感器(3)和環境信息傳感器(4)的近期歷史數據，作為消除擾動的背景數據實時調整閾值以減少誤報；如果發現有一個易燃易爆氣體傳感器(3)檢測數據超過閾值，則同時提取兩個或兩個以上易燃易爆氣體傳感器(3)的檢測數據進行比較，根據比較結果確認超過閾值的信號是否為大擾動數據，剔除大擾動數據；

S3、數據融合處理：

S31：結合步驟S2處理后的環境信息傳感器(4)中的溫濕度數據，對易燃易爆氣體傳感器(3)的有效數據進行溫濕度補償；

S32：結合步驟S2處理后的環境信息傳感器(4)中的進氣口氣流狀態信息，消除大擾動數據；

S4、對易燃易爆氣體傳感器(3)和環境信息傳感器(4)固有特性進行校準處理，補償其非線性的誤差；

S5、分析處理各傳感器有效數據：利用步驟S2處理后的易燃易爆氣體傳感器(3)中各個傳感器對不同氣體響應的有效數據，計算出它們相位差和自身響應的上升速率；

S6、使用綜合模糊評判方法得到帶信任度的識別結果，根據識別結果進行相應的報警處理。

6.根據權利要求5所述的多通道極低濃度易燃易爆氣體快速探測儀的氣體甄別方法，其特征在于：所述綜合模糊評判方法包括：

S7、對步驟S5的有效數據、相位差、上升速率及幅值進行歸類分組，得到各個傳感器所測信號的特征數組，特征數組中包括有效數據、相位差、上升速率及幅值的特征值；

S8、求解各個特征數組與初始數據數組的相似關系；

S9、將相似關系用加權平均法得到相似程度數組，再分別對相似程度數組進行歸一化處理，最后求出歸一化處理后的均值即得到可信程度的識別結果。

7.根據權利要求5所述的多通道極低濃度易燃易爆氣體快速探測儀的氣體甄別方法，其特征在于：所述步驟S2中確認信號是否為大擾動數據時，如果兩個或兩個以上的易燃易爆氣體傳感器(3)都探測到超過閾值的數據，但是該數據是同步的且維持時間小于5個掃描周期，則判斷為需剔除的大擾動數據。