[發明專利]一種利用液晶傳感器實現氣體特異性定量檢測的方法

有效

• 申請號: 202111147279.2
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113866125B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 瞿瑞祥;李國強
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/21;G06T7/90;G06N3/08;G06K9/62;G06V10/774;G06V10/764;G06V10/82
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 奚麗萍

1.一種利用液晶傳感器實現氣體特異性定量檢測的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、選擇不同濃度梯度的m種標準氣體，定標由k個液晶傳感器組成的傳感器陣列；以氣體濃度為橫坐標，以傳感器圖像灰度為縱坐標，針對每一個液晶傳感器繪制標準曲線圖C₁-C_k；具體操作如下：

S11、根據標準氣體的種類進行1至m的編號，對液晶傳感器進行1-k的編號；

S12、將濃度為c₁，編號為1的標準氣體通過自由擴散進入編號為1的液晶傳感器；通過偏光顯微鏡采集光學圖像；

S13、對光學圖像進行灰度化處理，統計平均灰度，記為H₁；

S14、對編號為1的標準氣體進行梯度稀釋，得到濃度為c₂-c_n的多組氣體；所述n為濃度編號；

S15、將濃度為c₂-c_n的多組氣體通過自由擴散進入編號為1的液晶傳感器，通過偏光顯微鏡采集光學圖像，并分別進行灰度化處理，分別統計平均灰度，記為H₂-H_n；

S16、以氣體濃度為橫坐標，以平均灰度為縱坐標，將（c₁，H₁）-（c_n，H_n）填入坐標圖，用平滑的曲線描點繪出曲線B₁；

S17、對編號為2-m的標準氣體進行S12至S16的操作，得到曲線B₂-B_m；

S18、將曲線B₁-B_m記為標準曲線圖C₁；

S19、采用編號為2-k的液晶傳感器重復S12至S18的操作，得到標準曲線圖C₂-C_k；

S2、將單一組分待測氣體通過自由擴散進入傳感器陣列，通過偏光顯微鏡采集傳感器陣列中每一個液晶傳感器的光學圖像，記為I₁-I_k；

S3、對I₁-I_k進行灰度化處理，分別統計平均灰度，記為G₁-G_k；

S4、將G₁-G_k分別代入標準曲線圖C₁-C_k，得到多組關于氣體種類與濃度的解；其中有且至多有k組解中氣體種類與濃度完全一致，將其視為傳感器檢測結果；

所述液晶傳感器中摻有與所有標準氣體起作用的受體；

所述濃度編號n為任意大于等于10的自然數；

所述傳感器編號k為任意大于等于2的自然數，所述標準氣體編號m為任意大于等于2的自然數。

2.如權利要求1所述的一種利用液晶傳感器實現氣體特異性定量檢測的方法，其特征在于：所述傳感器陣列中包含有不同種類液晶的液晶傳感器，所述液晶為單體液晶或混合液晶中的任意一種。

3.如權利要求1所述的一種利用液晶傳感器實現氣體特異性定量檢測的方法，其特征在于：所述步驟S3和步驟S4可通過深度學習訓練機器進行簡化，所述深度學習具體為監督式學習；所述監督式學習通過以下步驟實現：

S5、利用有明確種類和濃度的氣體樣品采集傳感器陣列光學圖像；

S6、預測模型建立：以傳感器陣列光學圖像為訓練數據，將機器預測結果與對應的氣體種類、濃度進行對比，根據對比結果調整預測模型；

S7、檢測結果分類：機器依據輸入的光學圖像直接通過分類確定待測氣體種類和濃度。