密闭环境多气体传感器检测方法研究

合集下载

气体传感器检测方案

气体传感器检测方案摘要本文介绍了一种气体传感器检测方案，该方案利用气体传感器监测环境中的气体成分，并通过数据处理和分析实现气体检测和浓度测量。

该方案适用于多种应用场景，包括工业生产、环境监测和室内空气质量监测等。

引言气体传感器是一种常用的传感器设备，用于检测环境中不同气体的浓度和成分。

它在诸如化学品泄漏、有毒气体泄漏、室内空气质量监测等领域具有广泛应用。

本文将介绍一种基于气体传感器的检测方案，以实现对气体浓度和成分的准确监测。

方案设计气体传感器检测方案包括传感器选择、硬件搭建、数据采集和处理等组成部分。

1. 传感器选择传感器的选择是该方案的关键步骤之一。

根据应用需求和监测目标，选择适合的气体传感器。

常见的气体传感器包括电化学传感器、红外传感器、半导体传感器等。

根据监测目标选择相应的传感器类型，并结合其测量范围、精度和响应速度等参数进行综合评估。

2. 硬件搭建硬件搭建是实现气体传感器检测的基础工作。

根据传感器的接口要求，选择适当的硬件平台，如Arduino、树莓派等。

通过连接传感器和硬件平台，实现数据的采集和传输。

3. 数据采集与处理数据采集是检测方案的重要环节。

通过传感器采集环境中的气体数据，并将数据传输给硬件平台。

硬件平台负责接收数据，并进行存储和处理。

通过编程实现数据的预处理、去噪和滤波等操作，提高数据的准确性和可靠性。

4. 数据分析与结果展示通过对采集到的数据进行分析和处理，可以得出气体浓度和成分的相关信息。

根据不同的监测目标和应用需求，选择合适的数据分析方法，如数据建模、统计分析等。

最终将分析结果以图表或文字形式展示，便于用户理解和使用。

应用场景气体传感器检测方案可以应用于多种场景，包括但不限于以下几个方面：1. 工业生产在工业生产过程中，气体传感器可用于检测有害气体的泄漏情况，保障工人的安全。

例如，可通过监测一氧化碳浓度来预防燃气爆炸事故。

2. 环境监测气体传感器可用于环境监测，监测大气中各种气体的浓度来评估环境质量。

气体传感器—空气污染物检测基本方法

气体传感器—空气污染物检测气体传感器常用于探测可燃、易燃、有害气体的浓度，以及检测其他空气中常见气体的浓度。

气体传感器按照检测原理不同，分为半导体式、电化学式、气相色谱式、热学式、磁学式、光学式等。

可检测的气体包括：一氧化碳、二氧化碳（CO 、CO ），二氧化硫（SO ），氮氧化物（NO 、NO ），甲醛，苯及总挥发性有机化合物（TVOC ），氧气（O ），氢气（H），碳氢化合物等。

1）半导体式气体传感器半导体式气体传感器是根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。

从作用机理上可分为表面控制型（采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件）、表面电位型（采用半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件）、体积控制型（基于半导体与气体发生反应时体积发生变化，从而产生电导率变化的工作原理）等。

具有结构简22222单、检测灵敏度高、反应速度快等诸多实用性优点，但其主要不足是测量线性范围较小，受背景气体干扰较大，易受环境温度影响等。

2）电化学式气体传感器电化学式气体传感器是利用被测气体的电化学活性，将其电化学氧化或还原，从而分辨气体成分，检测气体浓度的。

较常见的电化学传感器类型有原电池型、恒定电位电解池型等。

目前，电化学传感器是检测有毒、有害气体最常见和最成熟的传感器。

其特点是体积小，功耗小，线性和重复性较好，分辨率一般可以达到0.1ppm，寿命较长。

不足是易受干扰，灵敏度受温度变化影响较大。

3）气相色谱式分析仪气相色谱式分析仪是基于色谱分离技术和检测技术，分离并测定气样中各组分浓度，因此是全分析仪表。

气相色谱仪的主要优点是灵敏度高，适合于微量和痕量分析，能分析复杂的多相分气体。

缺点是定期取样不能实现连续进样分析，系统较为复杂，多用于试验室分析用，不太适合工业现场气体监测。

气体传感器原理及检测技术研究

气体传感器原理及检测技术研究随着社会的发展和人们生活水平的提高，空气质量已经成为人们日常关注的问题之一。

不断增加的污染源和恶劣的环境条件导致大气污染问题愈演愈烈。

检测和监控大气污染已经变得越来越重要。

气体传感器的发明和应用极大地帮助了环境监测和控制。

本文将从气体传感器的原理以及检测技术角度进行探讨。

一. 气体传感器原理介绍气体传感器是测量和检测空气中特定气体浓度的一种仪器。

在气体传感器中，气体通常被吸附或催化转变成信号，然后被检测器测量。

根据检测器的测量方式，可以将气体传感器分为电化学传感器、非色谱气体传感器和光学传感器三类。

电化学传感器电化学传感器利用电化学反应来检测气体。

它们包括一种感应电极和一种对比电极，涂有一种特殊材料。

当气体到达感应电极时，将通过氧化还原反应产生电流，对比电极将测量电流，从而计算出气体浓度。

这种传感器通常用于检测一氧化碳、硫化氢等有毒气体。

非色谱气体传感器非色谱气体传感器基于多种传感技术，包括传感控制膜、金属氧化物半导体、热敏电阻和石英晶体微天平等。

这些方法适用于不同类型的气体检测，如有毒气体、温室气体和可燃气体等。

其中最常用的是金属氧化物半导体传感器。

该传感器通过加热一种氧化物半导体，使其表面活性发生改变。

当特定气体分子到达表面时，将导致电阻变化，从而测量气体浓度。

光学传感器基于光学传感器的气体检测器使用光学吸收、发光和散射等方法来检测气体。

它们通常包括一个光源和一个光学探测器。

当光通过气体时，将吸收或散射光线，产生特定的光谱。

这种光学信号将传输到光学探测器接收并分析。

这种传感器通常用于检测二氧化碳、甲烷等气体。

二. 气体传感器检测技术的研究与应用近年来，气体传感器的检测技术得到了广泛的研究和应用。

一些系统可以同时监测多个气体，从而更有效地对大气污染进行监测。

同时，将气体传感器与物联网技术相结合，可以形成一个监测系统，对供应链进行实时监测。

例如，监测农场生产情况时，气体传感器可以帮助检测温室气体排放，从而提高环境监测的有效性和准确性。

密闭空间中存在的危险气体及其检测

密闭空间中存在的危险气体及其检测你会想到一只死老鼠让人毙命吗？一个晴朗的日子，工人打开了水表井盖下去查表，危险发生了，你会估量到如何的情形呢？对了，窒息死亡！因为事后检测取得表井底部的氧气浓度仅为5%！远远低于平安限度。

可是，那个表井过去一直在进行常常性的采样检测，从未检测到氧气不足。

缘故是什么呢？认真研究发觉：产生这种不正常的情形是在表井底部发觉的一个老鼠的粉状尸身，确实是那个小小的有机体的分解消耗了大量的氧气，从而产生如此高的缺氧状态。

这是一个典型的密闭空间存在危险的例子，而进入密闭空间工作的情形咱们天天都会碰到：电信工人进了电缆沟、清洁工人下了下水道、维修工人钻入闷罐车……等等。

因此，进入密闭空间的危险也必需取得人们的重视。

那么，哪些环境属于密闭空间呢？美国职业平安和健康协会（OSHA）在1993年4月的OSHA 29CFR 中规定了进入密闭空间的程序，它所概念的密闭空间是：§空间大小足以让工人进入其间进行工作§工人进出受到限制§结构设计不适合于工人在其中持续工作同时，密闭空间还应当具有以下特点：§含有，或可能会含有危险气体（气氛）存在§含有可能引发侵蚀的物质§具有能够使进入人员陷入或窒息的结构§具有公认的健康危害密闭空间的例子在咱们的日常工作中处处存在：各类储罐和容器、下水道和其它地下管道、地下设施、粮食筒仓、铁路罐车、舰艇船舱、隧道、密闭运输通道等等。

密闭空间内到底会有那些危险呢？事实上，除坠落、磕碰等机械事故外，密闭空间关于工人的最大危险仍是来自于其中的有毒有害气体。

美国国家职业平安和健康研究院(NIOSH)和美国国家职业平安和健康协会(OSHA)发表的研究报告都说明很多致命的密闭空间事故的发生都同所在空间的气体组份有关。

而这些危险组份既可能在工人进入密闭空间之前产生存在，也可能由于他们在其间的活动形成。

能够说，缺乏在工人进入密闭空间之前和在其中工作进程中关于危险气体的检测是绝大多数密闭空间事故发生的重要缘故。

气体传感器检测原理

气体传感器检测原理
气体传感器的检测原理是通过特定的物理或化学方法来检测环境中某种气体的浓度。

以下是几种常见的气体传感器检测原理。

1. 电化学传感器：基于气体与电极表面间的化学反应，测量气体浓度时，气体会与电极表面发生反应，产生电流变化，进而测量气体浓度。

2. 热导传感器：利用气体的热传导性质来测量气体浓度。

当气体通过传感器时，气体会带走部分传感器的热量，从而改变传感器的温度，通过检测温度变化来测量气体浓度。

3. 光学传感器：使用吸收或散射等光学特性来检测气体浓度。

常见的光学传感器包括红外传感器和紫外传感器，它们利用特定波长范围的光与目标气体发生相互作用，通过测量光的强度变化来判断气体浓度。

4. 半导体传感器：基于气体与半导体材料之间的相互作用来检测气体浓度。

当目标气体与半导体材料接触时，会改变半导体的电导率，进而测量气体浓度。

5. 电化学传感器：使用特定电极和电解质的化学反应来测量气体浓度。

当目标气体与电解质接触时，会产生化学反应，生成电流变化，通过测量电流变化来判断气体浓度。

这些气体传感器检测原理各有优劣，可以根据实际需求选择适合的传感器类型进行气体浓度检测。

密闭环境多气体传感器检测方法研究

枫
１０３）５０６ Байду номын сангаас
１００；．５０１２空军驻黑龙江地区军事代表室，黑龙江哈尔滨
摘要：密闭环境多气体传感器测量受环境因素及相互间交叉干扰影响，量误差大，测分辨力低，能满足工程需求。不针对这些不足，搭建密闭测试环境，用模式识别技术、应多传感器建模技术、数据融合技术，用广义叠加法建立多环境参采数多气体传感器交叉干扰模型，出气体间相互干扰度，用干扰度作为影响权值建立初步迭代叠加模型，给利并通过ＢＰ网
２２正０１
仪表技术与传感器
ＩｔｕｅｔＴｅｈｎｑｕａｄＳｎｏｎｓｒｍｎｃｉｅｎｅｓｒ
２Ｏ１２Ｎｏ４．
第４期
密闭环境多气体传感器检测方法研究
柴寿臣，蔡春丽张，
（．１中国电子科技集团公司第四十九研究所，黑龙江哈尔滨
ｆｅｃ，ｈｅｓｒｇｅＯｉｂｇｔｅｅｏｕｏｗ，ｎａ ’ ｍｅｔｅｒｅｔｅｕｅｅｔｎｖｗｏｅｅｉｕｆｉｎｉ，ｅｎｅｔｅｍａｕｎＴｌｓｉ，ｈｓｌｔｎｉｌａｄｃｎｔｅｔｈｏｃｒｑｉｍｎ．ＩｉｔｓｓｆｃｃｓｒｉＩ＂ｒｉｓｏｐｊｒｅｆｈｎｉｅｅ
ａｉｉｈｓｎｉｎｎａｕｌ．Ａｎｈｄｌｆｌ — ｎｉｎｎａａｔｒｍｕｔｇｓｓｎｏｒｓ — ｔｒｒｎｅｗｓｅｔｂｎａｒｇｔｅｔｖｒｍｅｔｓｂｉｔｔｅｏｗｔｄｔｅｍｏｅｔｅｖｒｍｅｔｒｍｅｅｌｉａｅｓｒｃｏｓｉｅｆｅｃａｓ — ｏｍｕｉｏｐ — ｎｅａｌｈｄｂｓｎｅｅａｉｅｕｅｐｓｉｎｍｅｈｄａｄａｐｉｇｐｔｒｅｏｎｔｎｔｃｎｌｇ，ｍｕｔｓｎｏｄｌｇｔｃｎｌｇｉｅｙｕｉｇｇｎｒｌｄｓｐｒｏｉｏｔｏｎｐｌａｔｎｒｃｇｉｏｅｈｏｏｙｓｚｔｎｅｉｌ — ｅｓｒｍｏｅｉｅｈｏｏｙ，ｉｎｄｔｕｉｎｔｃｎｌｇ，ｎｈｅｒｅｏｔａｔｒｅｅｃｅｗｅｈａｅａｒｓｎｅ．ｔｓｓｄｆｒｔｅｉｆｅｃｅｇｔａａｆｓｏｅｈｏｏｙａｄｔｅｄｇｅｆｍｕｕｌｎｅｆｒｎｅｂｔｅｎｔｅｇｓｓｗｓｐｅｅｔｄＩＷａｕｅｈｌｎｅｗｉｈｉｏｎｕｔｓａｌｈｎｒｌｎｒｅａｉｎｓｐｒｏｉｏｄｌｎｏｆｍｔｅｒｔｎｌｙａｄｔｅｆａｉｉｔｆｈｄｌｙｃｒｙｎｏｅｔｂｉｍｅｔｅｉａｙｉｒｔｕｅｍｐｓｔｎｍｏｅ，ａｄｃｎｒｈａｉａｉｈｓｂｌｙｏｅｍｏｅａｒｉｇｓｐｍｉｔｏｉｉｉｏｔｎｅｉｔｂｏｈｕｉｔｅｒｃｇｉｏｎｈｕｎｉｔｅａａｙｉｔｒｕｈｔｅＢｅｗｏｋｈｅｕｔｏｉｌｔｎａｄｅｐｒｍｅｔｉｄ — ｎｔｅｑａｔｉｅｏｎｔｎａｄｔｅｑａｔａｉｎｓｓｈｏｇＰｎｔｒ．Ｔｅｒｓｌｓｍｕａｉｎｘｅｌａｖｉｔｖｌｈｓｆｏｉｎｎｉｃｔｈａｕｉｇｍｅｈｄｍａｅｕｅｅｆｃｉｅｙｔｅｄｓｕｂｂｔｅｅｇｓｓａｄｔｅｉｕｎｅｏｎｉｎｎａｃｏ，ｉｃｅｓａｅｔｅｍｅｓｒｎｔｏｙｒｄｃｆｔｌｈｉｔｒｅｗｅｎｔａｅｎｈｅｖｈｌｆｎｅｃｅｖｒｍｅｔｌａｔｒｎｒａｅｆｏｆ

气体传感器研究报告

气体传感器研究报告
随着工业化和城市化的不断发展，空气污染问题日益严重，对人类健康和环境造成了极大的威胁。

因此，气体传感器的研究和应用变得越来越重要。

气体传感器是一种能够检测和测量空气中各种气体浓度的设备。

它可以通过电化学、光学、热学等不同的原理来实现气体的检测。

在工业、环保、医疗等领域，气体传感器都有着广泛的应用。

在气体传感器的研究中，最重要的是选择合适的传感材料。

传感材料的选择直接影响到传感器的灵敏度、选择性和稳定性等性能。

目前，常用的传感材料包括金属氧化物、半导体、聚合物等。

其中，金属氧化物是最常用的传感材料之一，因为它们具有高灵敏度、选择性和稳定性等优点。

除了传感材料的选择，传感器的结构和工作原理也是研究的重点。

传感器的结构通常包括传感元件、信号处理电路和外壳等部分。

传感元件是传感器的核心部分，它能够将气体浓度转化为电信号。

信号处理电路则负责将传感元件输出的电信号进行放大、滤波和处理等操作，最终输出可读的气体浓度值。

在气体传感器的应用中，最常见的是环境监测和安全监测。

环境监测主要是针对空气中的污染物进行检测，以保障人类健康和环境质量。

而安全监测则是针对有害气体的泄漏进行检测，以保障工业生
产和人员安全。

气体传感器的研究和应用对于环境保护和人类健康具有重要意义。

未来，随着科技的不断发展，气体传感器的性能和应用范围将会不断扩大和提高。

工业气体泄漏检测中的多传感器融合技术研究

工业气体泄漏检测中的多传感器融合技术研究气体泄漏在工业生产中是一种很常见的安全隐患，它不仅可能带来人身伤害，还可能导致环境污染和物资损失等问题。

因此，及时检测气体泄漏并采取措施防范和处理是非常重要的。

传统的气体泄漏检测方法主要是通过单一传感器来进行监测，它们能够检测到某一特定气体的浓度变化，但对于复杂的场景来说，则相对有些困难。

因此，在工业气体泄漏的检测中，多传感器融合技术的研究和应用已越来越受到重视。

多传感器融合技术是指将多个传感器的数据进行合并，利用各传感器的优势互补，以达到更为准确、可靠和全面的结果。

它能够在复杂、多变的环境中，对气体泄漏进行高效、实时的检测。

下面将分为多传感器选择、多传感器数据融合及多传感器应用三大方面来讨论多传感器融合技术的研究。

多传感器选择在多传感器融合技术的应用中，传感器的选择是十分关键的。

在气体泄漏检测中，我们需要测量的参数可能包括温度、湿度、气压、氧气、氮气等多种参数，对于不同的参数选择不同类型的传感器进行测量，可以更加准确的判断气体泄漏的存在。

例如，紫外光吸收气体检测技术（UV-DOAS）可用于监测SO2、NOx、O3等气体的浓度，而电化学传感器则适用于监测H2S、NH3等气体的浓度变化。

根据气体泄漏监测的场景不同，我们可以结合多种类型的传感器，以实现全面性的监测。

多传感器数据融合在多传感器融合技术中，多传感器数据的融合是实现更为准确结果的另一个关键步骤。

对于多种传感器同时监测同一气体泄漏事件的情况，不同传感器所获得的数据可能存在一定的噪声和误差。

为解决这个问题，我们可以采用多种数据融合方法，例如Kalman滤波，小波变换、神经网络等。

其中Kalman滤波可以根据多个传感器的测量值及其误差跟踪目标的实际状态并对其进行估计，小波变换能够利用多传感器获得的数据进行信号压缩和特征提取，神经网络则可以通过训练发现不同的数据模式，并对其进行分类或预测，从而提高检测的准确性。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ｌ每ｒｅｎｃｅ，ｔ｝ｌｅｍｅ蝴ｌｒｉｎｇｅｒ∞ｒｉｓｂｉｇ，ｔＩｌｅＩｅｓｏｌｕｄｏｎｉｓｌｏｗ，柚ｄｃ锄’ｔｍｅｅｔｔｌｌｅｐｍｊｅｃｔｒｅｑｌｌｉ他ｍｅｍ．ＩＩｌｖｉｅｗ０ｆｔｌｌ髓ｅｉｎｓＩｌ伍ｃｉ明ｃｉｅｓ，
卸ａｉ而ｇｈｔｔ髓ｔｅｎｖｉｌｏｎｍｅｎｔｗ踮ｂｕｉｌｔ．Ａｎｄｔｈｅｍｏｄｅｌ０ｆｍｌＩｌ６・ｅｎｖｉｒ。ｎｍｅｍｐ鲫蛐他ｔｅｒｋｈｅｄ
究：［学位论文］．武汉：武汉理工大学．２００８．［３］陈建华，贾铭椿密闭环境空气质量评价方法研究．海军工程大学学报，２００４．１６（６）：４５—４８［４】彭光瞬．Ａ【Ｐ潜艇舱室大气环境控制系统研究孛国殷船研究．
气体
Ｃ０２１８７０６２．４６５５１，８４６１．。９６３６．１１６０．５９２８５２．８６８．８１４．１４ｚ，６７Ｊ０３７１．５７Ｏ．５７０．３８０．３６７ｏ６２４０．３４７２Ｏ．２９ｌ２１
ＣＯ
ｓ０２
１．８６
】，２７１．６２８０．８２
Ｎ吼
ＮＨｌ
圈
＾ｒ
旷豢
（３）
式中：△ｃ。为由第ｉ种气体浓度变化引起的第』种传感器输出的变化量；△ｃ。为第ｉ种气体浓度变化引起的第ｉ种传感器输出的变化量；％可正可负，主要取决于△Ｇ的变化梯度。
２．２多气体环境参数叠加模型
当考虑到环境因素时，假设温湿度及大气压与干扰气体相
互之间的影响因子是相互独立的，则有：
Ｉ《（‘，＂，，１‘Ｉ”，蛳）ｙ，＝（１一咐）０抽：（１一蛳）０蜘＝（卜即）０ ”，分别为与温度、湿度、压力有关的影响因子。
ｔ｝ｌｅＢＰ
ｎｅＥｗｏｒｋ．１１ｌｅ瑚ｌｌｌＩｓｏｆ日ｉｎＩｕＬ日ｌｉ∞明ｄｅｘｐｅｄ呲ｍ抽ｄｉ－
ｍｅａｓ面ｎｇｍｅｔｌｌｏｄ
ｍａｙ
ｒｅｄｕｃｅ
ｂｅ叭ｅｎ
ｔｌｌｅｇａｓ鹤柚ｄｔｌｌｅｉＩｌⅡｕｅｎｃｅ０ｆ
ｅｎ俩ｎ蛳ｎｔａｌ‰ｔｏｒ，沁瑚ｓｅ
ｔＩＩｅｍｅ鹅ｕ五“ｇａｃｃｕｍｃｙ锄ｄｔＩｌｅｒ∞ｏｌｖｉｎｇ
（４）（５）（６）（７）
式中：抽、如、抽分别为与温度、压力、湿度有关的输出；蜥、＂＊、当温度、湿度、压力在某一范围内对输出不影响时，”。＂ｍ∞ｍ都为Ｏ，否则不为０。不考虑气体干扰，只考虑温湿度、压力影响时，依据式（４），可得出气体传感器的输出为
乃３（１－。：矗．黟）ｏ
式中ｌ为ｑ＝Ｏ（即只受温湿压影响）时的输出。
如下所示：
０．０９２ｒ４７．２≤ｒ≤５０２９≤ｒ＜４７．２ｏ≤ｒ＜２９．２０≤ｒ＜ｏ
ｙ』２［１一（舌％＋毒。．一）］－
（１０）
气体传感器的干扰模型比较复杂，加上温湿度变化，输出影响因素更难判断，所以，对于影响较小的因子近似认为干扰因子为Ｏ，此时，ｎ表示温度、湿度、压力及气体干扰下的输出。
密闭环境，尤其是在有限空间的密闭环境中，常常存在超标准的易燃、易爆、有毒有害气体…，为保障密闭条件下的安全，需要实时监测密闭环境中０２、ｃＨ４、ｃ０、ｃ０２、Ｈ２ｓ等气体的含量，提供预警信息。传统的测量方法”“１是应用多气体传感器进行直接测量，不断提高各传感器自身的测量精度，以期达到良好的测量结果，但是密闭环境下气体传感器间存在交叉干扰，大大影响测量精度”】，仅仅依靠提高传感器自身的精度已很难解决。针对这些不足，搭建密闭测试环境，建立起密闭环境下多气体传感器交叉干扰模型、多传感器数据融合模型，解决密闭环境下多种气体交叉干扰、测量精度低、识别能力差的问题，为实现可演示验证的安全保障与环境防护气体监测集成系统做好技术基础。１密闭测试环境搭建设计规格为５０
ｍｕｌｄ・ｇ鹧ｓｅｎｓ盯ｃｒ∞８一ｉｎｔｅ】哇ｂｍｎｃｅ珊ｓ皓ｌａｂ．
ｂｙ
ｕｓｉｒＩｇｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｍｅｔ｝ｄ卸ｄ
８ｐｐｈｎｇｐａｎｅｍｒｅｃｏ驴ｉｔｉｏｎ
ｋｃｌｌＩ＇０１０盯，ｍｕｈｉ・８ｅｎｓｏｒ砥捌Ｉｌｇ脚ｌＩｎｏｌｏ盱，
ｗｅｉｇＩｌｔ
ｄａｔａｆＩｌｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，粕ｄｔＩｌｅｄｅ盯ｅｅ０ｆｍｕｌｕａｌｉｌｌｔｅｌ｛ｂｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｇａｓｅｓｗ鹪ｐｒｅｓｅｎｌｅｄ．ｎｗ鹪瑚ｅｄｆｏｒｔＩｌｅｉＩｌｎｕｅｎｃｅ
系，假设气体４．对传感器曰．的干扰度为％，气体传感器的输出为Ｋ，ｉ＝１，２，…ｎ；ｊ＝１，２，…ｍ；那么，Ｂ，气体传感器在存在多
气体干扰的情况下输出为ｒｙ－２＾（。・・，。：－，…，。ｎｔ，‘，）
ＣＯ对Ｈ：Ｓ的干扰度传感器输出值／Ｖ
５８１２．０３６Ｏ．８５２Ｏ．４５５Ｏ．０２２．４８１Ｏ，８６９０＋４４５Ｏ．０１７２．９２８
ｐ０州ｅｒ，ｓ撕ｓｆｙ
ｐ叫ｅｃｔｒｅｑＩＩｉ弛Ｉｎｅｎｔ．ｉｍｅｄｂ砖ｎｃ８；珊’ｎｅｆｗ０止ｃ
壬哂，ｗｏｒｄｓ：眦ｌｉｔｙ—ｇ站鸵ｎ８０ｒ；ｃｒ∞ｓ—ｉｎＩｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｔｈｅ
Ｏ引言
ｄｅＦ∞０ｆ
测试箱设计的合理性对测试的准确性具有重要影响，为保证其密封特性，抗压特性，气体交换特性，气体分布均匀特性，设计时采用多孔交叉挡板提高抗压能力，封盖采用密封垫圈设计，并加内置风扇平衡气体浓度，气体交换时进出孔可调，保证密闭系统内部压强平衡。箱体结构如图ｌ所示。
摘要：密闭环境多气体传感器测量受环境因素及相互间交叉干扰影响，测量误差大，分辨力低，不能满足工程需求。
针对这些不足，搭建密闭测试环境，应用模式识别技术、多传感器建模技术、数据融合技术，采用广义叠加法建立多环境参数多气体传感器交叉干扰模型，给出气体问相互干扰度，利用干扰度作为影响权值建立初步迭代叠加模型，并通过ＢＰ网络进行定性识别和定量分析，验证模型的合理性和可行性。仿真和实验结果表明：这种测量方法可有效降低环境因素影响，提高测量精度和分辨力，满足工程需求。关键词：多气体传感器；交叉干扰；干扰度；ＢＰ网络中图分类号：１他０６文献标识码：Ａ文章编号：１００２一１８４ｌ（２０１２）０４一００７６一０３
２．３模型实现
１０．００５（ｒ一２９）
埘“撕２｛一ｏ．００８【ｏ．００３ｒ
＂Ｈ２ｓＰ＝Ｏ埘Ｈ２ｓＨ：Ｏ
建立模型的第一步是确定各气体间的交叉干扰度。在８种传感器器件确定的情况下，通过仿真分析和实验测试，得出各气体问的相互干扰关系。以ｃＯ对Ｈ：ｓ的干扰为例，测试数据和结果如表１所示。表ｌ中，ｏ。ｏＨ’ｓ对应的传感器输出均值
测量方法，文中提出的测试方法分辩率高．测量误差小，能够很好的满足工程需求。参考文献：［１ｊ陆书玉环境影响评价．北京：高等教育出版社．２００】．［２］刘成岗基于ｃＡＮ总线的封闭舱室大气环境集中监测系统的研
络对为未知气体进行预测时，若输出层中分别对应的神经元输
出扎、‰、ｙｃ（以３个输出为例）同肘满足以下条件：
ｃｍ
电源
调压孔
注气孔
》糕
田ｌ舅试箱箱体结构图
ｘ４０ｃｍ×２５
ｃｍ，体积５０Ｌ；材质为有机
玻璃一聚甲基丙烯酸甲酯；结构组成：箱体１个、风扇１只、气压计ｌ部、空气压缩机ｌ台，换气泵１台，加湿器１个。
２多气体传感器数学模型２．１多气体交叉干扰模型根据密闭空间环境，主要检测对象为ｃＯ、ＮＨ，、０２、ｃｏ：、
｛扎《（口１２，口２２，…，口ｄ，，２）
（１）
Ｈ２ｓ
△ＣｃＯ
ｃ０
Ｏ．８３２０．６６５Ｏ．０２９
Ｏ．８８２
Ｏ．４４７００１３
Ｉｙ。：Ｌ（ｎ１。，口２。，…，ｎ。，ｒｍ）
一＝舌８＾
（２）
ＡＣｃｏ．“２ｓ
１１１：１２１
１：！堑！：竺！！：唑！：丝！！：！望
表２各气体之间的干扰度
式中：％为干扰度，当ｆ＝』时％＝１，即自身干扰为ｌ；”为Ｊ号传感器不受其他气体干扰情况下输出值；＿为，号传感器在多气体干扰环境下的输出值。在这个模型中主要解决的是干扰度的确定问题，根据已有经验，干扰度可表示为
Ｉｏ
ｅｓｔａｂｕｓｈｍｅｎｔ灿ｉｎａｒｙｉｔｅ枷ｏｎｓｕｐ葫ｍ州Ⅱ锄ｍｏｄｅｌ，舯ｄ
ｔｌｌｅ
∞ｔｈｅｑｕａｌｉｔ撕ｖｅｒｅｅｏｇｎｉｄ∞ａｎｄｄｌｅ
ｃａｌｅ
ｑｌｌ卸ｎｔａｔｉｖｅ吣ｉｓｔｌｌｒｏｕｇｈ
ｅ如ｃ廿ｖｅｌｙｄｌｅ
ｄｉ８ｔＩｌｒｂｔＩｌｅ
ｃｏｌｌ矗皿ｔＩｌｅｍｔｉ０ＩｌａｌｉｔｙａｎｄｔＩｌｅｆｈ曲ｉｌｉｔ）ｒ０ｆｔｌｌｅｍｏｄＩｄｂｙ曲叫ｎｇ
万方数据
Ｉｎｓ诅蚰ｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑＩｌｅ卸ｄｓｅｎ∞ｒ
ＡｐＬ２０１２
３模型验证分析３．１定性分析
表４气体定量误差分析
％
定性分析的目的是验证模型对多气体的识别率。由于气体传感器之间存在交叉干扰特性，单一气体和混合气体之问的定性和定量识别问题一直是气体检测领域难点问题。文中应用人工智能及模式识别等技术，采用ＢＰ人工神经网络方法对干扰模型进行验证分析。多传感器的ＢＰ神经网络结构见图３。
ｒｙ＾２㈣｛ｙ＾，ｙＢ，ｙｃ｝；
｛ｙቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ≥Ｏ．８；
ｌｙ＾一ｈ≥０．３。ｙ＾一托≥Ｏ．３
则认为被测气体为Ａ，否则认为不能识别被测气体。定性分析测试结果如表３所示。
表３定性分析测试结果条件多气体
加湿度误差
ｏ０８４６０．１４８４旺０２４ｌ０．３１２ｌ
训练次数
１２５ｌ５２３９５ｌ０６４
ＩＬ姻ｅａｒｃｈ
ｏｎ
Ｍｌｌｌｔｉ－ｇ嬲Ｓｅ璐ｏｒ
Ｍｅ嬲ｌｌｒ哪ｅｎｔ
Ｍｅ山ｏｄ
ｉＩｌＣｌ稍ｅｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
（１．ｃｌＩｉｎｅ∞Ⅱｅ咖帆ｓｃＩ伽雌ａｎｄ№０ｌｏ盯Ｃ佃ｇｌ哪ｅｒａｔｅ∞ｍ
Ａｂｔｎｄ：Ｔｈｅ
ｃＨＡＩＳｈ叩．ｃｈｅｎｌ，ｃＡＩ