一种确定被检气体内选定成分浓度的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种确定被检气体内选定成分浓度的方法及设备，包括：获取被检气体的当前温度；通过电化学传感器测量被检气体内反映选定成分的浓度的电压信号；以及基于当前温度和电压信号利用预定的浓度预测模型确定选定成分的浓度信息，其中浓度预测模型通过多元线性回归方法建立。本发明专利技术采用多元线性回归方法建立的浓度预测模型更符合实际情况，能够更好地对温度造成的数据偏差进行补偿，保证最终确定的被检气体内选定成分的浓度更准确、更可靠，有效解决了电化学传感器测量精度易受环境温度影响的问题。温度影响的问题。温度影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种确定被检气体内选定成分浓度的方法及设备


[0001]本专利技术的实施方式涉及气体浓度测量领域。更具体地，本专利技术涉及一种确定被检气体内选定成分浓度的方法及设备。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本申请的说明书和权利要求书而|言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]电化学传感器是基于被检测物的电化学性质将被检测物的化学量转变成电学量，进而得出该被检测物浓度的一种传感器，其具有测量灵敏度高、线性度高、性能稳定、寿命长、选择性好等特点，正逐渐应用于环境空气检测等领域。然而，由于电化学传感器的灵敏度和零点电流易受温度等环境因素影响而变化，其输出信号在工作时不可避免会产生偏移，从而使气体浓度的测量值与实际值存在偏差，降低了气体浓度检测的准确度。
[0004]目前在电化学传感器的应用中，为提高检测的准确度，通常选择控制检测环境、改善器件结构等物理手段来消除环境影响，或使用数学算法，尤其是一元线性回归方程对输出结果进行校正。然而，一元线性回归方程并不能有效消除温度对电化学传感器产生的干扰，使得上述方法处理后的检测结果与实际值仍存在较大误差。

技术实现思路

[0005]为了解决如上所提到的一个或多个技术问题，本专利技术提供了一种确定被检气体内选定成分浓度的方法及设备，其解决了电化学传感器测量精度易受环境温度影响的问题。
[0006]根据本专利技术的第一方面，其提供了一种确定被检气体内选定成分浓度的方法，该方法包括：获取被检气体的当前温度；通过电化学传感器测量所述被检气体内反映所述选定成分的浓度的电压信号；以及基于所述当前温度和电压信号利用预定的浓度预测模型确定所述选定成分的浓度信息，其中所述浓度预测模型通过多元线性回归方法建立。
[0007]在一个可选的技术方案中，所述浓度预测模型通过如下步骤建立：选择多份标定气体，所述标定气体和被检气体属于同一种混合气体；确定各份所述标定气体内所述选定成分的浓度信息；测量各份所述标定气体的温度信息，并通过电化学传感器获取各份所述标定气体内关于所述选定成分的浓度的电压信号，其中所述标定气体在被测温时的温度与所述标定气体在被所述电化学传感器检测时的温度一致；以及根据各份所述标定气体的温度信息、各份所述标定气体内所述选定成分的浓度信息和各份所述标定气体内关于所述选定成分的浓度的电压信号，并通过多元线性回归方法建立所述选定成分的浓度预测模型。
[0008]在一个可选的技术方案中，所述浓度预测模型为在一个可选的技术方案中，所述浓度预测模型为式中：Y为所述电化学传感器输出的电压信号；X1为所述标定气体的当下温度；X2为所述标定气体内选定成分的浓度信息；A、B、C、D和E均为系数。
[0009]在一个可选的技术方案中，所述电化学传感器为二氧化硫浓度检测传感器、一氧化碳浓度检测传感器、二氧化氮浓度检测传感器和臭氧浓度检测传感器中的一个。
[0010]在一个可选的技术方案中，所述标定气体和被检气体皆为空气。
[0011]在一个可选的技术方案中，所述确定各份所述标定气体内所述选定成分的浓度信息的步骤，具体包括:基于该标定气体的获取地点和获取时间在中国环境监测总站的公布数据中查询得到各份所述标定气体内关于所述选定成分的浓度的电压信号。
[0012]在一个可选的技术方案中，所述测量各份所述标定气体的温度信息并通过电化学传感器获取各份所述标定气体内关于所述选定成分的浓度的电压信号的步骤，具体包括：在维持所述标定气体的温度不变的情况下，通过温度感应模块测量各份所述标定气体的温度信息，通过电化学传感器获取各份所述标定气体内关于所述选定成分的浓度的电压信号。
[0013]根据本专利技术的第二方面，其提供了一种确定被检气体内选定成分浓度的设备，所述设备用于执行如本专利技术第一方面所述的方法，所述设备包括：传感器容纳器，具有进气口和出气口；流体驱动机构，与所述传感器容纳器的进气口或出气口相连，用于将被检气体导入所述传感器容纳器；电化学传感器，设于所述传感器容纳器内，并能在所述基于所述被检气体内选定成分的浓度生产对应的电压信号；温度感应模块，用于测量所述被检气体内选定成分内选定成分的当前温度；以及逻辑控制单元，其至少与所述温度感应模块和电化学传感器相连，并基于所述温度感应模块和电化学传感器的测量结果确定所述选定成分的浓度信息。
[0014]在一个可选的技术方案中，所述设备还包括至少能够容纳所述传感器容纳器和电化学传感器的且具有所述温度感应模块的恒温箱。
[0015]在一个可选的技术方案中，所述设备还包括用于提供被检气体的供气机构，其包括用于存储被检气体的至少一个气瓶及分别与所述气瓶和所述传感器容纳器的进气口相连的导气管。
[0016]通过本专利技术所提供的一种确定被检气体内选定成分浓度的方法及设备，其将被检气体的当前温度及电化学传感器的测量结果作为浓度预测模型的输入变量，可以通过由多元线性回归方法建立的该浓度预测模型确定被检气体内选定成分的浓度(输出变量)，相对于现有技术所用的一元线性回归方法，本专利技术采用多元线性回归方法建立的浓度预测模型更符合实际情况，能够更好地对温度造成的数据偏差进行补偿，保证最终确定的被检气体内选定成分的浓度更准确、更可靠，有效解决了电化学传感器测量精度易受环境温度影响的问题。
附图说明
[0017]通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0018]图1是本专利技术实施例中确定被检气体内选定成分浓度的方法的流程图；
[0019]图2是本专利技术实施例中建立浓度预测模型方法的流程图；
[0020]图3是本专利技术实施例中确定被检气体内选定成分浓度的设备的结构示意图。
[0021]附图标记说明：
[0022]10、供气机构；20、传感器容纳器；30、电化学传感器；40、温度感应模块；50、流体驱动机构；60、信息输入模块；70、逻辑控制单元。
具体实施方式
[0023]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0024]应当理解，本专利技术的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0025]还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定被检气体内选定成分浓度的方法，其特征在于，包括：获取被检气体的当前温度；通过电化学传感器测量所述被检气体内反映所述选定成分的浓度的电压信号；以及基于所述当前温度和电压信号利用预定的浓度预测模型确定所述选定成分的浓度信息，其中所述浓度预测模型为多元线性回归方程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浓度预测模型通过如下步骤建立：选择多份标定气体，所述标定气体和被检气体属于同一种混合气体；确定各份所述标定气体内所述选定成分的浓度信息；测量各份所述标定气体的温度信息，并通过电化学传感器获取各份所述标定气体内关于所述选定成分的浓度的电压信号，其中所述标定气体在被测温时的温度与所述标定气体在被所述电化学传感器检测时的温度一致；以及根据各份所述标定气体的温度信息、各份所述标定气体内所述选定成分的浓度信息和各份所述标定气体内关于所述选定成分的浓度的电压信号，并通过多元线性回归方法建立所述选定成分的浓度预测模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述浓度预测模型为式中：Y为所述电化学传感器输出的电压信号；X1为所述标定气体的当下温度；X2为所述标定气体内选定成分的浓度信息；A、B、C、D和E均为系数。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述电化学传感器为二氧化硫浓度检测传感器、一氧化碳浓度检测传感器、二氧化氮浓度检测传感器和臭氧浓度检测传感器中的一个。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述标定气体和被检气体皆为空气。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定各份所述标定气体内所述选定成分的浓度信息的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小阳，李刚，高元官，李璐，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：