CN110596328B - 一种集成式多通道污染气体浓度检测装置 - Google Patents

一种集成式多通道污染气体浓度检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种集成式多通道污染气体浓度检测装置，属于气体浓度检测技术领域，解决了现有技术无法同时检测多种气体成分的问题。该装置包括多通道气体采集设备和ARM处理器。其中，多通道气体采集设备，用于采集通入的污染气体，确定所述污染气体的成分种类，并将每一成分种类气体浓度对应的电信号发送至ARM处理器；ARM处理器，用于对上述电信号进行分析，结合事先标定的探测灵敏度确定所述每一成分种类气体浓度，进而根据气体湍流扩散模型获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度，然后将所有成分种类、每一成分种类气体浓度和释放速度作为检测结果输出。该装置具有检测结果准确、稳定、可靠、扩展性好等一系列优点。

Description

一种集成式多通道污染气体浓度检测装置
技术领域
本发明涉及气体浓度检测技术领域，尤其涉及一种集成式多通道污染气体浓度检测装置。
背景技术
在全球倡导生态与环境保护的背景下，空气成分监测是获取大气质量的重要手段。利用空气成分监测系统，获取空气中污染气体如CO、SO2、NO、NO2等气体浓度，将数据实时提供给环境、气象等部门，为防止大气污染、生态保护提供强有力的数据支撑。
污染气体采集装置作为空气成分监测系统的重要部分，其数据直接关乎对某一区域空气质量、环境质量的评价。因此，对其采集的准确性、实时性和可靠性等都有较高的要求。
目前，现有技术大多采用专门的单一气体采集装置，通过传感器获取数据，将数据实时传输至服务器，远程获取服务器中的污染气体成分与浓度数据。当需要采集多种气体成分时，就需要配备多种类型的气体采集装置。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种集成式多通道污染气体浓度检测装置，用以解决现有技术无法同时检测多种气体成分的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种集成式多通道污染气体浓度检测装置,包括:
多通道气体采集设备，用于采集通入的污染气体，确定所述污染气体的成分种类，并将每一成分种类气体浓度对应的电信号发送至ARM处理器；
ARM处理器，用于对上述电信号进行分析，结合事先标定的探测灵敏度确定所述每一成分种类气体浓度，进而根据气体湍流扩散模型获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度，然后将所有成分种类、每一成分种类气体浓度和释放速度作为检测结果输出。
上述技术方案的有益效果如下：可以在一个装置上搭载多通道气体采集设备和ARM处理器，同时检测污染气体中包含的成分种类，并获取每一成分种类气体浓度、气体释放速度。所述装置具有体积小、重量轻、可便携使用等优点，并且，采集效率相比现有技术明显提高。
基于上述方法的进一步改进，所述多通道气体采集设备的不同通道之间处于隔离状态；
所有通道的结构、尺寸均相同；
每一通道设置一种单一气体传感器，用于确定所述污染气体中的一种成分，并将所述成分的气体浓度信息通过电化学反应转换成对应电信号发送至ARM处理器。
上述进一步改进方案的有益效果是：通过一个多通道气体采集设备可搭载多种气体传感器，有利于减小集成式多通道污染气体浓度检测装置的体积和重量。若某采集区域确定不包含某种气体成分，可不加装该气体传感器，使得该装置具备一定的通用性和可扩展性。
进一步，每一通道还包括与其单一气体传感器输入端连接的激励电路；每一通道的激励电路结构、参数均相同；
所述激励电路，用于为所述单一气体传感器提供稳定的启动电压。
上述进一步改进方案的有益效果是：由于激励电路的结构、参数都相同，因此可设计制备成模块，故障时直接替换模块即可，使用便携、缩减了分别设计激励电路的成本。
进一步，每一通道还包括与其单一气体传感器输出端主电极、辅助电极分别连接的信号调理电路；并且，与所述主电极、辅助电极连接的信号调理电路结构相同。
所述信号调理电路，用于对单一气体传感器输出的电信号进行滤波、放大、AD转换，将获得的处理后信号发送至ARM处理器。
上述进一步改进方案的有益效果是：通过信号调理电路，可将微安级微弱信号放大为预设范围的可视模拟信号，并进一步获得体现所述模拟信号大小的数字信号。设置与所述主电极、辅助电极连接的信号调理电路结构相同，实际上是为了消除环境因素例如温度、湿度、电磁干扰带来的影响，经大量试验证明，检测结果准确，可靠性高。
进一步，所述ARM处理器执行如下步骤，标定探测灵敏度：
控制不含污染气体的洁净空气通入所述多通道气体采集设备中一个通道，稳定后分别采集所述通道的主电极、辅助电极初始电压V01、V02；
控制与所述通道中单一气体传感器匹配、预设浓度C的标准气体通入所述通道，稳定后分别采集所述通道的主电极、辅助电极当前电压V11、V12；
根据所述初始电压V01、V02和当前电压V11、V12，结合所述标准气体的浓度C，以及预设修正系数n，通过如下公式获得所述污染气体浓度检测装置对于该标准气体成分的探测灵敏度S
S＝[(V11-V01)-n×(V12-V02)]/C。
上述进一步改进方案的有益效果是：针对单一气体传感器零位漂移需要多次标定的特点，提出了一种新的标定探测灵敏度的方法，能够有效减小环境干扰，并保证采集数据的准确性。
进一步，所述ARM处理器执行如下步骤，确定所述每一成分种类气体浓度：
读取采集污染气体后多通道气体采集设备每个通道输出的主电极电压V1；
根据所述主电极电压V1，结合该标准气体成分对应的探测灵敏度S，通过如下公式确定该成分种类气体的浓度C'
Figure BDA0002250505840000041
上述进一步改进方案的有益效果是：只需要采集主电极电压，通过标定后的灵敏度，即可获得该成分种类气体的浓度C'，方法简单，检测结果准确率高，实用性强。
进一步，所述气体湍流扩散模型为
Figure BDA0002250505840000042
式中，Q表示污染源对某一成分种类的气体释放速度，d标志单一气体传感器与污染源的距离，k表示气体扩散系数，vx表示风速v在单一气体传感器与污染源连线上的分量。
上述进一步改进方案的有益效果是：经过大量实验，总结出了一种根据某一成分种类气体浓度得到污染源对该气体的释放速度的气体扩散模型。该模型检测结果准确率高，直接应用能够缩短设计成本。
进一步，所述ARM处理器执行如下步骤，获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度：
获取多通道气体采集设备中各单一气体传感器位置坐标(x,y,z)和污染源位置坐标，通过如下公式获取各单一气体传感器与污染源的距离d
Figure BDA0002250505840000051
获取当前风速v，进而通过如下公式获得风速在各单一气体传感器与污染源连线上的分量vx
vx＝vcosα
式中，α表示风速与单一气体传感器与污染源连线的夹角；
将获得的所述各单一气体传感器与污染源的距离d、风速在各单一气体传感器与污染源连线上的分量vx带入气体湍流扩散模型，获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度Q。
上述进一步改进方案的有益效果是：可根据设计的气体湍流扩散模型获得污染源对每一成分种类气体的释放速度，方法简单，并且，经大量试验证明检测结果准确率很高。
进一步，该集成式多通道污染气体浓度检测装置还包括看门狗电路和数据存储器；
所述看门狗电路，用于监测ARM处理器状态，当检测到ARM处理器故障或电源欠压时，向ARM处理器发送复位信号，控制所述ARM处理器重新启动，并提供手动复位功能。
上述进一步改进方案的有益效果是：通过看门狗电路，实现对ARM处理器进行实时监测，有利于保证采集的检测结果准确、可靠。系统受到强静电短时干扰等部分扰动时，可能会使得程序卡死、跑飞，看门狗电路可以产生复位信号，使ARM处理器复位再重新运行。
进一步，所述看门狗电路包括SP706REN芯片、手动复位开关、电源；其中，
所述SP706REN芯片的WDI端、RESET端、PFO端分别与ARM处理器的IO端一、复位端、IO端二连接，其WDO端与其WR端连接，并经所述手动复位开关接地，其VCC端与GND分别与所述电源的正负极连接，其PFI端与ARM处理器的供电电压连接。
上述进一步改进方案的有益效果是：所述看门狗电路电路结构简单，实用性强，可准确监测ARM处理器实时工作状态，有利于保证采集的检测结果准确、可靠。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明实施例1集成式多通道污染气体浓度检测装置组成示意图；
图2为本发明实施例2集成式多通道污染气体浓度检测装置组成示意图；
图3为本发明实施例2看门狗电路连接示意图；
图4为本发明实施例2多通道气体采集设备任一通道的电路连接示意图。
附图标记：
R-电阻；C-电容；AGND-接地；Vce-参考电压；U1A、U2A、U2B、U3A、U3B、U4A、U4B-运算放大器，下标表示序号。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明的一个具体实施例，公开了一种集成式多通道污染气体浓度检测装置，如图1所示，包括依次连接的多通道气体采集设备和ARM处理器。
多通道气体采集设备，用于采集通入的污染气体，确定所述污染气体的成分种类，并将每一成分种类气体浓度对应的电信号发送至ARM处理器。所述污染气体包含一个以上成分种类，所述成分种类例如CO、SO2、NO、NO2等。
ARM处理器，用于对上述电信号进行分析，结合事先标定的探测灵敏度确定所述每一成分种类气体浓度，进而根据气体湍流扩散模型获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度，然后将所有成分种类、每一成分种类气体浓度和释放速度作为检测结果输出。
与现有技术相比，本实施例采用的集成式多通道污染气体浓度检测装置，可以在一个装置上搭载多通道气体采集设备和ARM处理器，同时检测污染气体中包含的成分种类，并获取每一成分种类气体浓度、气体释放速度。所述装置具有体积小、重量轻、可便携使用等优点，并且，采集效率相比现有技术明显提高。
实施例2
在实施例1的基础上进行改进，所述多通道气体采集设备的不同通道之间处于隔离状态，如图2所示；并且，所有通道的结构、尺寸均相同。因此，影响采集结果准确性的因素主要是环境因素，例如温度、湿度和电磁干扰，后面通过设计主电极、辅助电极连接结构相同的信号调理电路，通过对二者输出作差消除环境因素对探测灵敏度的影响。
每一通道设置一种单一气体传感器，用于确定所述污染气体中的一种成分，并将所述成分的气体浓度信息通过电化学反应转换成对应电信号发送至ARM处理器。所述单一气体传感器，例如CO气体可采用现有的CO-B4传感器，SO2气体可采用现有的SO2/SF-100传感器，NO气体可采用现有的NO/C-100传感器，NO2气体可采用现有的NO2-B43F传感器，也可采用其他现有气体传感器。
优选地，每一通道还包括与其单一气体传感器输入端连接的激励电路、与其单一气体传感器输出端主电极、辅助电极分别连接的信号调理电路。每一通道的激励电路和信号调理电路的结构、参数均相同，所述激励电路和信号调理电路均可制作成模块，使用时直接更换相应模块，能够缩短制造成本。
激励电路，用于为所述单一气体传感器提供稳定的启动电压。如图4所示，所述激励电路包括运算放大器U2A、电阻R2、R5、R6、电容C1、C6、C7、5V电源。其中，运算放大器U2A的正向输入端接参考电压Vce，其反向输入端经电阻R6、电容C7与其输出端连接，其供电端接5V电源同时经电容C7接地，其输出端经电阻R2与单一传感器负向激励端连接，并经电容C7、电阻R5与单一传感器正向激励端连接。单一气体传感器正向激励端和负向激励端之间接电容C6。通过运算放大器U2A的运算放大器对参考电压Vce进行放大，提高参考电压Vce的带载能力。通过电容电容C1、C6、C7可实现滤波功能，滤除常见工频干扰。
信号调理电路，用于对单一气体传感器输出的电信号进行滤波、放大、AD转换，将获得的处理后信号发送至ARM处理器。
优选地，所述信号调理电路包括依次连接的滤波放大电路、AD转换器。其中，如图4所述，与主电极连接的滤波放大电路包括运算放大器U1A、U2B、U3A、电阻R1、R3、R4、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、电容C2、C3、C4、C5、C6、C8、C9。其中，主电极经电阻R17分别与电阻R18一端、运算放大器U2B的负向输入端连接，电阻R18另一端接参考电压Vce。运算放大器U2B的负向输入端经电阻R3、电容C4的并联电路与其输出端连接，其正向输入端接参考电压Vce，其输出端经电阻R7分别与运算放大器U1A的负向输入端、电容C2一端、电阻R1一端连接。电容C2另一端与运算放大器U1A输出端连接，电阻R1一端与电阻R9一端连接。运算放大器U1A的正向输入端分别与电阻R14一端、电阻R16一端连接，电阻R16另一端接地，电阻R14另一端分别经电阻R13接参考电压Vce、并经电阻R15接地，其输出端与电阻R9另一端连接，经电阻R9分别与电阻R11一端、电阻R12一端、电容C9一端连接，运算放大器U1A供电端接5V电压，并经电容C5接地。电阻R12另一端、电容C9另一端分别接地。电阻R11另一端接运算放大器U3A的正向输入端，运算放大器U3A的负向输入端经电阻R8接地，并经电阻R4与其输出端连接，其输出端经电阻R10输出主电极电压V1，并经电阻R10、电容C8接地，运算放大器U1AU3A供电端接5V电压，并经电容C3接地。
通过运算放大器U1A、U2B、U3A实现三级放大，将主电极、辅助电极输出的微安级微弱信号放大成预设倍数的电压模拟信号。经过第一级放大后，运算放大器U2B输出点7电压u1为
u1＝Vce-I×R3 (1)
式中，Vce表示参考电压，I表示主电极输出电流，Ri表示电阻Ri的电阻值。
经过第二级放大后，电阻R9右端电压u2为
Figure BDA0002250505840000101
Figure BDA0002250505840000102
式中，V'为运算放大器U2A的输出点1电压。
经过第三级放大(由运算放大器U3A组成的同相比例放大电路)后，最终输出V1为
Figure BDA0002250505840000103
同相比例放大电路的作用为：不同类型的气体传感器输出电流范围不同，使得经过前两级放大后的电压信号范围不同，由于不同类型传感器使用相同的AD转换器，AD转换位数有限，因此需要经过同相比例放大将第二级输出电压u2放大至与AD转换电路采集范围接近的水平，提高采集分辨率，同相比例放大电路可以实现这一点；同时，同相比例放大电路具有高输入阻抗、低输出阻抗特点，可以增加输出电压驱动能力。经同相比例放大的信号为AD转换电路可识别的电压，AD转换电路与ARM处理器通过SPI数据总线通信，ARM处理器获得主电极、辅助电极电压。
优选地，所述ARM处理器执行如下步骤，分别标定所述检测装置对应于每一种污染气体的探测灵敏度：
SS1.控制不含污染气体的洁净空气通入所述多通道气体采集设备中一个通道，稳定后分别采集所述通道的主电极、辅助电极初始电压V01、V02；
SS2.控制与所述通道中单一气体传感器匹配、预设浓度C的标准气体通入所述通道，稳定后分别采集所述通道的主电极、辅助电极当前电压V11、V12；
SS3.根据所述初始电压V01、V02和当前电压V11、V12，结合所述标准气体的浓度C，以及预设修正系数n，通过如下公式获得所述污染气体浓度检测装置对于该标准气体成分的探测灵敏度S
S＝[(V11-V01)-n×(V12-V02)]/C (5)
通过上述步骤SS1～SS3，可消除环境因素例如温度、湿度、电磁干扰对探测灵敏度的影响。
优选地，所述ARM处理器执行如下步骤，确定所述每一成分种类气体浓度：
SS4.读取采集污染气体后多通道气体采集设备每个通道输出的主电极电压V1；
SS5.根据所述主电极电压V1，结合该标准气体成分对应的探测灵敏度S，通过如下公式确定该成分种类气体的浓度C'
Figure BDA0002250505840000111
优选地，所述气体湍流扩散模型为
Figure BDA0002250505840000112
式中，Q表示污染源对某一成分种类的气体释放速度，d标志单一气体传感器与污染源的距离，k表示气体扩散系数，vx表示风速v在单一气体传感器与污染源连线上的分量。
优选地，所述ARM处理器执行如下步骤，获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度：
SS51.获取多通道气体采集设备中各单一气体传感器位置坐标(x,y,z)和污染源位置坐标，通过如下公式获取各单一气体传感器与污染源的距离d
Figure BDA0002250505840000121
SS52.获取当前风速v，进而通过如下公式获得风速在各单一气体传感器与污染源连线上的分量vx
vx＝vcosα (9)
式中，α表示风速与单一气体传感器与污染源连线的夹角；
SS53.将获得的所述各单一气体传感器与污染源的距离d、风速在各单一气体传感器与污染源连线上的分量vx带入气体湍流扩散模型，获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度Q。
优选地，该集成式多通道污染气体浓度检测装置还包括看门狗电路和数据存储器。
看门狗电路，用于监测ARM处理器状态，当检测到ARM处理器故障或电源欠压时，向ARM处理器发送复位信号，控制所述ARM处理器重新启动，并提供手动复位功能。
数据存储器，用于存储污染气体浓度检测装置对于各标准气体成分的探测灵敏度S、获得的采集结果以及采集的具体时间。使用时，ARM处理器自动从所述数据存储期中读取探测灵敏度S、获得的采集结果以及采集的具体时间。
优选地，所述看门狗电路包括SP706REN芯片、手动复位开关、电源，如图3所示。其中，所述SP706REN芯片的WDI端、RESET端、PFO端分别与ARM处理器的IO端一、复位端、IO端二连接，其WDO端与其WR端连接，并经所述手动复位开关接地，其VCC端与GND分别与所述电源的正负极连接，其PFI端与ARM处理器的供电电压连接。
优选地，所述ARM处理器输出端包括RS485接口、RS422接口等，便于多个多通道污染气体采集装置进行扩展，实现信息互通。
与实施例1相比，本实施例提供的集成式多通道污染气体浓度检测装置对多通道气体采集设备结构进行了进一步细化，并设置相同的主电极、辅助电极信号调理电路，通过提出的标定方法消除环境因素对探测灵敏度的影响，进而能够获得准确的污染气体各成分种类气体浓度，以及准确的污染气体对每一成分种类气体的释放速度。此外，该装置还设置了看门狗电路，可对ARM处理器实时状态进行监测，当ARM处理器故障或者电源欠压时可自动复位，或根据需求手动复位。
实施例3
本发明还提供了一种采用实施例1所述装置进行污染气体成分及浓度检测的方法，包括如下步骤：
S1.布置多通道气体采集设备，在每一通道中设置一种单一气体传感器；
S2.在多通道气体采集设备中通入污染气体，由各通道的单一气体传感器确定所述污染气体的成分种类，并获得每一成分种类气体浓度对应的电信号；
S3.对上述电信号进行分析，结合事先标定的探测灵敏度确定所述每一成分种类气体浓度；
S4.对于每一成分种类气体，根据其气体浓度结合气体湍流扩散模型，获得污染源对所述气体的释放速度，然后输出包括所有成分种类、每一成分种类的气体浓度和释放速度的检测结果。
实施例4
在实施例3基础上，公开了一种采用实施例2所述装置进行污染气体成分及浓度检测的方法，该方法采用如下步骤标定探测灵敏度：
S01.将不含污染气体的洁净空气通入所述多通道气体采集设备的某一通道，稳定后分别采集所述通道内单一气体传感器输出端主电极、辅助电极初始电压V01、V02；
S02.将与所述单一气体传感器匹配、预设浓度C的标准气体通入所述通道，稳定后分别采集所述通道内单一气体传感器输出端主电极、辅助电极当前电压V11、V12；
S03.根据所述初始电压V01、V02和当前电压V11、V12，结合所述标准气体的浓度C，以及预设修正系数n，获得所述污染气体浓度检测装置对于该标准气体成分的探测灵敏度S。
优选地，步骤S03中，所述污染气体浓度检测装置对于该标准气体成分的探测灵敏度S通过如下公式计算
S＝[(V11-V01)-n×(V12-V02)]/C (10)
优选地，步骤S01～S03中标定探测灵敏度时，采用与实际测试温度、湿度和电磁参数相同的环境。将单一气体传感器输出端主电极、辅助电极分别与结构相同的信号调理电路连接，对主电极、辅助电极输出的电信号分别进行相同的滤波、放大、AD转换，将转换结果作为所述初始电压或所述当前电压。
优选地，步骤S3中，通过如下步骤确定所述每一成分种类气体浓度：
S31.获取多通道气体采集设备各通道单一气体传感器输出的电信号；
S32.对所述电信号分别进行信号调理，获得各通道单一气体传感器主电极有效电压V1；
S33.根据所述主电极有效电压V1，结合该标准气体成分对应的探测灵敏度S，确定该成分种类气体的浓度C'。
优选地，步骤S33中，该成分种类气体的浓度C'通过如下公式计算
Figure BDA0002250505840000151
优选地，步骤S32的所述信号调理包括滤波、放大、AD转换。
优选地，所述气体湍流扩散模型为
Figure BDA0002250505840000152
式中，Q表示污染源对某一成分种类的气体释放速度，d标志单一气体传感器与污染源的距离，k表示气体扩散系数，vx表示风速v在单一气体传感器与污染源连线上的分量。
优选地，步骤S4中，通过如下步骤获得污染源对所述每一成分种类的气体释放速度：
S41.获取多通道气体采集设备中各单一气体传感器位置坐标(x,y,z)和污染源位置坐标(x0,y0,z0)，进而通过如下公式获取各单一气体传感器与污染源的距离d
Figure BDA0002250505840000153
S42.获取当前风速v，进而通过如下公式获得风速在各单一气体传感器与污染源连线上的分量vx
vx＝vcosα (14)
式中，α表示风速与所述单一气体传感器与污染源连线的夹角；
S43.将所述d、所述vx带入气体湍流扩散模型，获得污染源对所述每一成分种类的气体释放速度。
优选地，该污染气体成分及浓度检测方法，还包括如下步骤：
S5.当检测结果出现明显错误或各通道的单一气体传感器均无输出信号时，将所述多通道气体采集设备复位后，重新通入污染气体，由各通道的单一气体传感器重新采集电信号。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种集成式多通道污染气体浓度检测装置，其特征在于，包括：
多通道气体采集设备，一个多通道气体采集设备搭载多种气体传感器，用于采集通入的污染气体，确定所述污染气体的成分种类，并将每一成分种类气体浓度对应的电信号发送至ARM处理器；
所述多通道气体采集设备的不同通道之间处于隔离状态；
所有通道的结构、尺寸均相同；
每一通道分别设置一种单一气体传感器，用于确定所述污染气体中的一种成分，并将所述成分的气体浓度信息通过电化学反应转换成对应电信号发送至ARM处理器；
ARM处理器，用于对上述电信号进行分析，结合事先标定的探测灵敏度确定所述每一成分种类气体浓度，进而根据气体湍流扩散模型获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度，然后将所有成分种类、每一成分种类气体浓度和释放速度作为检测结果输出；
所述ARM处理器执行如下步骤，标定探测灵敏度：
控制不含污染气体的洁净空气通入所述多通道气体采集设备中一个通道，稳定后分别采集所述通道的主电极、辅助电极初始电压V01、V02；
控制与所述通道中单一气体传感器匹配、预设浓度C的标准气体通入所述通道，稳定后分别采集所述通道的主电极、辅助电极当前电压V11、V12；
根据所述初始电压V01、V02和当前电压V11、V12，结合所述标准气体的浓度C，以及预设修正系数n，通过如下公式获得所述污染气体浓度检测装置对于该标准气体成分的探测灵敏度S，
S＝[(V11-V01)-n×(V12-V02)]/C；
标定探测灵敏度时，将单一气体传感器输出端主电极、辅助电极分别与结构相同的信号调理电路连接，对主电极、辅助电极输出的电信号分别进行相同的滤波、放大、AD转换，将转换结果作为所述初始电压或所述当前电压；通过对主电极、辅助电极的输出电压作差消除环境因素对探测灵敏度的影响；
所述ARM处理器执行如下步骤，确定所述每一成分种类气体浓度：
读取采集污染气体后多通道气体采集设备每个通道输出的主电极电压V1；
根据所述主电极电压V1，结合该标准气体成分对应的探测灵敏度S，通过如下公式确定该成分种类气体的浓度C'，
Figure FDA0003834829550000021
2.根据权利要求1所述的集成式多通道污染气体浓度检测装置，其特征在于，每一通道还包括与其单一气体传感器输入端连接的激励电路；每一通道的激励电路结构、参数均相同；
所述激励电路，用于为所述单一气体传感器提供稳定的启动电压。
3.根据权利要求1所述的集成式多通道污染气体浓度检测装置，其特征在于，所述气体湍流扩散模型为
Figure FDA0003834829550000022
式中，Q表示污染源对某一成分种类的气体释放速度，d标志单一气体传感器与污染源的距离，k表示气体扩散系数，vx表示风速v在单一气体传感器与污染源连线上的分量。
4.根据权利要求3所述的集成式多通道污染气体浓度检测装置，其特征在于，所述ARM处理器执行如下步骤，获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度：
获取多通道气体采集设备中各单一气体传感器位置坐标(x,y,z)和污染源位置坐标(x0,y0,z0)，通过如下公式获取各单一气体传感器与污染源的距离d
Figure FDA0003834829550000031
获取当前风速v，进而通过如下公式获得风速在各单一气体传感器与污染源连线上的分量vx
vx＝vcosα
式中，α表示风速与单一气体传感器与污染源连线的夹角；
将获得的所述各单一气体传感器与污染源的距离d、风速在各单一气体传感器与污染源连线上的分量vx带入气体湍流扩散模型，获得污染源对所述每一成分种类气体的释放速度Q。
5.根据权利要求1或3-4之一所述的集成式多通道污染气体浓度检测装置，其特征在于，还包括看门狗电路和数据存储器；
所述看门狗电路，用于监测ARM处理器状态，当检测到ARM处理器故障或电源欠压时，向ARM处理器发送复位信号，控制所述ARM处理器重新启动，并提供手动复位功能。
6.根据权利要求5所述的集成式多通道污染气体浓度检测装置，其特征在于，所述看门狗电路包括SP706REN芯片、手动复位开关、电源；其中，
所述SP706REN芯片的WDI端、RESET端、PFO端分别与ARM处理器的IO端一、复位端、IO端二连接，其WDO端与其WR端连接，并经所述手动复位开关接地，其VCC端与GND分别与所述电源的正负极连接，其PFI端与ARM处理器的供电电压连接。
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