CN112229881A - 抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置及方法，包括数据采集单元、数据处理单元和控制器；采集单元用于检测环境中甲烷浓度的载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件；数据处理单元用于分别将载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件采集到数据转换成数字信号后发送给控制器；控制器用于实时获取载体催化甲烷元件采集到的实时甲烷浓度信号，并计算所述实时甲烷浓度信号的数据斜率k，当数据斜率k大于载体催化甲烷元件常规值k0，则锁定载体催化甲烷元件数据，并立即解析半导体甲烷元件采集到的参考数据，若所述参考数据为0，则认定载体催化甲烷元件输出突变信号，则对当前实时甲烷浓度信号进行抑制输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置及方法。
背景技术
载体催化甲烷元件因检测精度高，价格低廉，在煤矿井下环境监测监控领域得到广泛应用。载体催化甲烷元件内部是铂金丝绕成螺旋状，然后在螺旋体上涂上催化剂烧结而成。但是因工艺控制不一致，会导致个别元件内部铂金丝局部被拉伸，在元件高温工作时，易导致铂金丝自身电阻不稳定，导致元件信号突变。但这种缺陷在元件生产检验阶段无法发现，往往在用户使用过程中随机暴露，易导致安全检测设备出现误报警，极大影响煤矿安全生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置及方法，以解决现有载体催化甲烷元件因自身制造工艺缺陷导致的输出信号突变的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置，包括
数据采集单元，包括用于检测环境中甲烷浓度的载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件，所述载体催化甲烷元件采集到的数据作为实时甲烷浓度数据，所述半导体式甲烷元件采集到的数据作为参考数据；
数据处理单元，用于分别将载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件采集到数据转换成数字信号后发送给控制器；
控制器(MCU)，用于实时获取载体催化甲烷元件采集到的实时甲烷浓度信号，并计算所述实时甲烷浓度信号的数据斜率k，当数据斜率k大于载体催化甲烷元件常规值k0，则锁定载体催化甲烷元件数据，并立即解析半导体甲烷元件采集到的参考数据，若所述参考数据为0，则认定载体催化甲烷元件输出突变信号，则对当前实时甲烷浓度信号进行抑制输出。
进一步地，所述载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件为一体化元件。
进一步地，所述数据处理单元包括依次连接的第一放大器和第一A/D转换器以及依次连接的第二放大器和第二A/D转换器，第一放大器的输入端与所述载体催化甲烷元件的输出端连接，第一A/D转换器的输出端与所述控制器的第一输入端连接；第二放大器的输入端与所述半导体式甲烷元件的输出端连接，第二A/D转换器的输出端与所述控制器的第二输入端连接。
进一步地，甲烷浓度信号的数据斜率k的具体计算方法为：
k＝ΔD/Δt
其中，ΔD为载体催化甲烷元件的检测数据变化值，Δt为载体催化甲烷元件ΔD所需的时间。
此外，该发明还提供了一种抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的方法，包括
S1：实时获取载体催化甲烷元件采集到的实时甲烷浓度信号；
S2：计算所述实时甲烷浓度信号的数据斜率k：
k＝ΔD/Δt
其中，ΔD为载体催化甲烷元件的检测数据变化值，Δt为载体催化甲烷元件ΔD所需的时间；
S3：判断实时甲烷浓度信号的数据斜率k载体催化甲烷元件常规值k0的大小，当数据斜率k大于载体催化甲烷元件常规值k0时，则锁定载体催化甲烷元件数据，并立即解析半导体甲烷元件采集到的参考数据，若所述参考数据为0，则认定载体催化甲烷元件输出突变信号，对当前实时甲烷浓度信号进行抑制输出。
本发明的有益效果为：能够抑制载体催化元件因自身工艺缺陷导致的输出突变信号，有效解决采用载体催化元件进行甲烷检测时的误报警问题，提高甲烷检测设备的可靠性和稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置的结构示意图；
图2为抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示的抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置及方法，包括数据采集单元、数据处理单元和控制器；数据采集单元包括用于检测环境中甲烷浓度的载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件，所述载体催化甲烷元件采集到的数据作为实时甲烷浓度数据，所述半导体式甲烷元件采集到的数据作为参考数据。数据处理单元用于分别将载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件采集到数据转换成数字信号后发送给控制器。控制器(MCU)用于实时获取载体催化甲烷元件采集到的实时甲烷浓度信号，并计算所述实时甲烷浓度信号的数据斜率k，当数据斜率k大于载体催化甲烷元件常规值k0，则锁定载体催化甲烷元件数据，并立即解析半导体甲烷元件采集到的参考数据，若所述参考数据为0，则认定载体催化甲烷元件输出突变信号，则对当前实时甲烷浓度信号进行抑制输出。
根据本申请的一个实施例，所述载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件为一体化元件。在载体催化元件检测环境甲烷浓度的同时，半导体甲烷作为参考元件，辅助载体催化元件工作。
根据本申请的一个实施例，所述数据处理单元包括依次连接的第一放大器和第一A/D转换器以及依次连接的第二放大器和第二A/D转换器，第一放大器的输入端与所述载体催化甲烷元件的输出端连接，第一A/D转换器的输出端与所述控制器的第一输入端连接；第二放大器的输入端与所述半导体式甲烷元件的输出端连接，第二A/D转换器的输出端与所述控制器的第二输入端连接。第一放大器和第二放大器用于将接收分别接收到的模拟信号进行放大，然后在通过A/D转换器将经放大的模拟信号转换成控制器能够识别的数字信号。
进一步地，甲烷浓度信号的数据斜率k的具体计算方法为：
k＝ΔD/Δt
其中，ΔD为载体催化甲烷元件的检测数据变化值，Δt为载体催化甲烷元件ΔD所需的时间。
此外，如图2所示，该发明还公开了一种抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的方法，包括
S1：实时获取载体催化甲烷元件采集到的实时甲烷浓度信号；
S2：计算所述实时甲烷浓度信号的数据斜率k：
k＝ΔD/Δt
其中，ΔD为载体催化甲烷元件的检测数据变化值，Δt为载体催化甲烷元件ΔD所需的时间；
S3：判断实时甲烷浓度信号的数据斜率k载体催化甲烷元件常规值k0的大小，当数据斜率k大于载体催化甲烷元件常规值k0时，则锁定载体催化甲烷元件数据，并立即解析半导体甲烷元件采集到的参考数据，若所述参考数据为0，则认定载体催化甲烷元件输出突变信号，对当前实时甲烷浓度信号进行抑制输出。
本发明能够抑制对载体催化元件因自身工艺缺陷导致的输出突变信号进行抑制，以有效解决采用载体催化元件进行甲烷检测时的误报警问题，提高甲烷检测设备的可靠性和稳定性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置，其特征在于，包括
数据采集单元，包括用于检测环境中甲烷浓度的载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件，所述载体催化甲烷元件采集到的数据作为实时甲烷浓度数据，所述半导体式甲烷元件采集到的数据作为参考数据；
数据处理单元，用于分别将载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件采集到数据转换成数字信号后发送给控制器；
控制器，用于实时获取载体催化甲烷元件采集到的实时甲烷浓度信号，并计算所述实时甲烷浓度信号的数据斜率k，当数据斜率k大于载体催化甲烷元件常规值k0，则锁定载体催化甲烷元件数据，并立即解析半导体甲烷元件采集到的参考数据，若所述参考数据为0，则认定载体催化甲烷元件输出突变信号，则对当前实时甲烷浓度信号进行抑制输出。
2.根据权利要求1所述的抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置，其特征在于，所述载体催化甲烷元件和半导体式甲烷元件为一体化元件。
3.根据权利要求1所述的抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置，其特征在于，所述数据处理单元包括依次连接的第一放大器和第一A/D转换器以及依次连接的第二放大器和第二A/D转换器，第一放大器的输入端与所述载体催化甲烷元件的输出端连接，第一A/D转换器的输出端与所述控制器的第一输入端连接；第二放大器的输入端与所述半导体式甲烷元件的输出端连接，第二A/D转换器的输出端与所述控制器的第二输入端连接。
4.根据权利要求1所述的抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的装置，其特征在于，甲烷浓度信号的数据斜率k的具体计算方法为：
k＝ΔD/Δt
其中，ΔD为载体催化甲烷元件的检测数据变化值，Δt为载体催化甲烷元件ΔD所需的时间。
5.一种抑制载体催化甲烷检测元件信号突变的方法，其特征在于，包括
S1：实时获取载体催化甲烷元件采集到的实时甲烷浓度信号；
S2：计算所述实时甲烷浓度信号的数据斜率k：
k＝ΔD/Δt
其中，ΔD为载体催化甲烷元件的检测数据变化值，Δt为载体催化甲烷元件ΔD所需的时间；
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