CN113655093B - 气体浓度检测方法、装置、设备及介质 - Google Patents

气体浓度检测方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN113655093B CN202111135540.7A CN202111135540A CN113655093B CN 113655093 B CN113655093 B CN 113655093B CN 202111135540 A CN202111135540 A CN 202111135540A CN 113655093 B CN113655093 B CN 113655093B
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Abstract

本申请涉及一种气体浓度检测方法、装置、设备及介质，属于气体浓度检测的技术领域，其方法包括获取气体传感器在单种气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的第一电压；获取在单种气体环境下测量的单种气体的第一标准体积浓度，根据第一标准体积浓度和第一电压确定单种气体的浓度电压关系；获取气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到单种气体的浓度时输出的第二电压；获取气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到干扰单种气体的气体的浓度时输出的第三电压；根据第二电压、第三电压和浓度电压关系确定混合气体中单种气体的第二标准体积浓度。本申请具有在混合气体环境下，提升多种气体浓度的检测准确性的效果。

Description

气体浓度检测方法、装置、设备及介质
技术领域
本申请涉及气体浓度检测的技术领域，尤其是涉及一种气体浓度检测方法、装置、设备及介质。
背景技术
气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器，例如，通过电压值反映气体的浓度，因此利用气体传感器能够查询被测气体的浓度。
但是目前在检测单种气体时，通常会受到其他气体的干扰，例如，在空气质量微型站，利用多种气体传感器集成的设备检测气体浓度，多种气体混合在一起，气体之间相互影响，降低设备检测多种不同气体浓度的准确性。
发明内容
为了在混合气体环境下，提升多种气体浓度的检测准确性，本申请提供一种气体浓度检测方法、装置、设备及介质。
第一方面，本申请提供一种气体浓度检测方法，采用如下的技术方案：
一种气体浓度检测方法，包括：
获取气体传感器在单种气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的第一电压；
获取在单种气体环境下测量的所述单种气体的第一标准体积浓度，根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压确定所述单种气体的浓度电压关系；
获取气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到所述单种气体的浓度时输出的第二电压；
获取气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到干扰所述单种气体的气体的浓度时输出的第三电压；
根据所述第二电压、所述第三电压和所述浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度。
通过采用上述技术方案，在单种气体环境下，测量得到单种气体的浓度时气体传感器输出的电压等于产生的第一电压，该电压是准确的，因此，通过第一电压获取的单种气体的浓度电压关系是准确的；在混合气体环境下，检测单种气体的浓度时，会受到其他气体的干扰，因此，测量得到的浓度以及测量得到浓度时气体传感器输出的电压是不准确的；通过第二电压和第三电压，确定气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的电压，并通过该产生的电压和浓度电压关系，获取准确的单种气体的第二标准体积浓度，从而能够在混合气体环境下，更好的减少其他气体对被检测的单种气体的浓度检测造成的干扰，提升每种单种气体浓度的检测准确性。
优选的，所述根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压确定所述单种气体的浓度电压关系包括：
根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压拟合浓度电压曲线；
根据所述浓度电压曲线确定所述单种气体的浓度电压关系。
优选的，所述根据所述浓度电压曲线确定所述单种气体的浓度电压关系包括：
判断所述浓度电压曲线是否近似直线；
若是，则将所述浓度电压曲线的函数关系式确定为所述浓度电压关系；
若否，则将所述浓度电压曲线划分为多段近似直线，并将所述多段近似直线的函数关系式确定为所述浓度电压关系。
通过采用上述技术方案，浓度电压曲线越近似直线，确定的浓度电压关系就越准确，因此当浓度电压曲线不近似直线，将其划分为多段近似直线，并将多段近似直线的函数关系式确定为浓度电压关系，使得确定的浓度电压关系更加准确。
优选的，所述根据所述第二电压、所述第三电压和所述浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度包括：
根据所述第二电压、所述第三电压及第四电压三者之间的电压-电压关系，获取所述第四电压，所述第四电压为气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到所述单种气体的浓度时产生的；
根据所述第四电压和所述浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度。
优选的，所述根据所述第二电压、所述第三电压和所述浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度还包括：
获取在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量的所述单种气体的第三标准体积浓度，根据所述第三标准体积浓度和所述第四电压重新确定所述单种气体的浓度电压关系；
根据所述第四电压和重新确定的浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度。
第二方面，本申请提供一种气体浓度检测装置，采用如下的技术方案：
一种气体浓度检测装置，包括：
第一获取模块，用于获取气体传感器在单种气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的第一电压；
第一确定模块，用于获取在单种气体环境下测量的所述单种气体的第一标准体积浓度，根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压确定所述单种气体的浓度电压关系；
第二获取模块，用于获取气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到所述单种气体的浓度时输出的第二电压；
第三获取模块，用于获取气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到干扰所述单种气体的气体的浓度时输出的第三电压；以及
第二确定模块，用于根据所述第二电压、所述第三电压和所述浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度。
通过采用上述技术方案，在单种气体环境下，测量得到单种气体的浓度时气体传感器输出的电压等于产生的第一电压，该电压是准确的，因此，通过第一电压获取的单种气体的浓度电压关系是准确的；在混合气体环境下，检测单种气体的浓度时，会受到其他气体的干扰，因此，测量得到的浓度以及测量得到浓度时气体传感器输出的电压是不准确的；通过第二电压和第三电压，确定气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的电压，并通过该产生的电压和浓度电压关系，获取准确的单种气体的第二标准体积浓度，从而能够在混合气体环境下，更好的减少其他气体对被检测的单种气体的浓度检测造成的干扰，提升多种单种气体浓度的检测准确性。
优选的，所述第一确定模块具体用于：
根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压拟合浓度电压曲线；
根据所述浓度电压曲线确定所述单种气体的浓度电压关系；
其中，所述第一确定模块具体还用于：
判断所述浓度电压曲线是否近似直线；
若是，则将所述浓度电压曲线的函数关系式确定为所述浓度电压关系；
若否，则将所述浓度电压曲线划分为多段近似直线，并将所述多段近似直线的函数关系式确定为所述浓度电压关系。
优选的，所述第二确定模块具体用于：
根据所述第二电压、所述第三电压及第四电压三者之间的电压-电压关系，获取所述第四电压，所述第四电压为气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到所述单种气体的浓度时产生的；
根据所述第四电压和所述浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度；
其中，所述第二确定模块具体还用于：
获取在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量的所述单种气体的第三标准体积浓度，根据所述第三标准体积浓度和所述第四电压重新确定所述单种气体的浓度电压关系；
根据所述第四电压和重新确定的浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度。
第三方面，本申请提供一种气体浓度检测设备，采用如下的技术方案：
一种气体浓度检测设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行第一方面任一项所述的气体浓度检测方法的计算机程序。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行第一方面任一项所述的气体浓度检测方法的计算机程序。
附图说明
图1是本申请实施例提供的气体浓度检测方法的流程示意图。
图2是本申请实施例提供的气体浓度检测装置的结构框图。
图3是本申请实施例提供的气体浓度检测设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实施例提供一种气体浓度检测方法，该方法应用于气体浓度检测设备，如图1所示，该方法的主要流程描述如下（步骤S101～S105）：
步骤S101：获取气体传感器在单种气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的第一电压。
本实施例中，单种气体环境指的是仅包含一种单种气体的环境；在单种气体环境下，气体传感器测量得到单种气体的浓度为第一质量浓度C1。
在只通入一种单种气体的情况下，气体浓度检测设备每分钟获取一次数据，数据包括被测的单种气体的第一质量浓度C1，其单位以ug/m3表示，输出零点电压Zero1，输出灵敏度Coeff1以及气体的分子量WM，通过这些数据计算得到被测气体的第一电压V1。其中，第一电压V1为测量得到第一质量浓度C1时气体传感器输出的电压。由于是在单种气体环境下，不受其他气体干扰，因此测量得到第一质量浓度C1时气体传感器输出的电压等于测量得到第一质量浓度C1时气体传感器产生的电压（气体传感器产生的电压为准确的电压）。
第一电压V1的计算公式如下：
V1=(C1*22.4/(WM*Coeff1))+Zero1；
例如，当只通入的单种气体为CO气体时，CO气体的第一质量浓度为C1（CO），CO气体的分子量即WM（CO）等于28，气体浓度检测设备检测得到CO气体时的输出零点电压Zero1（CO）为774mV，输出灵敏度Coeff1（CO）为2.46。
根据下列公式计算测量得到第一质量浓度C1（CO）时气体传感器产生的第一电压V1(CO)：
V1(CO)=(C1（CO）*22.4/(WM（CO）*Coeff1（CO）))+Zero1（CO）=(C1（CO）*22.4/(28*2.46))+774mV。
当只通入的一种气体为SO2、NO2、O3或TVOC气体时，其对应的气体传感器的第一电压的计算方法与上述中测量CO气体的气体传感器的第一电压V1(CO)的原理一样，在此不再赘述。
步骤S102：获取在单种气体环境下测量的单种气体的第一标准体积浓度，根据第一标准体积浓度和第一电压确定单种气体的浓度电压关系。
本实施例中，第一标准体积浓度CA为标准设备在在单种气体环境下测量的单种气体的体积浓度，其单位以ppb表示。该体积浓度视为准确测量的体积浓度。但是，标准设备是1台设备只能检测一种气体，其成本很高，而本实施例中，气体浓度检测设备用的气体传感器是PID传感器，一台气体浓度检测设备能够检测多种气体，例如CO、SO2、NO2、O3和TVOC气体五种气体，且设备成本低廉。
值得注意的是，通常，通过气体浓度检测设备中的气体传感器直接测量得到并显示的为被测气体的质量浓度，质量浓度与体积浓度是一种气体的不同单位表示方式而已，二者之间能够相互转换。
具体的，将体积浓度定义为C′，将质量浓度定义为C，将质量浓度C转换为体积浓度C′的公式如下：
C′=C*22.4/WM；
其中，22.4为空气在标准状态下的平均摩尔体积。
以CO的体积浓度C′（CO）为例：
C′（CO）=C（CO）*22.4/WM（CO）。
值得注意的是，通常在将质量浓度C转化为体积浓度C′时，还需要用到大气环境温度和大气气压，但是在本实施例中检测被测气体时是室内环境，大气环境温度和大气气压的变化可以忽略不计。
本实施例后期计算中需要获取第一电压V1与第一标准体积浓度CA之间的关系，因此，为了方便后期计算，气体浓度检测设备设定为在气体传感器测量得到单种气体的第一质量浓度C1后，直接将第一电压V1计算出来并上传显示。
接下来，由于气体浓度检测设备每分钟均能上传一次数据，因此，每分钟均能获取一次第一电压V1，同时也实时获取标准设备上传的第一标准体积浓度CA。
根据获取的第一电压V1和第一标准体积浓度CA拟合浓度电压曲线。具体的，采用matlab曲线拟合方法，以第一电压V1为横坐标数据，第一标准体积浓度CA为纵坐标数据拟合浓度电压曲线。
判断浓度电压曲线是否近似直线；
（1）若是，将浓度电压曲线的函数关系式确定为浓度电压关系。
具体的，第一标准体积浓度CA与第一电压V1之间的关系式为：
CA=A*V1-B；
其中，A和B为常数。
又因为CA=Coeff2*（V1-Zero2）=Coeff2*V1-Coeff2*Zero2。
其中，Coeff2为检测得到第一质量浓度C1时的实际灵敏度，Zero2为检测得到第一质量浓度C1时的实际零点电压。
因此，Coeff2=A，Zero2=B/Coeff2。
以CO气体为例，经实验获取其浓度电压曲线的函数关系式为：
CA（CO）=2.2237V1（CO）-1342.8≈2.2237（V1（CO）-604）；
通过该函数关系式能够得知，Coeff2（CO）=2.2237，Zero2（CO）≈604mV。
同理，经实验可知，当单种气体为SO2、NO2、或O3时，其浓度电压曲线也近似直线。具体如下所示：
当单种气体为SO2气体时：
CA（SO2）=0.4393V1（SO2）-219.02≈0.4393*（V1（SO2）-498）；
通过该函数关系式能够得知，Coeff2（SO2）=0.4393，Zero2（SO2）=498mV。
当单种气体为NO2气体时：
CA（NO2）=0.4299V1（NO2）-315.3≈0.4299*（V1（NO2）-733）；
通过该函数关系式能够得知，Coeff2（NO2）=0.4299，Zero2（NO2）=733mV。
当单种气体为O3气体时：
CA（O3）=0.4267V1（O3）-328.47≈0.4267*（V1（O3）-770）；
通过该函数关系式能够得知，Coeff2（O3）=0.4267，Zero2（O3）=770mV。
（2）若否，则将浓度电压曲线划分为多段近似直线，并将多段近似直线的函数关系式确定为浓度电压关系。
以TVOC气体为例，其整体的浓度电压曲线不近似直线，则将TVOC气体的浓度电压曲线划分为多段近似直线。
具体的，将第一电压V1（TVOC）大于等于400mV时的浓度电压曲线作为一段近似直线，该段近似直线的函数关系式为：
CA（TVOC）=6.636V1（TVOC）+1102.3；
将第一电压V1（TVOC）大于等于200mV并且小于400mV时的浓度电压曲线作为一段近似直线，该段近似直线的函数关系式为：
CA（TVOC）=11.485V1（TVOC）-715.67；
将第一电压V1（TVOC）大于等于130mV并且小于200mV时的浓度电压曲线作为一段近似直线，该段近似直线的函数关系式为：
CA（TVOC）=13.968V1（TVOC）-1303.6；
将第一电压V1（TVOC）大于等于120mV并且小于130mV时的浓度电压曲线作为一段近似直线，该段近似直线的函数关系式为：
CA（TVOC）=19.592V1（TVOC）-2343.1；
将第一电压V1（TVOC）小于120mV时的浓度电压曲线作为一段近似直线，该段近似直线的函数关系式为：
CA（TVOC）=5.2135V1（TVOC）-566.45。
步骤S103：获取气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到单种气体的浓度时输出的第二电压。
步骤S104：获取气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到干扰单种气体的气体的浓度时输出的第三电压。
步骤S105：根据第二电压、第三电压和浓度电压关系确定混合气体中单种气体的第二标准体积浓度。
接下来，对步骤S103至步骤S105进行统一说明和解释，具体如下所示：
获取气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到单种气体的第二质量浓度，根据该第二质量浓度能够确定气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到单种气体的第一体积浓度C2；获取气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到干扰单种气体的气体的第三质量浓度，根据该第三质量浓度能够确定气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到干扰单种气体的气体的第二体积浓度C3。根据第二质量浓度确定第一体积浓度C2的原理、根据第三质量浓度确定第第二体积浓度C3的原理均与步骤S102中将质量浓度C转换为体积浓度C′的原理一致，在此不再赘述。
为了方便后期计算，气体浓度检测设备设定为在气体传感器测量得到单种气体的第二质量浓度后，直接将第一体积浓度C2计算出来并上传显示；在气体传感器测量得到单种气体的第三质量浓度后，直接将第二体积浓度C3计算出来并上传显示。相当于，通过气体传感器测量得到的浓度为第一体积浓度C2和第二体积浓度C3。
根据第二质量浓度确定测量得到第一体积浓度C2时气体传感器输出的第二电压V2；根据第三质量浓度确定测量得到第二体积浓度C3时气体传感器输出的第三电压V3。根据第二质量浓度计算得到第二电压V2的原理、根据第三质量浓度计算得到第三电压V3的原理均与步骤S101中根据C1计算得到V1的原理一致，在此不再赘述。
在混合气体环境下，当被测的单种气体受到其他气体干扰时，气体传感器测量的第二质量浓度不准确，则通过第二质量浓度确定的第一体积浓度C2和第二电压V2也不准确，此时需要获取准确的电压即确定测量得到第一体积浓度C2时气体传感器产生的第四电压V4。
本实施例中，第二标准体积浓度CB是在包含有单种气体的混合气体环境下计算得到单种气体的准确浓度。
根据步骤S102能够得知，
CO气体的第二标准体积浓度CB（CO）与第四电压V4（CO）之间的关系式为：
CB（CO）=2.2237（V4（CO）-604）；
SO2气体的第二标准体积浓度CB（SO2）与第四电压V4（SO2）之间的关系式为：
CB（SO2）=0.4393*（V4（SO2）-498）；
NO2气体的第二标准体积浓度CB（NO2）与第四电压V4（NO2）之间的关系式为：
CB（NO2）=0.4299*（V4（NO2）-733）；
O3气体的第二标准体积浓度CB（O3）与第四电压V4（O3）之间的关系式为：
CB（O3）=0.4267*（V4（O3）-770）；
TVOC气体的第二标准体积浓度CB（TVOC）与第四电压V4（TVOC）之间的关系式为：
当第四电压V4（TVOC）大于等于400mV时：
CB（TVOC）=6.636V4（TVOC）+1102.3；
当第四电压V4（TVOC）大于等于200mV并且小于400mV时：
CB（TVOC）=11.485V4（TVOC）-715.67；
当第四电压V4（TVOC）大于等于130mV并且小于200mV时：
CB（TVOC）=13.968V4（TVOC）-1303.6；
当第四电压V4（TVOC）大于等于120mV并且小于130mV时：
CB（TVOC）=19.592V4（TVOC）-2343.1；
当第四电压V4（TVOC）小于120mV时：
CB（TVOC）=5.2135V4（TVOC）-566.45。
通过上述第二标准体积浓度CB与第四电压V4之间的关系式可知，为获取准确的体积浓度即第二标准体积浓度CB，需要先获取第四电压V4。
具体的，在CO、SO2、NO2、O3和TVOC五种气体混合的环境下，确定哪些测量单种气体的气体传感器受到其他气体干扰。
以SO2气体为例，测量SO2气体的气体传感器受到NO2和O3两种气体的影响：在只含有SO2气体的环境下，通入NO2气体，在此过程中，分别检测SO2和NO2气体的体积浓度，在通入NO2气体之后，随着NO2气体的增多，测量的SO2气体的体积浓度逐渐下降，因此对两种气体浓度进行线性拟合，拟合一次项系数小于0，可以得知NO2气体对测量SO2的气体传感器是负响应的。
在只含有SO2气体的环境下，通入O3气体，在此过程中，分别检测SO2和O3气体的体积浓度，在通入O3气体之后，随着O3气体的增多，测量的SO2气体的体积浓度逐渐下降，因此对两种气体浓度进行线性拟合，拟合一次项系数小于0，可以得知O3气体对测量SO2的气体传感器是负响应的。
在只含有SO2气体的环境下，先通入NO2气体，之后通入O3气体，在此过程中，实时检测SO2、NO2和O3三种气体的体积浓度，在通入NO2和O3气体之后，随着NO2和O3气体的增多，测量的SO2气体的体积浓度逐渐下降，对上述三种气体进行线性拟合，拟合系数小于0。
综上，NO2和O3气体对测量SO2的气体传感器是负响应的。
通过matlab曲线拟合方法，计算测量得到SO2气体的第一体积浓度C2（SO2）时气体传感器产生的第四电压V4（SO2）与测量得到SO2气体的第一体积浓度C2（SO2）时气体传感器输出的第二电压V2（SO2）、测量得到NO2气体的第二体积浓度C3（NO2）时气体传感器输出的第三电压V3（NO2）、测量得到O3气体的第二体积浓度C3（O3）时气体传感器输出的第三电压V3（O3）之间电压-电压关系式，并将该电压-电压关系式确定为第四电压V4（SO2）与第二电压V2（SO2）、第三电压V3（NO2）、第三电压V3（O3）之间的电压-电压关系。
通过数据拟合得到的电压-电压关系式为：
V4（SO2）=0.7634*V2（SO2）+0.9244*V3（NO2）+0.6098*V3（O3）-1272.3。
通过测量SO2气体的气体传感器获取第二电压V2（SO2）；通过测量NO2气体的气体传感器获取第三电压V3（NO2）；通过测量O3气体的气体传感器获取第三电压V3（O3）；将V2（SO2）、V3（NO2）和V3（O3）代入至上述的电压-电压关系式，得到第四电压V4（SO2）。
为进一步提高根据第四电压V4获取的第二标准体积浓度CB的准确性，本实施例中，对浓度电压关系进行进一步的确定。
具体的，获取标准设备在包含有单种气体的混合气体环境下测量的单种气体的第三标准体积浓度CC，并将第三标准体积浓度CC视为准确的浓度。
基于matlab曲线拟合方法，根据获取的第四电压V4和第三标准体积浓度CC拟合浓度--电压曲线。注意，此时的第四电压V4与第三标准体积浓度CC对应的是检测同一种单种气体得到的数据。
判断浓度--电压曲线是否近似直线；若是，则将上述中对应的浓度电压曲线的函数关系式或者由浓度电压曲线划分的多段近似直线的函数关系式作为重新确定的浓度电压关系，若否，则将浓度--电压曲线划分为多段近似直线，并将由浓度--电压曲线划分的多段近似直线的函数关系式作为重新确定的浓度电压关系。
以SO2气体为例：根据获取的第四电压V4（SO2）和第三标准体积浓度CC（SO2）拟合浓度--电压曲线，该浓度--电压曲线不近似直线，则将该浓度--电压曲线划分为多段近似直线，并将由该浓度--电压曲线划分的多段近似直线的函数关系式作为重新确定的SO2气体的浓度电压关系。
其中，由SO2气体的浓度--电压曲线划分的多段近似直线的函数关系式具体如下所示：
将V4（SO2）大于等于600mV时的浓度--电压曲线作为一段近似直线，该段近似直线的函数关系式为：
CC（SO2）=0.5139*V4（SO2）-205.36；
当V4（SO2）小于600mV时的浓度--电压曲线作为一段近似直线，该段近似直线的函数关系式为：
CC（SO2）=0.776*（V4（SO2）-471）。
因此，当V4（SO2）大于等于600mV时，第二标准体积浓度CB（SO2）的计算公式为：
CB（SO2）=0.5139*V4（SO2）-205.36；
当V4（SO2）小于600mV时，第二标准体积浓度CB（SO2）的计算公式为：
CB（SO2）=0.776*（V4（SO2）-471）。
将获取的第四电压V4（SO2）代入至对应的第二标准体积浓度CB（SO2）的计算公式中，得到SO2气体的第二标准体积浓度CB（SO2）。
当干扰单种气体的气体也受到其他气体的干扰时，气体传感器测量的第三质量浓度不准确，则通过第三质量浓度确定的第二体积浓度C3和第三电压V3也不准确，此时需要获取干扰单种气体的气体的准确电压，并将该准确电压作为第三电压V3用以计算单种气体的第二标准体积浓度CB。因此，将干扰单种气体的气体作为被测的单种气体，其被测的体积浓度为第一体积浓度C2，干扰该单种气体的气体的体积浓度为第二体积浓度C3，然后获取测量得到第一体积浓度C2时气体传感器产生的第四电压V4即准确电压，该第四电压V4的计算原理和上述计算V4（SO2）的原理一样，在此不再赘述。
当单种气体之间相互干扰时，例如，NO2气体和O3气体之间相互干扰：在只含有NO2气体的环境下，通入O3气体，随着O3气体的增多，测量的NO2气体体积浓度越高，因此，O3气体对测量NO2气体的气体传感器是正响应的；先在只含有O3气体的环境下，通入NO2气体，随着NO2气体的增多，测量的O3气体体积浓度越高，因此，NO2气体对测量O3气体的气体传感器也是正响应的。
因此，上述中测量得到NO2气体的第二体积浓度C3（NO2）时气体传感器输出的第三电压V3（NO2）和测量得到O3气体的第二体积浓度C3（O3）时气体传感器输出的第三电压V3（O3）是不准确的，此时需要获取测量得到NO2气体的第二体积浓度C3（NO2）时气体传感器产生的电压和测量得到O3气体的第二体积浓度C3（O3）时气体传感器产生的电压来作为准确的电压。
具体的，当O3气体作为被测的单种气体时，检测O3气体体积浓度的气体传感器测量得到的O3气体的体积浓度为第一体积浓度C2（O3），NO2气体作为干扰检测O3气体体积浓度的气体传感器的气体，检测NO2气体体积浓度的气体传感器测量得到的NO2气体的体积浓度为第二体积浓度C3（NO2）。
在通入NO2气体之前，第一体积浓度C2（O3）为一个稳定的值，则计算得到的第二电压V2（O3）也是一个稳定的值，将该稳定的值作为初始电压V初始（O3）。在通入NO2气体之后，第一体积浓度C2（O3）有所上升，此时，计算得到测量得到第一体积浓度C2（O3）时气体传感器输出的第二电压V2（O3），其计算原理与上述中根据第一质量浓度C1计算得到第一电压V1的原理一致，在此不再赘述。
根据V初始（O3）和V2（O3）计算测量得到第一体积浓度C2（O3）时气体传感器受影响的电压V影响（O3），具体公式如下：
V影响（O3）=V2（O3）-V初始（O3）。
计算测量得到NO2气体的第二体积浓度C3（NO2）时气体传感器输出的第三电压V3（NO2），根据获取的V影响（O3）和V3（NO2）拟合第一曲线，并确定第一曲线的函数关系式为：
V影响（O3）=1.9891*V3(NO2)-1514。（1）
但是，当测量NO2气体的气体传感器也是受到O3气体影响的，因此，在实际计算中，需要用测量得到NO2气体的第一体积浓度C2（NO2）时气体传感器产生的第四电压V4（NO2）替换公式（1）中的V3(NO2)。替换后得到下列公式：
V影响（O3）=1.9891*V4（NO2）-1514。（2）
当NO2气体作为被测的单种气体时，检测NO2气体体积浓度的气体传感器测量得到的NO2气体的体积浓度为第一体积浓度C2（NO2），O3气体作为干扰检测NO2气体体积浓度的气体传感器的气体，检测O3气体体积浓度的气体传感器测量得到的O3气体的体积浓度为第二体积浓度C3（O3）。
在通入O3气体之前，第一体积浓度C2（NO2）为一个稳定的值，则计算得到的第二电压V2（NO2）也是一个稳定的值，将该稳定的值作为初始电压V初始（NO2）。在通入O3气体之后，第一体积浓度C2（NO2）有所上升，此时，计算得到测量得到第一体积浓度C2（NO2）时气体传感器输出的第二电压V2（NO2），其计算原理与上述中根据第一质量浓度C1计算得到第一电压V1的原理一致，在此不再赘述。
根据V初始（NO2）和V2（NO2）计算测量得到第一体积浓度C2（NO2）时气体传感器受影响的电压V影响（NO2），具体公式如下：
V影响（NO2）=V2（NO2）-V初始（NO2）。
计算测量得到O3气体的第二体积浓度C3（O3）时气体传感器输出的第三电压V3（O3），根据获取的V影响（NO2）和V3（O3）拟合第二曲线，并确定第二曲线的函数关系式为：
V影响（NO2）=0.9205*V3（O3）-712.89。（3）
但是，当测量O3气体的气体传感器也是受到NO2气体影响的，因此，在实际计算中，需要用测量得到O3气体的第一体积浓度C2（O3）时气体传感器产生的第四电压V4（O3）替换公式（3）中的V3（O3）。替换后得到下列公式：
V影响（NO2）=0.9205*V4（O3）-712.89。（4）
在气体传感器实际测量中，测量NO2的气体传感器的电压值不仅受到NO2气体的影响，同时也受到O3气体的影响（正响应），同理，测量O3的气体传感器的电压值不仅受到O3气体的影响，同时也受到NO2气体的影响（正响应）。
因此，测量得到O3气体的第一体积浓度C2（O3）时气体传感器输出的第二电压V2（O3）等于得到测量得到O3气体的第一体积浓度C2（O3）时气体传感器产生的第四电压V4（O3）与测量得到第一体积浓度C2（O3）时气体传感器受影响的电压V影响（O3）的和，根据公式（2）可知，第二电压V2（O3）的计算公式如下：
V2（O3）=V4（O3）+V影响（O3）=V4（O3）+1.9891*V4（NO2）-1514。（5）
同理，测量得到NO2气体的第一体积浓度C2（NO2）时气体传感器输出的第二电压V2（NO2）等于得到测量得到NO2气体的第一体积浓度C2（NO2）时气体传感器产生的第四电压V4（NO2）与测量得到第一体积浓度C2（NO2）时气体传感器受影响的电压V影响（NO2）的和，根据公式（4）可知，第二电压V2（NO2）的计算公式如下：
V2（NO2）=V4（NO2）+V影响（NO2）=V4（NO2）+0.9205*V4（O3）-712.89。（6）
通过公式（5）和（6）计算得到：
V2（NO2）=V4（NO2）+（V2（O3）-（1.9891*V4（NO2）-1514））*0.9205-712.89；
V2（NO2）-680.747-V2（O3）*0.9205≈V4（NO2）-1.83*V4（NO2）；
继而得到测量得到NO2气体的体积浓度时气体传感器产生的第四电压V4（NO2）和测量得到O3气体的体积浓度时气体传感器产生的第四电压V4（O3）的计算公式。具体计算公式如下：
V4（NO2）=（V2（NO2）-680.747-V2（O3）*0.9205）/（-0.83）；
V4（O3）=V2（O3）-（（V2（NO2）-680.747-V2（O3）*0.9205）/（-0.83））*1.9891+1514。
值得注意的是，当NO2气体作为被测的单种气体时，检测NO2气体体积浓度的气体传感器测量得到的NO2气体的体积浓度为第一体积浓度C2（NO2），测量得到第一体积浓度C2（NO2）时气体传感器输出的电压为第二电压V2（NO2）；O3气体作为干扰检测NO2气体体积浓度的气体传感器的气体，检测O3气体体积浓度的气体传感器测量得到的O3气体的体积浓度为第二体积浓度C3（O3），测量得到第二体积浓度C3（O3）时气体传感器输出的电压为第三电压V3（O3）。
当O3气体作为被测的单种气体时，检测O3气体体积浓度的气体传感器测量得到的O3气体的体积浓度为第一体积浓度C2（O3），测量得到第一体积浓度C2（O3）时气体传感器输出的电压为第二电压V2（O3）；NO2气体作为干扰检测O3气体体积浓度的气体传感器的气体，检测NO2气体体积浓度的气体传感器测量得到的NO2气体的体积浓度为第二体积浓度C3（NO2），测量得到第二体积浓度C3（NO2）时气体传感器输出的电压为第三电压V3（NO2）。
因此，当NO2气体作为被测的单种气体时，确定测量得到NO2气体的体积浓度时气体传感器产生的第四电压V4（NO2）的计算公式即电压-电压关系式，并将该电压-电压关系式确定为测量NO2气体的气体传感器的第四电压V4（NO2）与第二电压V2（NO2）、测量O3气体的气体传感器的第三电压V3（O3）之间的电压-电压关系。具体计算公式如下：
V4（NO2）=（V2（NO2）-680.747-V3（O3）*0.9205）/（-0.83）。（7）
当O3气体作为被测的单种气体时，确定测量得到O3气体的体积浓度时气体传感器产生的第四电压V4（O3）的计算公式即电压-电压关系式，并将该电压-电压关系式确定为测量O3气体的气体传感器的第四电压V4（O3）与第二电压V2（O3）、测量NO2气体的气体传感器的第三电压V3（NO2）之间的电压-电压关系。具体计算公式如下：
V4（O3）=V2（O3）-（（V3（NO2）-680.747-V2（O3）*0.9205）/（-0.83））*1.9891+1514。（8）
根据公式（7）获取第四电压V4（NO2），根据获取的第四电压V4（NO2）和标准设备测量得到的第三标准体积浓度CC（NO2）拟合浓度--电压曲线，该浓度--电压曲线近似直线，则将上述中对应NO2气体的浓度电压曲线的函数关系式作为重新确定的浓度电压关系。
因此，将通过公式（7）计算得到的V4（NO2）代入至NO2气体的第二标准体积浓度CB（NO2）与第四电压V4（NO2）之间的关系式V4（NO2）=0.4299*（V4（NO2）-733）中，得到NO2气体的第二标准体积浓度CB（NO2）。
根据公式（8）获取第四电压V4（O3），根据获取的第四电压V4（O3）和标准设备测量得到的第三标准体积浓度CC（O3）拟合浓度--电压曲线，该浓度--电压曲线近似直线，则将上述中对应O3气体的浓度电压曲线的函数关系式作为重新确定的浓度电压关系。
因此，将通过公式（8）计算得到的V4（O3）代入至O3气体的第二标准体积浓度CB（O3）与第四电压V4（O3）之间的关系式CB（O3）=0.4267*（V4（O3）-770）中，得到O3气体的第二标准体积浓度CB（O3）。
另外，将计算得到的V4（NO2）作为V3（NO2），将计算得到的V4（O3）作为V3（O3）代入至V4（SO2）=0.7634*V2（SO2）+0.9244*V3（NO2）+0.6098*V3（O3）-1272.3中，得到测量得到SO2气体的第一体积浓度C2（SO2）时气体传感器产生的第四电压V4（SO2）。
当检测单种气体的气传感器不受其他气体干扰或者受干扰程度很小时，例如，CO气体与TVOC气体之间干扰很小，可以直接用测量得到第一体积浓度C2时气体传感器输出的第二电压V2作为第四电压V4代入至对应的第二标准体积浓度CB与第四电压V4之间的关系式中，以获取第二标准体积浓度CB。
为了更好地实施以上方法，本申请实施例还提供了一种气体浓度检测装置，该装置具体可以集成在气体浓度检测设备中，例如终端或服务器等设备中。
图2为本申请实施例提供的一种气体浓度检测装置的结构框图，如图2所示，该装置主要包括：
第一获取模块201，用于获取气体传感器在单种气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的第一电压；
第一确定模块202，用于获取在单种气体环境下测量的单种气体的第一标准体积浓度，根据第一标准体积浓度和第一电压确定单种气体的浓度电压关系；
第二获取模块203，用于获取气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到单种气体的浓度时输出的第二电压；
第三获取模块204，用于获取气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到干扰单种气体的气体的浓度时输出的第三电压；以及
第二确定模块205，用于根据第二电压、第三电压和浓度电压关系确定混合气体中单种气体的第二标准体积浓度。
作为本实施例的一种可选实施方式，第一确定模块202，具体用于根据第一标准体积浓度和第一电压拟合浓度电压曲线；根据浓度电压曲线确定单种气体的浓度电压关系。
作为本实施例的一种可选实施方式，第一确定模块202，具体还用于判断浓度电压曲线是否近似直线；若是，则将浓度电压曲线的函数关系式确定为浓度电压关系；若否，则将浓度电压曲线划分为多段近似直线，并将多段近似直线的函数关系式确定为浓度电压关系。
作为本实施例的一种可选实施方式，第二确定模块205，具体用于根据第二电压、第三电压及第四电压三者之间的电压-电压关系，获取第四电压，第四电压为气体传感器在包含有单种气体的混合气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的；根据第四电压和浓度电压关系确定混合气体中单种气体的第二标准体积浓度。
作为本实施例的一种可选实施方式，第二确定模块205，具体还用于获取在包含有单种气体的混合气体环境下测量的单种气体的第三标准体积浓度，根据第三标准体积浓度和第四电压重新确定单种气体的浓度电压关系；根据第四电压和重新确定的浓度电压关系确定混合气体中单种气体的第二标准体积浓度。
上述实施例提供的方法中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的气体浓度检测装置，通过前述对气体浓度检测方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中的气体浓度检测装置的实施方法，为了说明书的简洁，在此不再详述。
为了更好地执行上述方法的程序，本申请实施例还提供一种气体浓度检测设备，如图3所示，气体浓度检测设备300包括存储器301和处理器302。
气体浓度检测设备300可以以各种形式来实施，包括手机、平板电脑、掌上电脑、笔记本电脑和台式计算机等设备。
其中，存储器301可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器301可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如根据第一质量浓度计算第一电压和确定浓度电压曲线的函数关系式等)以及用于实现上述实施例提供的气体浓度检测方法的指令等；存储数据区可存储上述实施例提供的气体浓度检测方法中涉及到的数据等。
处理器302可以包括一个或者多个处理核心。处理器302通过运行或执行存储在存储器301内的指令、程序、代码集或指令集，调用存储在存储器301内的数据，执行本申请的各种功能和处理数据。处理器302可以为特定用途集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、数字信号处理装置(DigitalSignalProcessingDevice，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)、中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)、控制器、微控制器和微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器302功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。该计算机可读存储介质存储有能够被处理器加载并执行上述实施例的气体浓度检测方法的计算机程序。
本申请具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种气体浓度检测方法，其特征在于，包括：
获取气体传感器在单种气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的第一电压；
获取在单种气体环境下测量的所述单种气体的第一标准体积浓度，根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压确定所述单种气体的浓度电压关系；
获取气体在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到所述单种气体的浓度时输出的第二电压；
获取气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到干扰所述单种气体的气体的浓度时输出的第三电压；
根据所述第二电压、所述第三电压及第四电压三者之间的电压-电压关系，获取所述第四电压，所述第四电压为气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到所述单种气体的浓度时产生的；
根据所述第四电压和所述浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度；获取在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量的所述单种气体的第三标准体积浓度，根据所述第三标准体积浓度和所述第四电压重新确定所述单种气体的浓度电压关系；
根据所述第四电压和重新确定的浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压确定所述单种气体的浓度电压关系包括：
根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压拟合浓度电压曲线；
根据所述浓度电压曲线确定所述单种气体的浓度电压关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述浓度电压曲线确定所述单种气体的浓度电压关系包括：
判断所述浓度电压曲线是否近似直线；
若是，则将所述浓度电压曲线的函数关系式确定为所述浓度电压关系；
若否，则将所述浓度电压曲线划分为多段近似直线，并将所述多段近似直线的函数关系式确定为所述浓度电压关系。
4.一种气体浓度检测装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取气体传感器在单种气体环境下测量得到单种气体的浓度时产生的第一电压；
第一确定模块，用于获取在单种气体环境下测量的所述单种气体的第一标准体积浓度，根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压确定所述单种气体的浓度电压关系；
第二获取模块，用于获取气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到所述单种气体的浓度时输出的第二电压；
第三获取模块，用于获取气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到干扰所述单种气体的气体的浓度时输出的第三电压；以及
第二确定模块，用于
根据所述第二电压、所述第三电压及第四电压三者之间的电压-电压关系，获取所述第四电压，所述第四电压为气体传感器在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量得到所述单种气体的浓度时产生的；根据所述第四电压和所述浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度；获取在包含有所述单种气体的混合气体环境下测量的所述单种气体的第三标准体积浓度，根据所述第三标准体积浓度和所述第四电压重新确定所述单种气体的浓度电压关系；根据所述第四电压和重新确定的浓度电压关系确定混合气体中所述单种气体的第二标准体积浓度。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：
根据所述第一标准体积浓度和所述第一电压拟合浓度电压曲线；
根据所述浓度电压曲线确定所述单种气体的浓度电压关系；
其中，所述第一确定模块具体还用于：
判断所述浓度电压曲线是否近似直线；
若是，则将所述浓度电压曲线的函数关系式确定为所述浓度电压关系；
若否，则将所述浓度电压曲线划分为多段近似直线，并将所述多段近似直线的函数关系式确定为所述浓度电压关系。
6.一种气体浓度检测设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被所述处理器加载并执行如权利要求1至3中任一种方法的计算机程序。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至3中任一种方法的计算机程序。
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