CN114216938A - 一种气体浓度检测补偿方法及装置 - Google Patents

一种气体浓度检测补偿方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114216938A
CN114216938A CN202210164363.3A CN202210164363A CN114216938A CN 114216938 A CN114216938 A CN 114216938A CN 202210164363 A CN202210164363 A CN 202210164363A CN 114216938 A CN114216938 A CN 114216938A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
gas concentration
offset
resistance value
functional relation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210164363.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114216938B (zh
Inventor
苗晓楠
虞敏杰
王靓钰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Chint Instrument and Meter Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Chint Instrument and Meter Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Chint Instrument and Meter Co Ltd filed Critical Zhejiang Chint Instrument and Meter Co Ltd
Priority to CN202210164363.3A priority Critical patent/CN114216938B/zh
Publication of CN114216938A publication Critical patent/CN114216938A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114216938B publication Critical patent/CN114216938B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本发明提供了一种气体浓度检测补偿方法、装置,该方法包括如下步骤:检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算当前环境下传感器电阻值,第一函数关系用于表示传感器电阻值与环境温湿度之间的函数关系;根据当前环境下传感器电阻值,利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度,其中气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值;获取传感器工作时间,确定偏移比例;根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量;利用气体浓度的偏移量对气体浓度进行补偿,得到补偿后的气体浓度。同时考虑环境温湿度的影响以及传感器自身硬件老化的因素,提高了传感器气体浓度检测的准确性。

Description

一种气体浓度检测补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及燃气泄露传感器技术领域,具体涉及一种气体浓度检测补偿方法及装置。
背景技术
燃气泄露报警器是目前人们生活中非常重要的燃气安全设备,燃气泄漏报警器通过气体传感器等探测周围环境中的低浓度可燃气体,通过采样电路,将探测信号用模拟量或数字量传递给控制器或控制电路,当可燃气体浓度超过控制器或控制电路中设定的值时,控制器通过执行器或执行电路发出报警信号,告知用户,以降低泄露事故的发生率。
但检测燃气泄露的传感器随着温湿度变化、元器件的老化和敏感元件的消耗,会产生一定程度的漂移,导致检测的燃气浓度值不准确。目前已经有关于温度变化产生的漂移而进行补偿的方法。例如,中国专利CN203224470U《热导式甲烷传感器温度漂移补偿电路》中公开了通过硬件电路优化来减少漂移,但无法确保增加的用于补偿的元器件本身的损耗是否会对补偿产生影响。又如,中国专利CN109164216A《一种带输出补偿的甲烷传感器及零点补偿方法》中公开了利用微控制器接收温度传感器采集的环境温度数据和甲烷催化原件的输出电压,并根据所述环境温度数据对所述甲烷催化原件的输出值进行对应修正,但未公开具体地的修正方法。
发明内容
因此,本发明要解决现有技术中检测燃气泄露的传感器随着温湿度变化、硬件老化及消耗,产生一定程度的漂移,导致检测的燃气浓度值不准确的技术问题,从而提供一种气体浓度检测补偿方法及装置。
根据第一方面,本发明实施例提供了一种气体浓度检测补偿方法,包括如下步骤:
检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算当前环境下传感器电阻值,所述第一函数关系用于表示所述传感器电阻值与环境温湿度之间的函数关系;
根据所述当前环境下传感器电阻值,利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度,其中所述气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值;
获取传感器工作时间,确定偏移比例;
根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量;
利用所述气体浓度的偏移量对所述当前环境下气体浓度进行补偿,得到补偿后的气体浓度。
可选地,通过以下步骤建立所述第一函数关系:
选取标定的气体浓度值;
获取在所述标定的气体浓度值下不同温湿度对应的传感器电阻值,得到多组温湿度及其对应的传感器电阻值;
利用多组温湿度及其对应的传感器电阻值,确定出所述温湿度与传感器电阻值之间的第一函数关系。
可选地,所述根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量,包括:
记录传感器在每个时间段的所述偏移比例;
将传感器每个时间段对应的所述偏移比例,确定出所述偏移比例与传感器工作时间之间的函数关系,作为第二函数关系;
根据所述第二函数关系及所述传感器工作时间,计算所述气体浓度的偏移量。
可选地,通过以下步骤建立所述气体浓度对照表,包括:
步骤A,检测气体在不同浓度值下,对应的传感器标准电阻值,得到多组浓度值与其对应的所述传感器标准电阻值;
步骤B,利用所述传感器标准电阻值及其对应的浓度值,确定出所述浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系;
选取不同气体,重复上述步骤A及步骤B,获得多组浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系;
将满足所述浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系的所有浓度值,以及与所述浓度值对应的所述传感器标准电阻值,均记录在所述气体浓度对照表中。
可选地,所述第一函数关系为:
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
其中,RS和R0均为所述传感器电阻值,RS为当前环境下的传感器电阻值,R0为标准环境及标准浓度下测得的传感器电阻值,RHx为环境湿度,T为环境温度,a、b、c、d、f、g、h、i为常数。
可选地,所述第二函数关系为:
f(t) = 0.9387*exp(7.601e-6*t)
其中,t为所述传感器工作时间,f(t)为所述偏移量,exp()表示以自然常数e为底的指数函数,e为自然常数。
根据第二方面,本发明实施例提供了一种气体浓度检测补偿装置,包括:
检测模块,用于检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算当前环境下传感器电阻值,所述第一函数关系用于表示所述传感器电阻值与环境温湿度之间的函数关系;
确定模块,用于根据所述当前环境下传感器电阻值,利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度,其中所述气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值;
偏移模块,用于获取传感器工作时间,确定偏移比例;
计算模块,用于根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量;
补偿模块,用于利用所述气体浓度的偏移量对所述当前环境下气体浓度进行补偿,得到补偿后的气体浓度。
可选地,所述计算模块还包括:
记录单元,用于记录传感器在每个时间段的所述偏移比例;
对应单元,用于将传感器每个时间段对应的所述偏移比例,确定出所述偏移比例与传感器工作时间之间的函数关系,作为第二函数关系;
计算单元,用于根据所述第二函数关系及传感器工作时间,计算所述气体浓度的偏移量。
根据第三方面,本发明实施例提供了一种计算机设备,包括:存储器和处理器,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器中存储有计算机指令,所述处理器通过执行所述计算机指令,从而执行上述的气体浓度检测补偿方法。
根据第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的气体浓度检测补偿方法。
本发明技术方案,具有如下优点:
本发明提供了一种气体浓度检测补偿方法,首先通过温湿度传感器检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算出当前环境下传感器电阻值,并利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度。其次,获取传感器工作时间,确定偏移比例,根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量,利用所述气体浓度的偏移量对当前环境下气体浓度进行补偿,从而得到在当前环境下,当前工作时间下补偿后的气体浓度。同时考虑环境温湿度的影响以及传感器自身硬件老化的因素,不仅提高了传感器气体浓度检测的准确性,而且还补偿了元器件本身的损耗对气体检测的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中一种气体浓度检测补偿方法的一个具体示例的流程图;
图2为本发明实施例1中气体浓度检测的一个结构示意图;
图3为本发明实施例1中传感器电阻值与环境温湿度的一个具体示例的关系图;
图4为本发明实施例1中传感器电阻值与气体及气体浓度的一个具体示例的关系图;
图5为本发明实施例1中传感器工作时间与偏移比例的一个具体示例的关系图;
图6为本发明实施例2中一种气体浓度检测补偿装置的一个具体示例的原理框图;
图7为本发明实施例3中一种计算机设备的一个具体示例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通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,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种气体浓度检测补偿方法,该补偿方法主要由传感器对气体进行检测,通过MCU控制模块测得其电压值,并通过计算获得其电阻值,再根据电阻值获得其具体的气体浓度;其次,气体浓度的检测受温湿度的影响,通过温度传感器对传感器周围的环境温度及湿度进行采集,由MCU控制模块等硬件设备对当前环境下气体浓度进行补偿;传感器除了受环境温湿度的影响,传感器的检测结果还受其自身硬件老化的影响,通过服务器等设备的计算,将计算数据输出至MCU控制模块等硬件设备,并与当前环境下气体浓度进行结合,从而实现对气体浓度检测的补偿,如图1所示,包括如下步骤:
步骤S101,检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算当前环境下传感器电阻值,所述第一函数关系用于表示所述传感器电阻值与环境温湿度之间的函数关系。
本发明实施例中的传感器以燃气传感器为例,如图2所示,Rs为燃气传感器,RL为分压电阻,其中燃气传感器可以是半导体燃气传感器、热导热线式燃气传感器等,用于检测当前环境下气体浓度。具体地,通过图2中MCU控制模块,将测得的燃气传感器的电压值转换为电阻值,通过电阻值确定其气体浓度。图2中HTU21D为温湿度传感器,用于检测当前环境下温度及湿度。由于燃气传感器硬件中存在气敏元件、半导体等敏感器件,容易在环境温湿度的影响下,造成燃气传感器中电导率等的变化,从而影响最终气体浓度的确定。因此本发明中,首先通过检测当前环境下的温度及湿度,再通过预先建立的传感器电阻值与环境温湿度之间的第一函数关系,从而计算出当前环境下传感器电阻值。所述第一函数关系的建立,将在下文介绍。
步骤S102,根据所述当前环境下传感器电阻值,利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度,其中所述气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值。
如上所述,将计算出的当前环境下的传感器电阻值,利用气体浓度对照表确定出对应的当前环境下的气体浓度。
所述气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值。例如:本实施例中,燃气传感器用于检测甲烷气体浓度,相应地,气体浓度对照表中记录着燃气传感器在不同的电阻值下,各个电阻值所对应的甲烷气体浓度值。例如,当计算出的电阻值为0.1Ω时,对应的甲烷气体浓度值为1000ppm。该气体浓度对照表为燃气传感器在标准环境下,也就是常温20℃、相对湿度55%RH的环境下,不断改变气体浓度值所测得的该气体浓度值所对应的传感器电阻值,通过拟合后获得不同气体,在不同气体浓度值下与标准传感器电阻值之间的关系曲线图,如图4所示。将关系曲线图中,不同气体、气体浓度值与标准传感器电阻值的对应关系记录在气体浓度对照表中。利用燃气传感器检测其他气体浓度值,例如酒精、丙烷等的情况时,同理可得。
通过计算出的当前环境下传感器电阻值,并利用气体浓度对照表确定当前环境下气体浓度,可以提高在当期环境下获得的气体的浓度值的准确性,而非采用现有技术中对MCU控制模块获得的电压值以及温湿度值进行采样再进行修正的方法,本发明实施例的方法,直接通过预先建立的第一函数关系以及气体浓度对照表进行当前环境下气体浓度值的确定,不仅效率快,而且准确性高。
步骤S103,获取传感器工作时间,确定偏移比例。
传感器除了受环境温湿度的影响,其检测结果还受其自身硬件老化的影响。本实施例中,以燃气传感器为例,可以通过获取燃气传感器的工作时间,来确定其偏移比例。具体地,当燃气传感器开始工作时,在标准环境下,相对浓度下,记录每个时间段的浓度值,将每个时间段测得的浓度值与通过更精密的设备测得的浓度值做比值,从而确定每个时间段的偏移比例,也即是,每个时间段测得的浓度值与通过更精密的设备测得的浓度值的比值则为所述偏移比例。利用选取的时间段以及每个时间段对应的偏移比例,拟合出传感器工作时间与偏移比例之间的函数关系。
步骤S104,根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量。
通过建立的传感器工作时间与偏移比例之间的函数关系,可以计算出在当前传感器工作时间下,气体浓度的偏移量,也就是气体浓度的误差。
步骤S105,利用所述气体浓度的偏移量对所述当前环境下气体浓度进行补偿,得到补偿后的气体浓度。
将计算出的当前传感器工作时间下的气体浓度的偏移量,对步骤S102中,通过计算出的当前环境下传感器电阻值,利用气体浓度对照表确定当前环境下气体浓度进行补偿,获得最终的补偿后的气体浓度,也即是,在当前环境下,当前工作时间下的补偿后的气体浓度。
本实施例中,首先通过温湿度传感器检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算出当前环境下传感器电阻值,并利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度。其次,获取传感器工作时间,确定偏移比例,根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量,利用所述气体浓度的偏移量对当前环境下气体浓度进行补偿,从而得到在当前环境下,当前工作时间下补偿后的气体浓度。同时考虑环境温湿度的影响以及传感器自身硬件老化的因素,不仅提高了传感器气体浓度检测的准确性,而且还补偿了元器件本身的损耗对气体检测的影响。
作为一种可选实施方式,本发明实施例中,通过以下步骤建立所述第一函数关系:
步骤S201,选取标定的气体浓度值;
步骤S202,获取在所述标定的气体浓度值下不同温湿度对应的传感器电阻值,得到多组温湿度及其对应的传感器电阻值;
步骤S203,利用多组温湿度及其对应的传感器电阻值,确定出所述温湿度与传感器电阻值之间的第一函数关系。
本实施例中以燃气传感器检测甲烷气体为例,具体地,选取标定的气体浓度值,本实施例中可以选取5000ppm甲烷,因为甲烷气体浓度大于5000ppm时则视为泄露,5000ppm甲烷也可称为标准浓度。
选定标定的气体浓度值后,不断改变环境温度及湿度,获取不同温湿度所对应的传感器电阻值,从而获得多组温湿度,以及与温湿度对应的传感器电阻值。其多组温湿度中,包括标准温湿度下,也即是20℃/55%RH环境条件下所对应的传感器的电阻值。20℃/55%RH环境条件下所对应的传感器的电阻值,在本实施例中表示为R0。利用多组温湿度及其对应的传感器电阻值,确定出所述温湿度与传感器电阻值之间的第一函数关系,如公式(1)所示。
Figure 612972DEST_PATH_IMAGE002
(1)
其中,RS和R0均为所述传感器电阻值,RS为当前环境下的传感器电阻值,R0为20℃/55%RH标准环境及5000ppm标准浓度下测得的传感器电阻值,RHx为环境湿度,T为环境温度。
环境温湿度与传感器电阻值的曲线关系如图3所示,纵坐标为当前环境下的传感器电阻值与标准环境及标准浓度下测得的传感器电阻值的比值,本实施例中也可以称为传感器电阻值RS/R0,横坐标为环境温度T,本实施例中分别选取了60%RH、30%RH、85%RH的环境湿度。
本实施例中,主要介绍如何建立所述第一函数关系,第一函数关系的建立可以保证传感器不受环境温湿度的影响,保证气体浓度检测的准确性。
作为一种可选实施方式,本发明实施例中,所述根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量,包括:
步骤S301,记录传感器在每个时间段的所述偏移比例;
步骤S302,将传感器每个时间段对应的所述偏移比例,确定出所述偏移比例与传感器工作时间之间的函数关系,作为第二函数关系;
步骤S303,根据所述第二函数关系及所述传感器工作时间,计算所述气体浓度的偏移量。
具体地,当传感器开始工作时,在标准环境下,相对浓度下,记录每个时间段的浓度值,将每个时间段测得的浓度值与通过更精密的设备对传感器测得的浓度值做比值,从而确定每个时间段的偏移比例,如图5所示,横坐标为时间段,纵坐标为偏移比例,本实施例中以天为时间单位,因此横坐标代表天数。
利用选取的时间段以及每个时间段对应的偏移比例,拟合出传感器工作时间与偏移比例之间的第二函数关系,如公式(2)所示。通过建立的传感器工作时间与偏移比例之间的函数关系,计算出在当前传感器工作时间下,气体浓度的偏移量,也就是气体浓度的误差。将计算出的当前传感器工作时间下的气体浓度的偏移量,对步骤S102中,通过计算出的当前环境下传感器电阻值,利用气体浓度对照表确定当前环境下气体浓度进行补偿,获得最终的补偿后的气体浓度,也即是,在当前环境下,当前工作时间下的补偿后的气体浓度。所述第二函数关系,如公式(2)所示:
f(t) = 0.9387*exp(7.601e-6*t)(2)
其中,t为所述传感器工作时间,f(t)为所述偏移量,exp()表示以常数e为底的指数函数,e为自然常数。
本实施例中,利用选取的时间段以及每个时间段对应的偏移比例,拟合出传感器工作时间与偏移比例之间的第二函数关系,通过传感器工作时间,便可以计算出气体浓度的偏移量,第二函数关系的建立可以保证传感器不受传感器自身硬件老化的影响,保证气体浓度检测的准确性。
作为一种可选实施方式,本发明实施例中,通过以下步骤建立所述气体浓度对照表,包括:
步骤A,检测气体在不同浓度值下,对应的传感器标准电阻值,得到多组浓度值与其对应的所述传感器标准电阻值;
步骤B,利用所述传感器标准电阻值及其对应的浓度值,确定出所述浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系;
选取不同气体,重复上述步骤A及步骤B,获得多组浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系;
将满足所述浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系的所有浓度值,以及与所述浓度值对应的所述传感器标准电阻值,均记录在所述气体浓度对照表中。
如步骤S102所述,所述气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值,也即是传感器标准电阻值所对应的气体的浓度值。具体地,以燃气传感器检测甲烷气体为例,将燃气传感器置于标准环境下,也就是常温20℃、相对湿度55%RH的环境下,不断改变甲烷气体浓度值,检测所测得的该甲烷气体浓度值所对应的传感器标准电阻值,得到多组甲烷浓度值与其对应的所述传感器标准电阻值。通过拟合,获得甲烷气体,在不同甲烷气体浓度值下与传感器标准电阻值之间的关系曲线图,如图4所示。其纵坐标为传感器标准电阻值RS/R0,此处RS/R0即为传感器电阻值,也为传感器标准电阻值,横坐标为气体浓度,图中分别为空气1、酒精2、丙烷3、甲烷4四种不同气体与传感器电阻值、及传感器电阻值所对应的气体的浓度值之间的关系曲线图。将关系曲线图中,不同气体、气体浓度值与标准传感器电阻值的对应关系均记录在气体浓度对照表中。利用燃气传感器检测其他气体浓度值,例如酒精、丙烷等的情况时,同理可得。
作为一种可选实施方式,本发明实施例中,所述第一函数关系为:
Figure DEST_PATH_IMAGE003
(3)
其中,RS和R0均为所述传感器电阻值,RS当前环境下的传感器电阻值,R0为标准环境及标准浓度下测得的传感器电阻值,RHx为环境湿度,T为环境温度,a、b、c、d、f、g、h、i为常数。
通过本实施例中的以燃气传感器检测甲烷气体为例,选取5000ppm的甲烷气体浓度值,不断改变环境温度及湿度,获取不同温湿度所对应的传感器电阻值,从而获得多组温湿度,以及与温湿度对应的传感器电阻值。其多组温湿度中,包括标准温湿度下,也即是20℃/55%RH环境条件下所对应的传感器的电阻值R0。利用多组温湿度及其对应的传感器电阻值,确定出所述温湿度与传感器电阻值之间的第一函数关系为:
Figure 858009DEST_PATH_IMAGE004
(1)
其中,RS和R0均为所述传感器电阻值,RS为当前环境下的传感器电阻值,R0为20℃/55%RH标准环境及5000ppm标准浓度下测得的传感器电阻值,RHx为环境湿度,T为环境温度。
作为一种可选实施方式,本发明实施例中,所述第二函数关系为:
f(t) = 0.9387*exp(7.601e-6*t)(2)
其中,t为所述传感器工作时间,f(t)为所述偏移量,exp()表示以自然常数e为底的指数函数,e为自然常数。
实施例2
本实施例提供一种气体浓度检测补偿装置,该装置可以用于执行上述实施例1中的气体浓度检测补偿方法,该装置可以设置在MCU控制模块或服务器及其它硬件设备内部,模块间相互配合,从而实现对气体浓度检测的补偿,如图6所示,该装置包括:
检测模块201,用于检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算当前环境下传感器电阻值,所述第一函数关系用于表示所述传感器电阻值与环境温湿度之间的函数关系;
确定模块202,用于根据所述当前环境下传感器电阻值,利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度,其中所述气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值;
偏移模块203,用于获取传感器工作时间,确定偏移比例;
计算模块204,用于根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量;
补偿模块205,用于利用所述气体浓度的偏移量对所述当前环境下气体浓度进行补偿,得到补偿后的气体浓度。
本实施例中,首先通过温湿度传感器检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算出当前环境下传感器电阻值,并利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度。其次,获取传感器工作时间,确定偏移比例,根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量,利用所述气体浓度的偏移量对当前环境下气体浓度进行补偿,从而得到在当前环境下,当前工作时间下补偿后的气体浓度。同时考虑环境温湿度的影响以及传感器自身硬件老化的因素,不仅提高了传感器气体浓度检测的准确性,而且还补偿了元器件本身的损耗对气体检测的影响。
作为一种可选实施方式,在本发明实施例中,所述计算模块还包括:
记录单元,用于记录传感器在每个时间段的所述偏移比例;
对应单元,用于将传感器每个时间段对应的所述偏移比例,确定出所述偏移比例与传感器工作时间之间的函数关系,作为第二函数关系;
计算单元,用于根据所述第二函数关系及传感器工作时间,计算所述气体浓度的偏移量。
本实施例中,利用选取的时间段以及每个时间段对应的偏移比例,拟合出传感器工作时间与偏移比例之间的第二函数关系,通过传感器工作时间,便可以计算出气体浓度的偏移量,第二函数关系的建立可以保证传感器不受传感器自身硬件老化的影响,保证气体浓度检测的准确性。
关于上述装置部分的具体描述,可以参见上述方法实施例,这里不再赘述。
实施例3
本实施例提供一种计算机设备,如图7所示,该计算机设备包括处理器301和存储器302,其中处理器301和存储器302可以通过总线或者其他方式连接,图7中以通过总线连接为例。
处理器301可以为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)。处理器301还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)、嵌入式神经网络处理器(Neural-network ProcessingUnit,NPU)或者其他专用的深度学习协处理器、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片,或者上述各类芯片的组合。
存储器302作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中气体浓度检测补偿方法。对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非暂态软件程序、指令以及模块,从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例中气体浓度检测补偿方法。
存储器302还可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储处理器301所创建的数据等。此外,存储器302可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或者其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中,存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至处理器301。上述网络的实施例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述存储器302中存储一个或者多个模块,当被所述处理器301执行时,执行如图1所示实施例中的气体浓度检测补偿方法。
上述计算机设备具体细节可以对应参阅图1所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解,此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令可执行上述任意实施例中的气体浓度检测补偿方法。其中,所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体 (Read-Only Memory,ROM)、随机存储记忆体 (Random Access Memory,RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive,缩写:HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)等;所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种气体浓度检测补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:
检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算当前环境下传感器电阻值,所述第一函数关系用于表示所述传感器电阻值与环境温湿度之间的函数关系;
根据所述当前环境下传感器电阻值,利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度,其中所述气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值;
获取传感器工作时间,确定偏移比例;
根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量;
利用所述气体浓度的偏移量对所述当前环境下气体浓度进行补偿,得到补偿后的气体浓度。
2.根据权利要求1所述的气体浓度检测补偿方法,其特征在于,通过以下步骤建立所述第一函数关系:
选取标定的气体浓度值;
获取在所述标定的气体浓度值下不同温湿度对应的传感器电阻值,得到多组温湿度及其对应的传感器电阻值;
利用多组温湿度及其对应的传感器电阻值,确定出所述温湿度与传感器电阻值之间的第一函数关系。
3.根据权利要求1所述的气体浓度检测补偿方法,其特征在于,所述根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量,包括:
记录传感器在每个时间段的所述偏移比例;
将传感器每个时间段对应的所述偏移比例,确定出所述偏移比例与传感器工作时间之间的函数关系,作为第二函数关系;
根据所述第二函数关系及所述传感器工作时间,计算所述气体浓度的偏移量。
4.根据权利要求1所述的气体浓度检测补偿方法,其特征在于,通过以下步骤建立所述气体浓度对照表,包括:
步骤A,检测气体在不同浓度值下,对应的传感器标准电阻值,得到多组浓度值与其对应的所述传感器标准电阻值;
步骤B,利用所述传感器标准电阻值及其对应的浓度值,确定出所述浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系;
选取不同气体,重复上述步骤A及步骤B,获得多组浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系;
将满足所述浓度值与所述传感器标准电阻值之间的函数关系的所有浓度值,以及与所述浓度值对应的所述传感器标准电阻值,均记录在所述气体浓度对照表中。
5.根据权利要求2所述的气体浓度检测补偿方法,其特征在于,所述第一函数关系为:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中,RS和R0均为所述传感器电阻值,RS为当前环境下的传感器电阻值,R0为标准环境及标准浓度下测得的传感器电阻值,RHx为环境湿度,T为环境温度,a、b、c、d、f、g、h、i为常数。
6.根据权利要求3所述的气体浓度检测补偿方法,其特征在于,所述第二函数关系为:
f(t) = 0.9387*exp(7.601e-6*t)
其中,t为所述传感器工作时间,f(t)为所述偏移量,exp()表示以自然常数e为底的指数函数,e为自然常数。
7.一种气体浓度检测补偿装置,其特征在于,包括:
检测模块,用于检测当前环境下温湿度,利用预先建立的第一函数关系,计算当前环境下传感器电阻值,所述第一函数关系用于表示所述传感器电阻值与环境温湿度之间的函数关系;
确定模块,用于根据所述当前环境下传感器电阻值,利用预先建立的气体浓度对照表,确定当前环境下气体浓度,其中所述气体浓度对照表中记录着传感器不同电阻值所对应的气体的浓度值;
偏移模块,用于获取传感器工作时间,确定偏移比例;
计算模块,用于根据所述传感器工作时间以及所述偏移比例计算气体浓度的偏移量;
补偿模块,用于利用所述气体浓度的偏移量对所述气体浓度进行补偿,得到补偿后的气体浓度。
8.根据权利要求7所述的气体浓度检测补偿装置,其特征在于,所述计算模块还包括:
记录单元,用于记录传感器在每个时间段的所述偏移比例;
对应单元,用于将传感器每个时间段对应的所述偏移比例,确定出所述偏移比例与传感器工作时间之间的函数关系,作为第二函数关系;
计算单元,用于根据所述第二函数关系及传感器工作时间,计算所述气体浓度的偏移量。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括:
存储器和处理器,所述存储器和所述处理器之间互相通信连接,所述存储器中存储有计算机指令,所述处理器通过执行所述计算机指令,从而执行权利要求1-6任一项所述的气体浓度检测补偿方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-6任一项所述的气体浓度检测补偿方法。
CN202210164363.3A 2022-02-23 2022-02-23 一种气体浓度检测补偿方法及装置 Active CN114216938B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210164363.3A CN114216938B (zh) 2022-02-23 2022-02-23 一种气体浓度检测补偿方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210164363.3A CN114216938B (zh) 2022-02-23 2022-02-23 一种气体浓度检测补偿方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114216938A true CN114216938A (zh) 2022-03-22
CN114216938B CN114216938B (zh) 2022-06-24

Family

ID=80709275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210164363.3A Active CN114216938B (zh) 2022-02-23 2022-02-23 一种气体浓度检测补偿方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114216938B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994262A (zh) * 2022-07-15 2022-09-02 启思半导体(杭州)有限责任公司 数据采集方法、气味检测方法、数据存储系统及装置
CN115468988A (zh) * 2022-09-01 2022-12-13 珠海市德润通电子科技有限公司 一种tVOC气体检测方法、终端及存储介质
CN117470921A (zh) * 2023-12-28 2024-01-30 启思半导体(杭州)有限责任公司 Mems气体传感器阵列的信号采集方法及系统
CN118072463A (zh) * 2024-04-18 2024-05-24 北京市计量检测科学研究院 一种模块化报警器的设计及标定方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093241A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Koito Ind Ltd ガスセンサ特性補償装置およびガス濃度測定装置
CN102680518A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 河南汉威电子股份有限公司 补偿式气体传感器及其温湿度补偿方法
CN106053724A (zh) * 2016-05-25 2016-10-26 深圳市欧瑞博电子有限公司 基于云计算的气体传感器精度补偿方法及装置
CN108982396A (zh) * 2018-05-30 2018-12-11 南京信息工程大学 一种红外co2气体传感器及其标定系统和温湿度补偿方法
CN109060899A (zh) * 2018-06-29 2018-12-21 广州瑞普医疗科技有限公司 电化学传感器测量结果的补偿方法、装置和设备
CN110018275A (zh) * 2019-04-10 2019-07-16 南京能启能电子科技有限公司 一种带补偿功能的气体探测器和补偿方法
CN110220945A (zh) * 2019-04-23 2019-09-10 金卡智能集团股份有限公司 半导体气体传感器的全量程温度补偿方法
CN110646466A (zh) * 2019-08-30 2020-01-03 浙江大华技术股份有限公司 半导体式气体传感器的校准方法、系统和设备
CN111830110A (zh) * 2020-08-17 2020-10-27 江苏利得智能监测科技有限公司 一种氧气传感器自校准方法、装置及系统
WO2020253175A1 (zh) * 2019-06-21 2020-12-24 珠海格力电器股份有限公司 一种甲醛浓度检测方法、装置及空气净化器
CN112352153A (zh) * 2019-05-29 2021-02-09 深圳智人环保科技有限公司 一种消除环境温湿度变化影响的气体检测系统及其方法
WO2022035254A1 (ko) * 2020-08-12 2022-02-17 울산과학기술원 센서 드리프트 보상 방법 및 장치
CN114088890A (zh) * 2022-01-24 2022-02-25 中国农业科学院农业信息研究所 基于深度bp神经网络的自适应温湿度补偿方法及系统

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093241A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Koito Ind Ltd ガスセンサ特性補償装置およびガス濃度測定装置
CN102680518A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 河南汉威电子股份有限公司 补偿式气体传感器及其温湿度补偿方法
CN106053724A (zh) * 2016-05-25 2016-10-26 深圳市欧瑞博电子有限公司 基于云计算的气体传感器精度补偿方法及装置
CN108982396A (zh) * 2018-05-30 2018-12-11 南京信息工程大学 一种红外co2气体传感器及其标定系统和温湿度补偿方法
CN109060899A (zh) * 2018-06-29 2018-12-21 广州瑞普医疗科技有限公司 电化学传感器测量结果的补偿方法、装置和设备
CN110018275A (zh) * 2019-04-10 2019-07-16 南京能启能电子科技有限公司 一种带补偿功能的气体探测器和补偿方法
CN110220945A (zh) * 2019-04-23 2019-09-10 金卡智能集团股份有限公司 半导体气体传感器的全量程温度补偿方法
CN112352153A (zh) * 2019-05-29 2021-02-09 深圳智人环保科技有限公司 一种消除环境温湿度变化影响的气体检测系统及其方法
WO2020253175A1 (zh) * 2019-06-21 2020-12-24 珠海格力电器股份有限公司 一种甲醛浓度检测方法、装置及空气净化器
CN110646466A (zh) * 2019-08-30 2020-01-03 浙江大华技术股份有限公司 半导体式气体传感器的校准方法、系统和设备
WO2022035254A1 (ko) * 2020-08-12 2022-02-17 울산과학기술원 센서 드리프트 보상 방법 및 장치
CN111830110A (zh) * 2020-08-17 2020-10-27 江苏利得智能监测科技有限公司 一种氧气传感器自校准方法、装置及系统
CN114088890A (zh) * 2022-01-24 2022-02-25 中国农业科学院农业信息研究所 基于深度bp神经网络的自适应温湿度补偿方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
苏鑫淼等: "基于STM32的智能家居的门控设计", 《集成电路应用》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994262A (zh) * 2022-07-15 2022-09-02 启思半导体(杭州)有限责任公司 数据采集方法、气味检测方法、数据存储系统及装置
CN114994262B (zh) * 2022-07-15 2022-11-18 启思半导体(杭州)有限责任公司 数据采集方法、气味检测方法、数据存储系统及装置
CN115468988A (zh) * 2022-09-01 2022-12-13 珠海市德润通电子科技有限公司 一种tVOC气体检测方法、终端及存储介质
CN115468988B (zh) * 2022-09-01 2024-06-11 珠海市德润通电子科技有限公司 一种tVOC气体检测方法、终端及存储介质
CN117470921A (zh) * 2023-12-28 2024-01-30 启思半导体(杭州)有限责任公司 Mems气体传感器阵列的信号采集方法及系统
CN117470921B (zh) * 2023-12-28 2024-03-22 启思半导体(杭州)有限责任公司 Mems气体传感器阵列的信号采集方法及系统
CN118072463A (zh) * 2024-04-18 2024-05-24 北京市计量检测科学研究院 一种模块化报警器的设计及标定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114216938B (zh) 2022-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114216938B (zh) 一种气体浓度检测补偿方法及装置
KR20200131831A (ko) 센서 교정
CN109060899B (zh) 电化学传感器测量结果的补偿方法、装置和设备
JP2022537088A (ja) ホルムアルデヒド濃度の検出方法、装置及び空気清浄機
CN110598336B (zh) 热水器用水量预测方法及装置、热水器及电子设备
CN110220945B (zh) 半导体气体传感器的全量程温度补偿方法
US20160069753A1 (en) Method of Predicting an Ambient Temperature around a Mobile Device, Computer Program Product and Mobile Device
JP4927639B2 (ja) ガス警報器
CN103575770A (zh) 用于操作便携式电子装置的方法
US20150177076A1 (en) Method for determining the ambient temperature of a mobile device
CN108779995B (zh) 用于检测环境参数的传感器和用于校准这种传感器的方法
CN106092375B (zh) 机载设备地面温度传感器的校验方法及校验仪器
JP2021508817A (ja) シャント抵抗の電流値補正システムおよび方法
JP5986833B2 (ja) 可燃性ガス検出装置
US9267912B2 (en) Apparatus for analyzing gas information
JP2016011928A (ja) ガス検出器およびプログラム
JP5464694B2 (ja) 容量式湿度センサー
JP5893982B2 (ja) ガス検出装置
CN108225782B (zh) 用于模拟宽带型λ传感器的电气响应的测试台
CN114791142B (zh) 新风系统的控制方法、装置、电子装置和计算机设备
CN113984338A (zh) 一种温控激光器跳模检测方法、装置及存储介质
CN113189272A (zh) 气体传感器监测数据的修正方法和烹饪设备
JP6636797B2 (ja) ガス検出器およびプログラム
CN113655093B (zh) 气体浓度检测方法、装置、设备及介质
US20220252486A1 (en) Method and apparatus for collecting odor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: Zhengtai Instrument Measurement Industrial Park, No.1 Liangce Road, Beibaixiang Town, Leqing City, Wenzhou City, Zhejiang Province, 325603

Patentee after: ZHEJIANG CHINT INSTRUMENT & METER Co.,Ltd.

Address before: 325603 Wenzhou Daqiao Industrial Park, Yueqing City, Wenzhou City, Zhejiang Province

Patentee before: ZHEJIANG CHINT INSTRUMENT & METER Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address