CN116930420A - 一种气体复合恶臭检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体复合恶臭检测方法，包括以下步骤：(A1)气体传感器获得多种气体的浓度值Ci，其中，i＝1,2…N,N是大于2的整数；(A2)处理器根据所述浓度值Ci以及以下映射关系获得恶臭OU值。本申请考虑到各种气体浓度、温度、相对湿度等参数对OU值计算的影响，提出了新的计算方式，提高了OU值的准确性；对比结果表明，本专利给出的OU值与嗅辩OU值间偏差小。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种气体复合恶臭检测方法。
背景技术
对于复合恶臭OU值的计算，主要有完全拟合法和理论模拟法，如：
专利CN105259318A和CN105486812A中，均是基于偏最小二乘法对环境监测仪器的响应值和嗅辩OU值进行完全拟合，这种纯粹基于数学原理计算得到的拟合算法不能科学反映恶臭嗅觉感知与恶臭污染各因子之间的真实关系。
专利CN111766337B公开了基于加和算法理论，进一步使用实际嗅辩OU值进行参数修正，这一算法反映了嗅觉感知与恶臭污染各因子在电子鼻中的响应间的关系，但未反映嗅觉感知与恶臭污染各因子实际浓度之间的关系；同时，该算法认为人体对恶臭的感知是完全线性的，这也存在一定的局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种气体复合恶臭检测方法，其克服了现有技术的上述缺陷。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
一种气体复合恶臭检测方法，包括以下步骤：
(A1)气体传感器获得多种气体的浓度值Ci，其中，i＝1,2…N,N是大于2的整数；
(A2)处理器根据所述浓度值Ci以及以下映射关系获得恶臭OU值，公式如下：
其中，ηi是与气体对应的参数，γ是嗅觉感知系数。
优选地，所述ηi的计算公式如下：
其中，ai、bi、di和fi分别是与气体对应的系数，T是温度，H是湿度，η0i是与气体对应的设定温度、设定湿度下的参数值。
优选地，所述ηi是与气体对应的25℃，相对湿度50％下的参数值。
优选地，多种所述气体包括甲硫醇、甲硫醚、硫化氢、二甲二硫、三甲胺、苯乙烯、氨或二硫化碳的一种或多种。
优选地，各种所述气体对应的ηi为：与甲硫醇对应的η＝3.3，与甲硫醚对应的η＝25，与硫化氢对应的η＝40，与二甲二硫对应的η＝14，与三甲胺对应的η＝30，与苯乙烯对应的η＝1077，与氨对应的η＝1976，与二硫化碳对应的η884。
优选地，γ是指示人体嗅觉感知强度与化合物浓度相关性的线性程度，基于复合气体的人工嗅辩结果拟合。
本发明上述技术方案，具有如下有益效果：
(1)、OU值准确；
(2)、本专利考虑到各种气体浓度、温度、相对湿度等参数对OU值计算的影响，提出了新的计算方式，提高了OU值的准确性；
(3)、对比结果表明，本专利给出的OU值与嗅辩OU值间偏差小。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为气体复合恶臭检测方法的流程图。
具体实施方式
现在来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
实施例1
本发明实施例的气体复合恶臭检测方法，如图1所示，所述气体复合恶臭检测方法包括以下步骤：
(A1)气体传感器获得多种气体的浓度值Ci，i＝1,2…N,N是大于2的整数；
(A2)处理器根据所述浓度值以及以下映射关系获得恶臭OU值；
ηi是与气体对应的参数，γ是嗅觉感知系数。
为了提高检测准确度，进一步地，所述参数为：
ai、bi、di和fi分别是与气体对应的系数，T是温度，H是湿度，η0i是与气体对应的设定温度、设定湿度下的参数值。
进一步地，所述ηi是与气体对应的25℃，相对湿度50％下的参数值。上述多种气体包括甲硫醇、甲硫醚、硫化氢、二甲二硫、三甲胺、苯乙烯、氨或二硫化碳的一种或多种。
任意两类化合物A、B之间的相加、协同、拮抗、掩蔽作用下的OU值可由下式表示：
OU＝[(μACA/SA)^γ+(μBCB/SB)^γ]^1/γ，
式中，CA、CB为两类化合物的浓度，SA、SB为两种化合物的嗅阈。
μA、μB为两类化合物的相互作用系数，基于复合气体的人工嗅辩结果拟合。
当1＜μA+μB≤2时，指示两类化合物间的相加作用；
当μA+μB>2时，指示两类化合物间的协同作用；
当μA+μB≤1时，指示两类化合物间的拮抗作用。
当μA＝0或μB＝0时，指示两类混合物间的掩蔽作用。
同类化合物间通常具有相加作用，例如甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫间呈相加作用。
具有相反化学性质的化合物通常不会大量共存，例如硫化氢与氨气，分别呈酸性与碱性，表现为在OU值基于浓度的计算上呈拮抗作用。
具有不同极性的化合物通常不发生反应，如苯乙烯(烃类，非极性)与甲硫醇(有机硫，极性)可以共存，在OU值的计算上通常呈相加作用。
因此，计算时需将硫化氢与氨气作为一项考虑，基于七项的恶臭污染物的OU值完整计算公式表示为：
OU＝[(μ1C1/S1)^γ+(μ2C2/S2)^γ+(μ3C3/S3)^γ+(μ4C4/S4)^γ+(μ5C5/S5)^γ+(μ6C6/S6)^γ+(μ7C7/S7)^γ]^1/γ，
其中，C1＝|C氨-C硫化氢|，μ1＝硫化氢或氨中浓度较高者的相互作用系数，S1为硫化氢或氨中浓度较高者的嗅阈值；C2-C7分别为甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、三甲胺的浓度值；μ2-μ7分别为甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、三甲胺的相互作用系数，S2-S7分别为甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯、三甲胺的嗅阈值。为便于拟合和实际使用计算，将ηn＝(μn/Sn)作为单独项，上式简化为：
OU＝[(C1η1)^γ+(C2η2)^γ+(C3η3)^γ+(C4η4)^γ+(C5η5)^γ+(C6η6)^γ+(C7η7)^γ]^1/γ，
γ为嗅觉感知系数，指示人体嗅觉感知强度与化合物浓度相关性的线性程度，基于复合气体的人工嗅辩结果拟合。
γ＝1时，嗅觉感知强度与化合物浓度呈一次线性。
基于嗅辩结果拟合并使用的最优系列的各项参数值为：
η甲硫醇＝3.3，
η甲硫醚＝25，
η二甲二硫＝14，
η二硫化碳＝884，
η苯乙烯＝1077，
η三甲胺＝30，
η硫化氢＝40，
η氨＝1976。
γ＝2。
实施例2：
根据本发明实施例1的气体复合恶臭检测方法的应用例。
在本应用例中，如图1所示，气体复合恶臭检测方法，包括以下步骤：
(A1)利用各种传感器获得8种气体的浓度(见表1)：甲硫醇、甲硫醚、硫化氢、二甲二硫、三甲胺、苯乙烯、氨和二硫化碳，也即N＝8；
表1：8种气体的气体浓度
(A2)处理器根据所述浓度值以及以下映射关系获得恶臭OU值；
γ取1.94，/>
其中，ai、bi、di和fi分别是与气体对应的系数，具体数值见下述表2，T是温度，H是湿度，η0i是与气体对应的25℃，相对湿度50％下的参数值(参见实施例1)，其中与甲硫醇对应的η01＝3.3，与甲硫醚对应的η02＝25，与硫化氢对应的η03＝40，与二甲二硫对应的η04＝14，与三甲胺对应的η05＝30，与苯乙烯对应的η06是＝1077，与氨对应的η07＝1976，与二硫化碳对应的η08＝884；
表2：ai、bi、di和fi与气体对应的系数
依据上述参数，从而得出OU值，具体数值见下述表3。
表3：OU值结果
可见，本申请中方案准确的基于恶臭污染因子实测浓度值计算复合恶臭OU值，且与嗅辩值具有一致性，偏差不高于±10％。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (6)
1.一种气体复合恶臭检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(A1)气体传感器获得多种气体的浓度值Ci，其中，i＝1,2…N,N是大于2的整数；
(A2)处理器根据所述浓度值Ci以及以下映射关系获得恶臭OU值，公式如下：
其中，ηi是与气体对应的参数，γ是嗅觉感知系数。
2.根据权利要求1所述的气体复合恶臭检测方法，其特征在于，所述ηi的计算公式如下：
其中，ai、bi、di和fi分别是与气体对应的系数，T是温度，H是湿度，η0i是与气体对应的设定温度、设定湿度下的参数值。
3.根据权利要求1所述的气体复合恶臭检测方法，其特征在于，所述ηi是与气体对应的25℃，相对湿度50％下的参数值。
4.根据权利要求1所述的气体复合恶臭检测方法，其特征在于，多种所述气体包括甲硫醇、甲硫醚、硫化氢、二甲二硫、三甲胺、苯乙烯、氨或二硫化碳的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的气体复合恶臭检测方法，其特征在于，各种所述气体对应的ηi为：与甲硫醇对应的η＝3.3，与甲硫醚对应的η＝25，与硫化氢对应的η＝40，与二甲二硫对应的η＝14，与三甲胺对应的η＝30，与苯乙烯对应的η＝1077，与氨对应的η＝1976，与二硫化碳对应的η＝884。
6.根据权利要求4所述的气体复合恶臭检测方法，其特征在于，γ是指示人体嗅觉感知强度与化合物浓度相关性的线性程度，基于复合气体的人工嗅辩结果拟合。
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Cited By (1)
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| CN117368132A (zh) * | 2023-12-07 | 2024-01-09 | 杭州泽天春来科技股份有限公司 | 恶臭气体检测方法、装置及计算机设备 |
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2023
- 2023-07-24 CN CN202310913769.1A patent/CN116930420A/zh active Pending
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