一种基于环境补偿算法的气体检测仪及其检测算法的制作方法

本发明属于气体检测领域，更具体地说，尤其涉及一种基于环境补偿算法的气体检测仪。本发明还涉及一种基于环境补偿算法的气体检测仪的检测算法。

背景技术：

1、气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，其中包括：便携式气体检测仪、手持式气体检测仪、固定式气体检测仪、在线式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类，气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器，气体传感器的定义是以检测目标为分类基础的，也就是说，凡是用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器，不管它是用物理方法，还是用化学方法。比如，检测气体流量的传感器不被看作气体传感器，但是热导式气体分析仪却属于重要的气体传感器，尽管它们有时使用大体一致的检测原理；

2、现有技术中，由于在使用气体检测仪的环境存在温度、湿度、压力不同，导致气体检测仪在检测某种气体含量时会有误差，因此，我们提出了一种基于环境补偿算法的气体检测仪，通过对气体检测仪使用环境的信息采集，通过计算得出准确的被测气体含量。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，通过对气体检测仪使用环境的信息采集，通过计算得出准确的被测气体含量。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于环境补偿算法的气体检测仪，包括：

4、采集单元，所述采集单元包括环境信息采集单元以及气体采集单元，所述环境信息采集单元用于采集环境信息，所述气体采集单元用于采集所在环境内的所包含所有气体信息；

5、匹配单元，用于将采集的气体信息与采集所在环境信息进行匹配，形成信息数据组，所述匹配单元内置数据库，所述信息数据组存档于所述数据库内部；

6、计算单元，所述计算单元用于计算被检测气体的含量数据，所述计算单元包括：

7、气体检测模块，采用气体检测传感器检测出气体的含量值；

8、检测校正模块，通过对检测环境的温度、压力、湿度进行计算，得出气体检测补偿值；

9、所述计算单元还采用加权计算法将气体检测传感器检测出气体的含量值与气体检测补偿值进行加权计算，得出基于环境补偿算法的气体检测仪输出的含量值；

10、输出单元，用于将基于环境补偿算法的气体检测仪输出的含量值进行输出显示。

11、优选的，所述检测校正模块计算气体检测补偿值具体为：

12、1)计算环境温度补偿，采用理想气体定律pv＝nrt来调整测量值，其中p代表压力，v代表体积，n代表摩尔数，r是通用气体常数，t是开尔文温度；

13、2)计算压力补偿，首先计算在标准1大气压下的体积流量v标准，再采集实际操作条件下压力值的体积流量v实际，通过计算式：

14、

15、得出与标准1大气压下的流量的比值，作为压力补偿值；

16、3)计算湿度补偿，该补偿为气体检测仪气体传感器在不同湿度下的灵敏度差异，通过建立不同湿度对气体检测仪气体传感器输出影响的模型，计算在不同湿度下气体流量的偏差系数，通过将气体检测仪实测值与偏差系数相乘得出补偿后的数值。

17、优选的，还包括：

18、交叉敏感性补偿，气体检测仪传感器实施交叉干扰气体补偿算法，确保测量结果不受其它共存且气体检测仪传感器有敏感度的气体影响；

19、具体为：

20、收集实时参数；

21、建立交叉敏感性模型，将上述参数映射到浓度校正系数上；

22、将原始气体检测信号与相应的校正系数相乘，从而得到最终的环境补偿后的气体含量值。

23、优选的，所述气体检测模块通过建模方式检测气体含量，模型中间层提取样本特征，利用聚类方法将样本特征进行分布分析，使用高斯分布对训练集样本的特征分布进行高斯建模，然后利用马氏距离来计算待测样本到分布之间的距离，计算式：

24、

25、其中，μc为分布中心，∑-1为分布差，f(x)为样本x在神经网络的特征输出，通过计算待测样本到分布之间的距离得出气体的含量值。

26、优选的，所述基于环境补偿算法的气体检测仪输出的含量值，具体计算为：

27、

28、其中，p为基于环境补偿算法的气体检测仪输出的气体含量值，p1为气体检测传感器检测出气体的含量值,p2环境补偿后的气体含量值。

29、优选的，所述匹配单元将采集的各种气体浓度数据以及环境参数数据进行关联匹配，具体包括：

30、时间匹配：确保同一时间段内采集的气体浓度数据和环境参数数据能够对应起来，以便后续分析气体浓度变化与环境条件之间的关系；

31、空间匹配：若使用多点或多设备采集，需要将各个监测点的数据根据地理位置信息进行匹配，构建空间分布模型或者进行区域空气质量对比分析。

32、优选的，还包括：

33、数据有效性判断：剔除异常值或无效数据，然后进行有效数据的匹配分析；

34、多维度数据融合：将气体检测数据与其他相关数据源进行匹配融合。

35、优选的，所述匹配单元采用文本匹配算法实现形成信息数据组，具体为：

36、先找到和当前信息对于同类文本呈现相同反馈的信息，即计算两个信息的相似度；

37、两个信息共同的文本占该信息所有文本的比例；

38、以相似度为主，筛选共同的文本占所有文本的比例最高信息作为匹配信息。

39、优选的，利用预训练模型、神经网络结构对语句表示编码，然后输入到匹配层进行交互计算，匹配层采用点积、余弦距离、相似度矩阵，给出匹配程度的判断。

40、一种基于环境补偿算法的气体检测算法，采用上述检测仪，包括如下步骤：

41、1)采集数据，包括环境信息以及被测气体初步检测数据，所述被测气体初步检测数据由气体检测仪中的传感器直接获得；

42、2)将被测气体初步检测数据与环境信息进行匹配，形成信息数据组并储存至匹配单元内置数据库中；

43、3)根据加权算法将气体检测传感器检测出气体的含量值与气体检测补偿值进行加权计算，得出基于环境补偿算法的气体检测仪输出的含量值；

44、4)输出上述含量值。

45、本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，与现有技术相比，本发明通过对气体检测仪使用环境的信息采集，通过计算得出准确的被测气体含量；

46、其次，本发明在确定最终基于环境补偿算法的气体检测仪输出的含量值时，采用加权算法并且不同加权方式下求出的气体检测仪输出的含量值进行平均值计算，得出的结果相较于现有技术或者单独采用某一种加权方式家算出的气体含量值跟接近实际值。

技术特征：

1.一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，所述检测校正模块计算气体检测补偿值具体为：

3.根据权利要求2所述的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，所述气体检测模块通过建模方式检测气体含量，模型中间层提取样本特征，利用聚类方法将样本特征进行分布分析，使用高斯分布对训练集样本的特征分布进行高斯建模，然后利用马氏距离来计算待测样本到分布之间的距离，计算式：

5.根据权利要求3所述的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，所述基于环境补偿算法的气体检测仪输出的含量值，具体加权计算为：

6.根据权利要求1所述的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，所述匹配单元将采集的各种气体浓度数据以及环境参数数据进行关联匹配，具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求6所述的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，所述匹配单元采用文本匹配算法实现形成信息数据组，具体为：

9.根据权利要求8所述的一种基于环境补偿算法的气体检测仪，其特征在于，利用预训练模型、神经网络结构对语句表示编码，然后输入到匹配层进行交互计算，匹配层采用点积、余弦距离、相似度矩阵，给出匹配程度的判断。

10.一种基于环境补偿算法的气体检测算法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-9任一所述的检测仪，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于环境补偿算法的气体检测仪，包括：采集单元，采集单元包括环境信息采集单元以及气体采集单元；匹配单元，用于将采集的气体信息与采集所在环境信息进行匹配；计算单元，计算单元用于计算被检测气体的含量数据；输出单元，用于将基于环境补偿算法的气体检测仪输出的含量值进行输出显示。本发明在确定最终基于环境补偿算法的气体检测仪输出的含量值时，采用加权算法并且不同加权方式下求出的气体检测仪输出的含量值进行平均值计算，得出的结果相较于现有技术或者单独采用某一种加权方式家算出的气体含量值跟接近实际值。技术研发人员：江建平受保护的技术使用者：深圳奕帆科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20