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【发明授权】基于光谱吸收技术的多组分气体在线分析系统及分析方法_中煤科工集团沈阳研究院有限公司;辽宁省安全科学研究院_202211065660.9 

申请/专利权人:中煤科工集团沈阳研究院有限公司;辽宁省安全科学研究院

申请日:2022-09-01

公开(公告)日:2023-05-23

公开(公告)号:CN115561185B

主分类号:G01N21/31

分类号:G01N21/31

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.05.23#授权;2023.01.20#实质审查的生效;2023.01.03#公开

摘要:本发明公开了基于光谱吸收技术的多组分气体在线分析系统,包括壳体,所述壳体上设有进气孔和出气孔,分别用于与进气管和出气管相连,所述壳体内还设置有除尘除湿装置、微型真空泵、电子流量计、多个不同的气体传感器;除尘除湿装置,用于对从进气孔进入的气体进行除尘和除湿处理;微型真空泵,一端与所述除尘除湿装置通过管路连接,另一端与电子流量计相连;多个不同的气体传感器。本发明同时公开了基于光谱吸收技术的多组分气体在线分析系统的分析方法。结合本发明的多组分气体在线分析系统及分析方法,有效提高了工业环境气体监测的实时性和准确性,可准确判定工业环境气体危险性的发生发展状态,为应急救援和事故处置提供数据支撑。

主权项:1.基于光谱吸收技术的多组分气体在线分析系统,其特征在于,包括壳体,所述壳体上设有进气孔和出气孔,分别用于与进气管和出气管相连,所述壳体内还设置有除尘除湿装置、微型真空泵、电子流量计、多个不同的气体传感器;除尘除湿装置,所述除尘除湿装置与所述进气孔通过管路相连,用于对从进气孔进入的气体进行除尘和除湿处理;微型真空泵,一端与所述除尘除湿装置通过管路连接,另一端与电子流量计相连,电子流量计用于控制和获取输入气体的流量;多个不同的气体传感器,所述多个不同的气体传感器通过管路串联连接,所述多个不同的气体传感器串联的开始一侧与所述电子流量计连接,用于检测通过所述电子流量计的气体中的气体浓度,所述多个不同的气体传感器串联的末尾一侧通过管路与出气孔连接,用于将依次通过多个不同的气体传感器的气体通过所述出气孔排出;所述多个不同的气体传感器包括氧气传感器、甲烷传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器和氨气传感器;所述基于光谱吸收技术的多组分气体在线分析系统还包括主板,主板上设有中央处理模块、数据存储模块、数据分析模块及通信模块;所述中央处理模块包括信号转换器和处理器;所述信号转换器分别和所述微型真空泵、所述电子流量计、所述多个不同的气体传感器连接,用于接收所述微型真空泵、所述电子流量计、所述多个不同的气体传感器传输的电信号,并将所述接收到的电信号转换为数字信号;所述处理器与所述信号转换器连接,用于接收所述信号转换器传输的数字信号,并对所述数据信号进行处理;所述数据存储模块与所述处理器连接,用于接收所述处理器发送的数据,并将所述接收到的数据进行存储;所述数据分析模块与所述数据存储模块连接,用于获取所述数据存储模块中的多个不同的气体传感器传输的数据,并对数据进行分析;所述通信模块,用于与外联设备进行数据传输;所述数据分析模块的分析方法包括以下步骤:步骤a、利用SVM算法生成局部特征级数据;将数据分析模块中各时刻多种不同种类气体的浓度数据作为数据样本的特征向量,然后将典型非线性特征值向量输入到数据融合处理中心,利用支持向量机的非线性映射功能对网络得到的各种征兆信息进行融合识别,生成局部特征级数据;步骤b、根据数据融合D-S证据体融合方法构建多组分气体超限结果的证据集,包括以下步骤:步骤b1、依据局部特征级数据的多组分气体超限的次数,确立多组分气体超限D-S证据理论的识别架构为:Θ={FA,FB}1式中:Θ表示多组分气体超限D-S证据理论的识别集;FA表示发生多组分气体超限的次数;FB表示未发生多组分气体超限的次数;上述多组分气体超限具体为:甲烷传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器、二氧化硫传感器、二氧化氮传感器和氨气传感器检测的特定测试环境测定的某一种或几种气体浓度超过阈值;步骤b2、将建立的支持向量机局部特征级数据作为D-S多源信息溶解证据体的输入,计算超限不确定性概率,具体实现方法如下:mθ=En2 式2和式3中:mθ表示超限不确定性概率;pFi表示SVM的实际输出;yEi表示期望输出;En表示超限SVM输出误差;N表示支持向量的数目;步骤b3、在多组分气体超限数据融合判识过程中,拟定各多组分气体超限数据无交集,当miC={m1,m2,…,mn}时,存在n个传递函数组成的证据体,根据下式合成: 式4中:mC表示n个传递函数合成的源信息融合证据体;Fj表示发生多组分气体超限的次数,j=1,2,…,t,t为超限气体类型的个数; 表示多组分气体超限占比的交集;步骤c、按照多组分气体超限预警判识的决策规则对多组分气体是否超限进行判断:所述多组分气体超限预警判识的决策规则为:mθ<0.01且mC0.5;满足上述决策规则时,则认为当前检测环境的气体浓度超限,进行预警。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 中煤科工集团沈阳研究院有限公司;辽宁省安全科学研究院 基于光谱吸收技术的多组分气体在线分析系统及分析方法

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