一种基于双阈值随机共振的低浓度气体检测方法

摘要

本发明公开了一种基于双阈值随机共振的低浓度气体检测方法，包括：测量气敏传感器在不同浓度的参照气体下的电阻值；以测得的电阻值作为信号输入，并对该信号进行归一化处理，再利用傅里叶级数对进行曲线拟合得到周期函数；对周期函数进行离散化处理得到输入函数；将输入函数和外加的高斯白噪声输入双阈值随机共振系统，利用双阈值检测器进行赋值，并以赋值后的信号作为输出信号，并计算双阈值随机共振系统的互相关系数；搜索最优的双阈值使得互相关系数最大，以最大的互相关系数和对应气体浓度建立线性回归方程；选取待测的低浓度气体，得到待测低浓度气体对应的最大互相关系数，代入所述的线性回归方程，即求出待测低浓度气体的浓度。

主权项

一种基于双阈值随机共振的低浓度气体检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将气敏传感器置于不同浓度的参照气体所处的环境中，测得气敏传感器在各浓度下的电阻值；2)以测得的电阻值作为信号输入，并对该信号进行归一化处理，再利用傅里叶级数对归一化处理后的信号进行曲线拟合，得到周期函数f(t)；3)对周期函数f(t)进行离散化处理得到输入函数S(t)；4)将输入函数S(t)和外加的高斯白噪声n(t)输入双阈值随机共振系统，利用双阈值检测器对输入函数S(t)和外加的高斯白噪声n(t)进行赋值，并以赋值后的信号作为输出信号y(t)：$y\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}1& S\left(t\right)>{\theta }_2+n\left(t\right)\\ 0& {\theta }_1+n\left(t\right)\le S\left(t\right)\le {\theta }_2+n\left(t\right)\\ -1& S\left(t\right)<{\theta }_1+n\left(t\right)\end{array}\right.$其中，θ₁和θ₂为双阈值随机共振系统的双阈值；5)利用所述的输入函数S(t)和输出信号y(t)，计算双阈值随机共振系统的互相关系数；6)搜索最优的双阈值θ₁和θ₂，使得步骤5)中的互相关系数最大，并以最大的互相关系数和对应参照气体的浓度建立线性回归方程；7)选取待测的低浓度气体，执行步骤1)～步骤6)中的操作，得到待测低浓度气体对应的最大互相关系数，代入步骤6)中的线性回归方程，即求出待测低浓度气体的浓度。