(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210490007.0 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 杭州电子科技大 学平湖数字技 术创 新研究院有限公司 地址 314299 浙江省嘉兴 市平湖市钟埭街 道福善线钟南段28 8号智创园C楼7层 申请人 杭州电子科技大 学 (72)发明人 赵治栋　惠国华　王金鹏　逯鑫淼　 张晓红　张显飞　 (74)专利代理 机构 杭州天麟知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 33374 专利代理师 占宇 (51)Int.Cl. G01N 21/3504(2014.01) G01N 21/01(2006.01)G01N 1/24(2006.01) G01J 3/42(2006.01) G01J 3/30(2006.01) (54)发明名称 一种用于 检测硫化氢气体的装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于检测硫化氢气体的 装置及方法。 该装置包括控制器、 检测室、 第一抽 气泵和第二抽气泵， 所述检测室内左右两侧对称 设有红外光源和红外检测装置， 所述红外检测装 置包括第一红外检测模块和第二红外检测模块， 所述检测室内还设有参照光纤， 所述参照光纤两 端分别与红外光源和第二红外检测模块连接， 所 述检测室上设有进气口和出气口， 所述进气口上 设有第一电磁阀， 所述出气口上设有第二电磁 阀， 所述进气口通过连接管路与第一抽气泵、 第 二抽气泵连接， 所述检测室内还设有气压传感 器。 本发明能够快速准确的检测出硫化氢气体的 浓度， 检测重复性 好， 稳定性高。 权利要求书3页 说明书6页 附图4页 CN 114839154 A 2022.08.02 CN 114839154 A 1.一种用于检测硫化氢气体的装置， 其特征在于， 包括控制器(1)、 检测室(2)、 第一抽 气泵(3)和第二抽气泵(4)， 所述检测室(2)内左右两侧对称设有红外光源(5)和红外检测装 置(6)， 所述红外检测 装置(6)包括第一红外检测模块(7)和第二红外检测 模块(8)， 所述检 测室(2)内还设有参照光纤(17)， 所述参照光纤(17)两端分别与红外光源(5)和第二红外检 测模块(8)连接， 所述检测室(2)上设有进气口(9)和出气口(10)， 所述进气口(9)上设有第 一电磁阀(11)， 所述出气口(10)上设有第二电磁阀(12)， 所述进气口(10)通过连接管路与 第一抽气泵(3)、 第二抽气泵(4)连接， 所述检测室(2)内还设有气压传感器(13)， 所述控制 器(1)分别与第一抽气泵(3)、 第二抽气泵(4)、 红外光源(5)、 第一红外检测模块(7)、 第二红 外检测模块(8)、 第一电磁阀(1 1)、 第二电磁阀(12)、 气压传感器(13)电连接 。 2.根据权利要求1所述的一种用于检测硫化氢气体的装置， 其特征在于， 还包括显示器 (14)， 所述显示器(14)与控制器(1)电连接 。 3.根据权利要求1所述的一种用于检测硫化氢气体的装置， 其特征在于， 还包括无线通 信模块(15)， 所述无线通信模块(15)与控制器(1)电连接 。 4.根据权利要求1所述的一种用于检测硫化氢气体的装置， 其特征在于， 还包括用于吸 收硫化氢气体的尾气处理装置(16)， 所述尾气处理装置(16)通过连接管路与出气口(10)连 接。 5.一种用于检测硫化氢气体的方法， 用于权利要求1所述的一种用于检测硫化氢气体 的装置， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 第一抽 气泵将干净的空气从检测室的进气口通入， 空气 从检测室的出气口流出， 对 检测室进 行清洗， 持续t1秒， t1秒后第一抽气泵停止工作， 第二抽气泵将待测气体抽入检测 室将检测室内的空气排出， 持续t2秒， t2秒后第二电磁阀关闭， 当气 压传感器检测到检测室 内的气压 达到2个大气压时， 第一电磁阀关闭， 第二抽气泵停止 工作； S2： 启动红外光源发出红外光， 红外光穿过待测气体后 被第一红外检测模块检测到， 第 一红外检测模块将检测到的光谱数据集合D1发送给控制器， 光谱数据集合D1包含n个光谱 数据， 红外光经过参照光纤后被第二红外检测模块检测到， 第二红外检测模块将检测到的 光谱数据集合D2发送给控制器， 光谱数据集合D2包含n个光谱 数据， 每个光谱 数据由波数sp 及对应的光谱强度w n组成； S3： 控制器将光谱数据集合D1中的光谱数据按照波数从大至小排列得到光谱数据集合 L1， L1＝{G1(1)、 G1(2)…G1(n)}， 光谱数据集合L1中第i个光谱数据G1(i)＝(wn1(i)、 sp1 (i))， 1≤i≤n， sp1(i)为光谱数据G1(i)中的光谱强度， w n1(i)为光谱数据G1(i)中的波数； 控制器将光谱数据集合D2中的光谱数据按照波数从大至小排列得到光谱数据集合L2， L2＝{G2(1)、 G2(2)…G2(n)}， 光谱数据集合L2中第i个光谱数据G2(i)＝(wn2(i)、 sp2(i))， sp2(i)为光谱数据G2(i)中的光谱强度， w n2(i)为光谱数据G2(i)中的波数； 控制器将光谱数据集合L1中的光谱数据的光谱强度减去光谱数据集合L2中的对应光 谱数据的光谱强度， 得到光谱数据集合L3， L3＝{G3(1)、 G3(2)…G3(n)}， 光谱数据集合L3中 的第i个光谱数据G3(i)＝(wn3(i)、 sp3(i))， 其中， wn3(i)＝wn2(i)‑wn1(i)， sp3(i)＝sp1(i)＝sp2(i)， sp3(i)为光谱数据G3(i)中的 光谱强度， w n3(i)为光谱数据G3(i)中的波数； S4： 控制器计算光谱数据集合L3中的每个光谱数据对应的强度波数比tr， 得到强度波权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114839154 A 2数比数据集合T， T＝{tr(1)、 tr(2) …tr(n)}， tr(i)为光谱数据集合L3中的第i个光谱数据 G3(i)对应的强度波数比， 1≤i≤n， S5： 控制器将强度波数比数据集合T中的数据输入非线性共振模型， 利用非线性共振模 型计算得到特征信噪比SNR， 控制器以激励噪声强度为X轴， 信噪比值为Y轴， 建立第一直角 坐标系， 在第一 直角坐标系中绘制出 特征信噪比曲线； S6： 从特征信噪比曲线上信噪比值 最大的点向Y轴画一条与Y轴垂直相连的辅助线； 从左至右依次给特征信噪比曲线上的波谷编号为1、 2 ……m， m为特征信噪比曲线上的 波谷个数， 选取特征信噪比曲线 上的前m‑1个波谷， 以每个波谷为起点做一条穿过其左侧相 邻波峰的第一连接线、 做一条穿过其右侧相 邻波峰的第二连接线， 第一连接线、 第二连接线 都与辅助线相交， 以每个波谷为起点的第一连接线、 第二连接线与辅助线围成一个与每个 波谷对应的包络区域， 计算每 个波谷对应的包络区域 面积； S7： 控制器以波谷编号为x轴、 包络区域面积为y轴建立第二直角坐标系， 将每个波谷编 号及其对应的包络区域面积构成的点在第二直角坐标系中标出， 线性拟合得到公式y＝kx+ D， 如果g1≤k≤g2， 则表示待测气体是硫化氢气体， 硫化氢气体的浓度为 如果k ＜g1或者 k＞g2， 则表示待测气体不是硫化氢气体。 6.根据权利要求5所述的一种用于检测硫化氢气体的方法， 其特征在于， 所述步骤S5包 括以下步骤： 控制器将强度波数比数据集 合T中的数据输入非线性共 振模型： 其中， x为非线性共振模型中虚拟质点的位置， V(x)为非线性对称势函数， A为输入信号 强度， f0为调制信号频率， 为初始相 位， D为激励噪声强度， a、 b都为系数， ξ(i)为第i个高 斯白噪声， 其自相关联函数为： E[ξ(i)ξ(0)]＝2D δ(i)， δ(i)为冲击函数； 当D ＝D1时， 非线性 共振模型产生共 振， 得到特 征信噪比SNR， 其中， V0为势垒高度； 控制器以激励噪声强度为X轴， 信噪比值为Y轴， 建立第一直角坐标系， 在第一直角坐标 系中绘制出 特征信噪比曲线。 7.根据权利要求5所述的一种用于检测硫化氢气体的方法， 其特征在于， 所述步骤S7还权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114839154 A 3