基于支持向量机的泡沫石墨烯传感器样本检测方法和系统与流程

文档序号:12112946阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于支持向量机的泡沫石墨烯传感器样本检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)在向泡沫石墨烯传感器滴加已知样本前后,实时采集泡沫石墨烯传感器两电极之间的电阻,输出电阻随时间变化的曲线;

2)根据步骤1)的结果,提取已知样本的电化学特征,组成特征向量;

3)多次重复步骤1)至步骤2),得到同一已知样本的所有特征向量,根据所有特征向量采用支持向量机算法训练样本;

4)采用多种已知样本,重复步骤1)至步骤3),得到各种已知样本的训练结果;

5)在向新的泡沫石墨烯传感器滴加未知样本前后,实时采集泡沫石墨烯传感器两电极之间的电阻,输出电阻随时间变化的曲线;

6)根据步骤5)的结果提取未知样本的电化学特征,并组成特征向量,所述电化学特征的种类与步骤3)中已知样本的电化学特征种类相同;根据步骤4)中各种已知样本的训练结果,采用支持向量机算法进行样本检测。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤2)中,对所述特征向量进行归一化处理,对归一化后的特征向量进行样本训练;在步骤6)中,对所述特征向量进行归一化处理,对归一化后的特征向量进行样本检测。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述电化学特征至少包括最大电阻值、达到最大电阻值的时间、达到最大电阻值的反应时间和从开始反应到达到最大电阻值的电阻均值中的一种。

4.一种基于支持向量机的泡沫石墨烯传感器样本检测系统,其特征在于,包括:

泡沫石墨烯传感器:包括基底和泡沫石墨烯,基底两侧具有电极;泡沫石墨烯固定于电极上,用于表征样本的电化学特征;

桥式平衡电路:在一臂上串联所述泡沫石墨烯传感器,在另一臂上串联参考电阻;用于测量泡沫石墨烯传感器两电极间的电压;

仪表放大器:连接在所述桥式平衡电路的两臂中点,具有放大增益,用于放大泡沫石墨烯传感器两电极间的电压和参考电阻两端电压之差;

微处理器,与仪表放大器的输出连接,将所述电压之差转化为数字信号,发送给计算机;

计算机:根据所述电压之差,计算得到泡沫石墨烯传感器两电极间的电阻值,采用支持向量机算法检测样本。

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,计算机根据所述电压之差,结合桥式平衡电路的参数和仪表放大器的放大增益,计算得到泡沫石墨烯传感器两电极间的电阻值。

6.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述基底采用玻璃材料,电极采用氧化银锡材料。

7.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述泡沫石墨烯的制作方法为:采用泡沫镍作为基底,通过气相沉积法生长石墨烯,使用FeCl3溶液将镍腐蚀,保留泡沫石墨烯。

8.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,使用导电银浆将泡沫石墨烯固定于玻璃基底,并与电极粘接。

9.根据权利要求4所述的系统,其特征在于:所述桥式平衡电路设有恒压源,泡沫石墨烯传感器与第一电阻串联,参考电阻与第二电阻串联;恒压源电压为可选择1-5V,第一电阻与第二电阻为1K-100K欧姆,用于限制通过泡沫石墨烯传感器的电流,参考电阻为精密可调电阻,所选参考电阻阻值与泡沫石墨烯传感器两电极间阻值处于相同数量级,用于提高检测泡沫石墨烯传感器两电极间电阻变化的灵敏度。

10.根据权利要求4所述的系统,其特征在于:所述仪表放大器的放大增益可调;微处理器采集电压的范围为0-5V,模数转换精度最低为12位,采样速度至少为1Kbit/s。

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