一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法及装置与流程

本发明涉及有害气体在线监测技术领域，尤其涉及一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法及装置。

背景技术：

随着城市化进程加快和人们生活水平的提高，城市建筑面积持续、高速增长，装饰装修引发的有害有害气体问题日益突出，例如甲醛、vocs(挥发性有机物)或苯在室内产生的空气污染问题日益突出。由于室内空气污染物的浓度低、成分复杂、污染持续时间长，因此对室内空气进行有害气体监测尤其重要。

空气污染物监测室主要采用现场采样、实验室分析的初始方法。虽然传统的离线分析监测结果精准度高，但是离线分析存在成本高、效率低、时滞长等问题，不能满足空气污染物的监测实时化、信息化的发展需求，因此，利用高灵敏度传感器，例如有害气体在线监测仪，实现对空气污染物，例如甲醛、vocs或苯的实时在线监测时空气污染监测的主要发展方向。

目前，由于有害气体在线监测时，有害气体在线监测仪缺少基于温度和湿度的校准，因此有害气体在线监测数据容易受到温度和湿度变化的影响，误差较大，环境适应性差，导致不同地域、不同季节监测结果一致性差。

技术实现要素：

为了解决目前有害气体在线监测仪缺少基于温度和湿度的校准，因此有害气体在线监测数据容易受到温度和湿度变化的影响，误差较大，环境适应性差，导致不同地域、不同季节监测结果一致性差的问题，本发明实施例提供一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法，该方法包括：s1、利用有害气体在线监测仪测量环境舱内有害气体的标准浓度；s2、获取环境舱在不同组环境条件下，有害气体在线监测仪对环境舱内有害气体的响应浓度，环境条件至少包括温度及湿度，计算响应浓度与标准浓度之差，并作为有害气体在线监测仪的浓度漂移值；s3、根据不同组环境条件、不同组环境条件下的响应浓度以及不同组环境条件下的浓度漂移值，建立浓度漂移模型；s4、将任意环境的实际温度和实际湿度输入至浓度漂移模型中，输出对应的浓度漂移值，根据仪器响应浓度和浓度漂移值，获取环境舱内有害气体的实际浓度，并将实际浓度作为有害气体在线监测仪的最终显示值进行显示；其中，仪器响应浓度是由有害气体在线检测仪传感器响应值获得。

第二方面，本发明实施例提供一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿装置，该装置包括：初始化单元，用于利用有害气体在线监测仪测量环境舱内有害气体的标准浓度；调节单元，用于获取环境舱在不同组环境条件下，有害气体在线监测仪对环境舱内有害气体的响应浓度，环境条件至少包括温度及湿度，计算响应浓度与标准浓度之差，并作为有害气体在线监测仪的浓度漂移值；建模单元，用于根据不同组环境条件、不同组环境条件下的响应浓度以及不同组环境条件下的浓度漂移值，建立浓度漂移模型；补偿单元，用于将任意环境的实际温度和实际湿度输入至浓度漂移模型中，输出对应的浓度漂移值，根据仪器响应浓度和浓度漂移值，获取环境舱内有害气体的实际浓度，并将实际浓度作为有害气体在线监测仪的最终显示值进行显示；其中，仪器响应浓度由有害气体在线检测仪传感器响应值获得。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序使计算机执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法。

本发明实施例提供一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法及装置，通过向环境舱内注入标准浓度的有害气体，再获得环境舱在不同组环境条件下，有害气体检测仪对环境舱内有害气体的响应浓度，以及响应浓度与标准浓度之差的浓度漂移值；然后根据不同组环境条件、不同组环境条件下的响应浓度以及不同组环境条件下的浓度漂移值，建立浓度漂移模型；将任意环境的实际温度和实际湿度输入浓度漂移模型，输出对应的浓度漂移值，根据仪器响应浓度和浓度漂移值，获取环境舱内有害气体的实际浓度，并将实际浓度作为有害气体在线监测仪的最终显示值进行显示。

本发明实施例基于温度和湿度对有害气体在线监测数据进行了补偿和校正，在实际应用中降低了温度和湿度变化对有害气体在线监测数据的影响，使得有害气体在线监测仪的最终显示值的误差较小，即有害气体在线监测仪的环境适应性好，使得不同地域、不同季节监测结果一致性较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的响应三维映射曲面示意图；

图3为本发明实施例的有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿装置的结构示意图；

图4为本发明实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例的有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法，该方法包括：

s1、利用有害气体在线监测仪测量环境舱内有害气体的标准浓度。

具体地，步骤s1中，向环境舱内通入一定浓度的有害气体，利用有害气体在线监测仪测量环境舱内有害气体的标准浓度。需要说明的是，标准浓度本身具有一定的不确定度，并且温度和湿度控制精度也有一定的误差，一般而言，温度控制精度≤±1℃，湿度控制精度≤1％，因此有害气体在线监测仪测量的有害气体的标准浓度缺少基于温度和湿度的校准。

s2、获取环境舱在不同组环境条件下，有害气体在线监测仪对环境舱内有害气体的响应浓度，环境条件至少包括温度及湿度，计算响应浓度与标准浓度之差，并作为有害气体在线监测仪的浓度漂移值。

具体地，步骤s2中，分别调节环境舱的不同组环境条件，环境条件至少包括温度和湿度，利用有害气体在线监测仪重新测量调节不同组环境条件后环境舱内的有害气体浓度，即获取有害气体在线监测仪的响应浓度。将响应浓度与步骤s1中最初测量的标准浓度之差，作为有害气体在线监测仪的浓度漂移值。

还需要说明的是，响应浓度和标准浓度之差有正数、0与负数之分，即浓度漂移值有正数、0与负数之分。若响应浓度大于标准浓度，则浓度漂移值为正数；若响应浓度等于标准浓度，则浓度漂移值为0；若响应浓度小于标准浓度，则浓度漂移值为负数。

s3、根据不同组环境条件、不同组环境条件下的响应浓度以及不同组环境条件下的浓度漂移值，建立浓度漂移模型。

具体地，步骤s3中，将步骤s2重复多次，每次获得一组互相对应的至少包括温度和湿度的环境条件、响应浓度和浓度漂移值，从而获得多组互相对应的环境条件、响应浓度和浓度漂移值。进一步地，基于其中多组互相对应的环境条件和浓度漂移值，建立浓度漂移模型，从而反映浓度漂移值和湿度和温度之间的变化关系。

s4、将任意环境的实际温度和实际湿度输入至浓度漂移模型中，输出对应的浓度漂移值，根据仪器响应浓度和浓度漂移值，获取环境舱内有害气体的实际浓度，并将实际浓度作为有害气体在线监测仪的最终显示值进行显示；其中，仪器响应浓度由有害气体在线检测仪传感器响应值获得。

具体地，由于步骤s3中建立的浓度漂移模型，能反映浓度漂移值和湿度和温度之间的变化关系，因此在步骤s4中，基于浓度漂移模型，根据任意环境的实际温度和实际湿度，获取浓度漂移值。进一步地，根据浓度漂移值和仪器响应浓度，获取环境舱内有害气体的实际浓度，有害气体在线监测仪将实际浓度作为最终显示值进行显示，以代表有害气体在线监测仪最终测量的有害气体浓度。需要说明的是，任意环境的实际温度和实际湿度为该方法应用之前，通过有害气体在线监测仪中的温度传感器和湿度传感器进行测量的。

本发明实施例提供了一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法，基于温度和湿度对有害气体在线监测数据进行了补偿和校正，在实际应用中降低了温度和湿度变化对有害气体在线监测数据的影响，使得有害气体在线监测仪的最终显示值的误差较小，即有害气体在线监测仪的环境适应性好，使得不同地域、不同季节监测结果一致性较好。

需要说明的是，有害气体包括甲醛、vocs或苯；一般而言，步骤s1中，用于实验的甲醛≤5μg/m³，vocs≤10μg/m³。

基于上述实施例，环境条件为温度及湿度；相应地，根据不同组环境条件、不同组环境条件下的响应浓度以及不同组环境下的浓度漂移值，建立浓度漂移模型，包括：基于不同组的温度与湿度，以及不同组的温度与湿度下的浓度漂移值，获取温度和浓度漂移值之间的第一函数、湿度和浓度漂移值之间的第二函数，以及温度与湿度之间的变化关系和浓度漂移值之间的第三函数。

具体地，基于多组互相对应的温度和浓度漂移值，获取第一函数；基于多组互相对应的湿度和浓度漂移值，获取第二函数；基于多组互相对应的温湿度之间的变化关系和浓度漂移值，获取第三函数。进一步地，基于第一函数、第二函数和第三函数，建立浓度漂移模型，从而反映浓度漂移值和湿度和温度之间的变化关系。

进一步地，浓度漂移模型的函数为：

其中，为浓度漂移模型的函数，f(t)为第一函数，f(rh)为第二函数，f(t，rh)为第三函数。

进一步地，步骤s4中，环境舱内有害气体的实际浓度为：

其中，c实际为实际浓度，c响应为仪器响应浓度，为浓度漂移值。

基于上述实施例，基于第一函数、第二函数和第三函数，建立浓度漂移模型，进一步包括：以温度、湿度和浓度漂移值分别作为三维坐标系的三维坐标轴，在三维坐标系中标示出每组温度与湿度的坐标，以及每组温度与湿度对应的浓度漂移值的坐标；利用matlab的曲面拟合工具，根据每组温度与湿度的坐标、每组温度与湿度对应的浓度漂移值的坐标、第一函数、第二函数及第三函数，绘制三次样条曲面，以得到浓度漂移模型。

基于上述实施例，图2为本发明实施例的响应三维映射曲面示意图，如图2所示，利用matlab的曲面拟合工具，绘制三次样条曲面，以得到浓度漂移模型，进一步包括：利用csapi函数插值生成三次样条函数；利用csape函数生成给定约束条件下的三次样条函数；利用csaps函数平滑生成三次样条函数；利用cscvn函数生成一条内插参数的三次样条曲线；利用getcurve函数生成三次样条曲面，获取浓度漂移模型；其中，csapi函数、csape函数、csaps函数、cscvn函数和getcurve函数，均为matlab的曲面拟合工具的函数。

图3为本发明实施例的有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿装置的结构示意图，如图3所示，本发明实施例提供一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿装置，该装置包括初始化单元301、调节单元302、建模单元303和补偿单元304，其中：

初始化单元301，用于利用有害气体在线监测仪测量环境舱内有害气体的标准浓度。

具体地，通过初始化单元301，向环境舱内通入一定浓度的有害气体，利用有害气体在线监测仪测量环境舱内有害气体的标准浓度。需要说明的是，标准浓度本身具有一定的不确定度，并且温度和湿度控制精度也有一定的误差，因此有害气体在线监测仪测量的有害气体的标准浓度缺少基于温度和湿度的校准。

调节单元302，用于获取环境舱在不同组环境条件下，有害气体在线监测仪对环境舱内有害气体的响应浓度，环境条件至少包括温度及湿度，计算响应浓度与标准浓度之差，并作为有害气体在线监测仪的浓度漂移值。

具体地，通过调节单元302，分别调节环境舱的不同组环境条件，环境条件至少包括温度和湿度，利用有害气体在线监测仪重新测量调节不同组环境条件后环境舱内的有害气体浓度，即获取有害气体在线监测仪的响应浓度。将响应浓度与步骤s1中最初测量的标准浓度之差，作为有害气体在线监测仪的浓度漂移值。

建模单元303，用于根据不同组环境条件、不同组环境条件下的响应浓度以及不同组环境条件下的浓度漂移值，建立浓度漂移模型。

具体地，通过建模单元303，将步骤s2重复多次，每次获得一组互相对应的至少包括温度和湿度的环境条件、响应浓度和浓度漂移值，从而获得多组互相对应的环境条件、响应浓度和浓度漂移值。进一步地，基于其中多组互相对应的环境条件和浓度漂移值，建立浓度漂移模型，从而反映浓度漂移值和湿度和温度之间的变化关系。

补偿单元304，用于将任意环境的实际温度和实际湿度输入至浓度漂移模型中，输出对应的浓度漂移值，根据仪器响应浓度和浓度漂移值，获取环境舱内有害气体的实际浓度，并将实际浓度作为有害气体在线监测仪的最终显示值进行显示；其中，仪器响应浓度由有害气体在线检测仪传感器响应值获得。

具体地，由于建模单元303建立的浓度漂移模型，能反映浓度漂移值和湿度和温度之间的变化关系，因此通过补偿单元304，基于浓度漂移模型，根据任意环境的实际温度和实际湿度，获取浓度漂移值。进一步地，根据浓度漂移值和标准浓度，获取环境舱内有害气体的实际浓度，有害气体在线监测仪将实际浓度作为最终显示值进行显示，以代表有害气体在线监测仪最终测量的有害气体浓度。

本发明实施例提供一种有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿装置，基于温度和湿度对有害气体在线监测数据进行了补偿和校正，在实际应用中降低了温度和湿度变化对有害气体在线监测数据的影响，使得有害气体在线监测仪的最终显示值的误差较小，即有害气体在线监测仪的环境适应性好，使得不同地域、不同季节监测结果一致性较好。

图4为本发明实施例的电子设备的结构示意图，如图4所示，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：处理器(processor)401、通信接口(communicationsinterface)402、存储器(memory)403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403上并可在处理器401上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法，例如包括：s1、利用有害气体在线监测仪测量环境舱内有害气体的标准浓度；s2、获取环境舱在不同组环境条件下，有害气体在线监测仪对环境舱内有害气体的响应浓度，环境条件至少包括温度及湿度，计算响应浓度与标准浓度之差，并作为有害气体在线监测仪的浓度漂移值；s3、根据不同组环境条件、不同组环境条件下的响应浓度以及不同组环境条件下的浓度漂移值，建立浓度漂移模型；s4、将任意环境的实际温度和实际湿度输入至浓度漂移模型中，输出对应的浓度漂移值，根据仪器响应浓度和浓度漂移值，获取环境舱内有害气体的实际浓度，并将实际浓度作为有害气体在线监测仪的最终显示值进行显示；其中，仪器响应浓度由有害气体在线检测仪传感器响应值获得。

此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的有害气体在线监测仪的温湿度漂移补偿方法，例如包括：s1、利用有害气体在线监测仪测量环境舱内有害气体的标准浓度；s2、获取环境舱在不同组环境条件下，有害气体在线监测仪对环境舱内有害气体的响应浓度，环境条件至少包括温度及湿度，计算响应浓度与标准浓度之差，并作为有害气体在线监测仪的浓度漂移值；s3、根据不同组环境条件、不同组环境条件下的响应浓度以及不同组环境条件下的浓度漂移值，建立浓度漂移模型；s4、将任意环境的实际温度和实际湿度输入至浓度漂移模型中，输出对应的浓度漂移值，根据仪器响应浓度和浓度漂移值，获取环境舱内有害气体的实际浓度，并将实际浓度作为有害气体在线监测仪的最终显示值进行显示；其中，仪器响应浓度由有害气体在线检测仪传感器响应值获得。

以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。