气体探测器输出方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明属于气体探测器领域，尤其涉及气体探测器输出方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.气体探测器是一种检测气体浓度的仪器。该仪器适用于存在可燃或有毒气体的危险场所，能长期连续检测空气中被测气体爆炸下限以内的含量。可广泛应用于燃气，石油化工，冶金，钢铁，炼焦，电力等存在可燃或有毒气体的各个行业，是保证财产和人身安全的理想监测仪器。
3.在采集气体探测器的信号电压的过程中，总是存在环境对气体探测器信号的干扰，而要消除这些干扰对气体探测器信号的影响，就需要对采集到的气体探测器信号电压进行滤波处理。
4.目前，通常的软件滤波方法有中位值滤波法、算术平均滤波法、滑动平均滤波法等等。这些滤波算法可以滤出干扰信号，但对传感器自身信号波动是无法进行滤除。气体探测器自身信号波动同样会对气体传感器输出的浓度造成影响，导致输出的测试气体浓度不够稳定快速。
5.因此，亟需一种能够让气体探测器快速且稳定地输出测试气体浓度的方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了气体探测器输出方法、系统、设备及存储介质，通过不同的滤波算法结合，先采用中值滤波算法获取无噪电压信号，再采用加权滤波算法消除传感器自身信号波动，使输出的测试气体浓度稳定，再采用上升快下降慢的原则输出电压，达到输出的测试气体浓度快速和稳定。
7.本发明目的通过下述技术方案来实现：
8.气体探测器输出方法，包括以下步骤：
9.s1：采集气体探测器中传感器信号电压，获得采样电压数据；
10.s2：截取一段采样电压数据消除噪声干扰，获得无噪电压数据；
11.s3：对无噪电压数据进行排序，获得有序无噪电压数据；
12.s4：赋予有序无噪电压数据中每一个电压值不同的权重，通过加权滤波获得输出电压值；
13.s5：重复执行步骤s1-s4，比较输出电压值m1与输出电压值m2的大小，若m2》m1，则根据电压值m2计算气体浓度；若m2《m1且m2小于mn，则根据mn计算气体浓度；
14.其中，电压值m1为前一个输出电压值，m2为后一个输出电压值，mn为防止波动的保护阈值；
15.s6：输出步骤s5计算得到的气体浓度。
16.进一步的，所述步骤s2具体采用中值滤波消除噪声干扰。
17.进一步的，所述mn＝0.95*m1。
18.进一步的，所述权重的赋予方法为从中间值向两边赋予的权重依次减少。
19.进一步的，每次减少的权重相等。
20.进一步的，循环执行步骤s1-s6，维持气体探测器稳定输出。
21.另一方面，本发明还提供了一种气体探测器输出装置，包括：
22.数据采集单元，用于采集气体探测器中传感器信号电压，获得采样电压数据；
23.干扰消除单元，用于截取一段采样电压数据消除噪声干扰，获得无噪电压数据；
24.电压排序单元，用于对无噪电压数据进行排序，获得有序无噪电压数据；
25.权重计算单元，用于赋予有序无噪电压数据中每一个电压值不同的权重，通过加权滤波获得输出电压值；
26.浓度计算单元，用于根据前一次输出电压值和后一次输出电压值的大小计算气体浓度；
27.气体浓度输出单元，用于输出气体浓度。
28.另一方面，本技术提供了一种计算机设备，计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现上述的任意一种气体探测器输出方法。
29.另一方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述的任意一种气体探测器输出方法。
30.本发明的有益效果在于：
31.(1)本发明通过不同的滤波算法结合，先采用中值滤波算法获取无噪电压信号，再采用加权滤波算法消除传感器自身信号波动，使输出的测试气体浓度稳定。
32.(2)本发明针对加权滤波消除了传感器自身信号波动的电压值，采用上升快下降慢的原则输出电压，通过标准气体浓度标定一定电压差，当现场环境有气体泄漏时，会出现电压变化得到电压差，然后根据得到电压差与标准浓度电压差作比较变得到实际气体浓度，从而达到输出的测试气体浓度快速和稳定。
附图说明
33.图1是本发明实施例1提供的气体探测器输出方法流程框图。
34.图2是本发明实施例2提供的气体探测器输出装置结构框图。
具体实施方式
35.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.需要说明的是，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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。
37.因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
38.实施例1
39.如附图1所示，是本实施例提供的气体探测器输出方法流程框图。该方法具体包括以下步骤：
40.步骤一：采集气体探测器中传感器信号电压，获得采样电压数据。
41.步骤二：截取一段采样电压数据消除噪声干扰，获得无噪电压数据。可选地，本实施例截取的一段电压数据中，电压值个数为奇数，截取的一组采样电压数据为x1、x2、x3、x4……
xn。通过排序得到采样电压的中值y，通过多次截取采样电压数据后排序获取采样电压，本实施例以中值滤波的方式消除噪声干扰，滤去干扰信号。本实施例获得的一组采样电压的中值个数为偶数个，以便于后续采用加权滤波对电压值进行处理。获得一组采样电压的中值y1、y2、y3、y4……yn
。
42.步骤三：对无噪电压数据进行排序，获得有序无噪电压数据。对步骤二获取的经过中值滤波的偶数个采样电压中值y1、y2、y3、y4……yn
进行排序，可按照从大到小或从小到大的顺序进行排序，本实施例中以从小到大进行排序。获得的一组有序无噪电压数据为z1、z2、z3、z4
……
zn。
43.步骤四：赋予有序无噪电压数据中每一个电压值不同的权重，通过加权滤波获得输出电压值。在本实施例中，将电压值中间两个电压赋予比例系数最大，依次向两边赋予比例系数减小，通过计算(z1*a1 z2*a2
…
z
n/2
*a
n/2
z
n/2 1
*a
n/2 1
…
zn*an)/2(a1 a2
…
a
n/2
)得到加权滤波后电压值m。按照小概率事件的原则，认为一组数据中最大值和最小值是小概率，因此其权重也最小，而中间值的发生概率最大，因此中间两个电压值赋予比例系数最大，从中间向两边赋予比例系数依次减小。
44.步骤五：重复执行步骤s1-s4，比较输出电压值m1与输出电压值m2的大小，若m2》m1，则根据电压值m2计算气体浓度；若m2《m1且m2小于mn，则根据mn计算气体浓度。
45.其中，电压值m1为前一个输出电压值，m2为后一个输出电压值，mn为防止波动的保护阈值。气体泄漏时，气体探测器的传感器会出现电压上升的情况，这样前一次电压小于后一次电压，这样会把后一次电压用于浓度计算。而如果出现这样前一次电压大于后一次电压的情况，可能是由干扰引起，为了防止出现浓度显示来回波动，可以设置一个防止波动的保护阈值，若后一次电压小于前一次电压且比防止波动的保护阈值还小时，则采用保护阈值计算气体浓度，可以尽量避免因干扰而导致的测试气体浓度输出不准确的情况。根据实际应用得出，当保护阈值为前一个电压值的0.95倍时，气体探测器输出的测试气体的浓度更加稳定。
46.步骤六：输出步骤五计算得到的气体浓度。
47.循环执行上述步骤一至步骤六，维持气体探测器稳定快速地输出测试气体的浓度。
48.本实施例提供的气体探测器输出方法，通过不同的滤波算法结合，先采用中值滤波算法获取无噪电压信号，再采用加权滤波算法消除传感器自身信号波动，使输出的测试
气体浓度稳定，再采用上升快下降慢的原则输出电压，达到输出的测试气体浓度快速和稳定。
49.实施例2
50.如附图2所示，是本实施例提供的气体探测器输出装置的结构框图。该气体探测器输出装置可以应用于诸如计算机等固定终端和智能手机、平板电脑等各个移动终端，该装置包括：
51.数据采集单元，用于采集气体探测器中传感器信号电压，获得采样电压数据。
52.干扰消除单元，用于截取一段采样电压数据消除噪声干扰，获得无噪电压数据。
53.电压排序单元，用于对无噪电压数据进行排序，获得有序无噪电压数据。
54.权重计算单元，用于赋予有序无噪电压数据中每一个电压值不同的权重，通过加权滤波获得输出电压值。
55.浓度计算单元，用于根据前一次输出电压值和后一次输出电压值的大小计算气体浓度。
56.气体浓度输出单元，用于输出气体浓度。
57.本实施例提供的气体探测器输出装置的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
58.实施例3
59.本优选实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备可以实现本技术实施例所提供的气体探测器输出方法任一实施例中的步骤，因此，可以实现本技术实施例所提供的气体探测器输出方法的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
60.实施例4
61.本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。为此，本发明实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的气体探测器输出方法中任一实施例的步骤。
62.其中，该存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取记忆体(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。
63.由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本发明实施例所提供的任一气体探测器输出方法实施例中的步骤，因此，可以实现本发明实施例所提供的任一气体探测器输出方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
64.前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。本领域技术人员可知有众多组合。
65.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。