专利名称：一种交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体传感器，特别是一种交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器系统。
背景技术：
目前，国内矿井下采用的甲烷(CH4)传感器都采用催化燃烧式气体传感器元件，而一氧化碳(CO)传感器大都采用电化学气体传感器元件。现有气体传感器的固有弱点有(1)设计的机理决定了其寿命短，存储不便；(2)一种传感器只能检测一种气体，且价格昂贵；(3)交叉敏感现象严重，容易被环境污染，严重限制了其使用场合。
发明内容本发明主要解决现有气体传感器使用时交叉敏感现象严重的技术问题，提供一种气体传感器，该传感器不仅能同时测量两种气体，而且还能抑制环境量带来的交叉敏感，提高主测量的测量精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器系统，包括半导体气体传感器，其特征在于该气体传感器经放大器连接到信号处理器的AD端，该信号处理器能进行支持向量机(Support Vector Machine，简称SVM)运算，它包括信号处理芯片、温度传感器，存储器、时钟。
该半导体气体传感器采用TGS2611。
该信号处理器主要采用ST-2003F。
该系统设置辅助传感器，该辅助传感器经放大器连接到信号处理器的AD端。
本发明的原理是在对传感器的加热端使用温度调制，在不同的温度调制下，传感器分别对应敏感不同的两种气体A和B。同时专用集成处理芯片ST-2003F内部带有温度传感器可实时输出环境温度T，在测出A、B、T分别具备几组的情况下，采用小样本的支持向量机(Support Vector Machine，简称SVM)技术，提取传感器在不同的环境温度下对A、B混存情况下的各自的灵敏度矩阵，从而提高传感器对主测量的选择性，而衰减对环境量的敏感度。
本系统的有益效果是能实现一种交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器，解决了只能采用原来高成本，低效果的传统气体传感器交叉敏感严重、使用模式单一的情况；而且，为其它领域的传感器应用提供了一种通用的模式，反馈单元必要时用于调节系统参数。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的SVM信号处理图。
图3是信号处理软件流程图。
图4是本发明中信号处理器的电路原理图。
具体实施方式请参阅图1，本系统的传感器1经放大器2分别连接到信号处理器3的AD端，经图2所示的流程处理后，经后向接口送出。该信号处理器3包括信号处理芯片31、温度传感器34，存储器32、时钟33。标定数据存放在存储器32中，时钟33为在温度调制下采集传感器1的输出提供定时。信号处理芯片采用ST-2003F。
系统也可以设置辅助传感器可根据需要配�。酶ㄖ衅鞑⒎鞘潜匦氲模皇俏低辰吹墓δ芾┱沽粝碌慕涌�。辅助传感器也是经放大器2分别连接到信号处理器3的AD端。可选的辅助传感器有湿度传感器(如Honeywell HIH3600系列等)、温度传感器(如Honeywell NTC173-175系列等)、JWSM-3AT电流输出防爆温湿度变送器、JWSD-2**模拟输出型温湿度变送器、JWSB-1B/2B频率输出温湿度变送器。
该系统可以适用于所有半导体气体传感器和所有具有交叉敏感性能的气体传感器，如TGS2611等半导体气体传感器。该信号处理芯片也可以是TMS320C32或MC68HC05SR3。
图2描述了SVM的抑制交叉敏感的原理。对环境量的抑制和提高对主测量的选择性，其途径就是要获得传感器对多环境量共存时对不同量灵敏度特征矩阵，特征矩阵使得传感器对环境量的灵敏度各自独立，互不影响。在图2中，Xi＝{Ai，Bi，Ti}是传感器处在的一种由温度T、气体A及气体B环境中，对应的输出为Yi={yAi,yBi,yTi};]]>通过K函数比较标定样本<x′，x′>得到传感器的对三种环境量的灵敏度特征矩阵Q。K函数为K(x,y)=e-||x-y||2,]]>x，y为标定的样本即有Y＝QX在图4中，ST-2003F产生温度调制信号输出到传感器的引脚2，传感器3脚串连精密电阻R8后到电源VA，传感器内电阻和R8的分量引至到ST-2003F的第7脚。A部分为ST-2003F的复位电路，B部分为ST-2003F的起振电路，C部分为ST-2003F的JDEC接口电路；D部分为ST-2003F的AD、DA外部参考电源电路；E部分为后向接口电路；F部分为电源指示电路。
权利要求
1.一种交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器系统，包括半导体气体传感器，其特征在于该气体传感器经放大器连接到信号处理器的AD端，该信号处理器能进行支持向量机(Support Vector Machine，简称SVM)运算，它包括信号处理芯片、温度传感器，存储器、时钟。
2.根据权利要求1所述的交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器系统，其特征在于该半导体气体传感器采用TGS 2611。
3.根据权利要求1所述的交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器系统，其特征在于该信号处理器主要采用ST-2003F。
4.根据权利要求1所述的交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器系统，其特征在于该系统设置辅助传感器，该辅助传感器经放大器连接到信号处理器的AD端。
全文摘要
本发明涉及半导体传感器，特别是一种交叉敏感自抑制的一器二元半导体气体传感器系统。它包括半导体气体传感器，该气体传感器经放大器连接到信号处理器的AD端，该信号处理器能进行支持向量机(Support Vector Machine，简称SVM)运算，它包括信号处理芯片、温度传感器，存储器、时钟。主要解决现有气体传感器使用时交叉敏感现象严重的技术问题，提供一种气体传感器，该传感器不仅能同时测量两种气体，而且还能抑制环境量带来的交叉敏感，提高主测量的测量精度。
文档编号G01N27/407GK1580754SQ20041001707
公开日2005年2月16日 申请日期2004年3月19日 优先权日2004年3月19日
发明者林继鹏, 刘西钉 申请人:上海晟泰信息系统科技有限公司
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