融合传感器阵列与SSA-BP神经网络的气体监测系统设计

作     者：董常庆 施云波 牛昊东 王天 康林贵 李萍 DONG Changqing;SHI Yunbo;NIU Haodong;WANG Tian;KANG Lingui;LI Ping

作者机构：哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2022年第35卷第8期

页      面：1093-1101页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国防基础科研计划项目(JCKY2017412C003) 国家自然科学基金项目(62271176) 

主　　题：传感器阵列 混合气体识别 BP神经网络 麻雀搜索算法 

摘      要：为了有效监测化工厂等场所的危险气体和解决金属氧化物传感器普遍存在交叉敏感性的问题,首先使用不同的MEMS气体传感器组成传感器阵列。然后配制不同的实验气样进行测试,得到实验测试数据,并整理成训练集和测试集样本。最后,采用麻雀搜索算法优化的BP神经网络(SSA-BP)完成气体的定性、定量分析。实验测试结果表明:SSA可以有效提高预测模型的预测精度和稳定性,对乙醇、甲烷、氨气定性识别的正确率达到100%,气体定量预测的最大相对误差不超过5.50%,预测效果得到明显改善。该系统可以满足混合气体的定性和定量分析要求,在危险化学气体监测方面具有良好的应用前景。