矿用CH4-CO2红外传感器温度补偿算法模型研究

来源：激光与红外杂志2020年第12期北京时间：

作者：马砺

单位：1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054； 2.西安科技大学 陕西省煤火灾害防控重点实验室,陕西 西安 710054；

摘要：红外气体传感器检测气体浓度具有响应速度快、稳定性高等特点,但检测精度受温度变化影响大。本文对不同温度下矿用CH4-CO2红外传感器待测气体响应信号进行实验研究,并研究传感器的温度补偿算法模型,消除温度对传感器响应信号的影响。研究结果表明:在环境温度20 ℃时,CH4-CO2红外传感器响应信号与待测气体浓度之间呈现良好的线性关系；温度越高,CH4-CO2红外传感器的响应信号越大。通过建立随机森林模型进行温度补偿,CH4红外传感器和CO2红外传感器的响应信号和待测气体浓度之间的相关系数分别为0.9203和0.9099,响应信号与待测气体浓度之间的线性相关度提高、均方误差和平均绝对误差均减小,CH4红外传感器精度更高。基于随机森林温度补偿模型在10~25 ℃温度变化范围内可减小温度对矿井气体浓度监测的影响。

关键词：红外气体传感器;温度补偿;随机森林;检测精度

基金资助：国家重点研发计划项目(No.2018YFC0808104)资助