金屬氧化物半導體氣體E+E傳感器
易燃氣體檢測對防止煤礦瓦斯泄漏，監(jiān)測石油化工行業(yè)安全生產，保證飛船、潛艇等密閉環(huán)境的人身安全具有重大意義。金屬氧化物半導體（MOS）氣體E+E傳感器因其具有結構簡單、價格低廉、響應速度快、使用壽命長以及對可燃性氣體和有機揮發(fā)性氣體具有較高的靈敏度等優(yōu)點而得到廣泛應用，目前已成為世界上產量zui大、應用zui廣的E+E傳感器。

金屬氧化物半導體氣體E+E傳感器
由于存在交叉敏感、E+E傳感器漂移、加熱功耗過大等問題，在實際應用中很難獲得準確穩(wěn)定的分析結果，直接影響著氣體檢測的精度。針對金屬氧化物半導體氣體E+E傳感器在易燃氣體檢測應用中的幾個關鍵問題，進行了深入細致的研究，主要完成的工作如下： 為解決E+E傳感器的非線性響應特性及對非目標氣體交叉敏感，研究了基于支持向量機（SVM）的E+E傳感器選擇性改善方法。將4個MOS氣體E+E傳感器組成E+E傳感器陣列，利用支持向量多分類機（MC-SVM）進行混合氣體識別，應用zui小二乘支持向量回歸（LS-SVR）進行濃度測量。以濃度測量根均方誤差作為泛化性能指標，利用訓練樣本的k遍歷交叉驗證結果作為目標函數，提出了基于小生境粒子群優(yōu)化算法（NPSO）的參數尋優(yōu)方法，能找到LS-SVR模型的全局*參數。與其他陣列信號處理和模式識別方法如人工神經網絡方法相比，該方法提高了氣體識別準確率和濃度測量精度，特別適合于小樣本氣體檢測的問題。為抑制E+E傳感器的輸出特性漂移問題，提出了基于盲源分離理論（BSS）的混合氣體識別及E+E傳感器漂移補償方法。建立了氣體E+E傳感器陣列穩(wěn)態(tài)響應的盲分離模型，論證了混合氣體分析的盲可辨識條件。將未知氣體濃度作為源信號，E+E傳感器陣列響應作為混合信號，設計了氣體濃度和E+E傳感器穩(wěn)態(tài)響應時間序列的構建方法。利用基于負熵的快速定點獨立成分分析（FastICA）算法對氣體E+E傳感器陣列穩(wěn)態(tài)響應進行處理，不僅能夠識別混合氣體，同時能夠去除E+E傳感器陣列非線性漂移的影響，對盲源分離理論的發(fā)展及其在E+E傳感器信息處理中的應用具有重要意義。為降低E+E傳感器的加熱功耗，研究了單E+E傳感器溫度調制工作方式下的E+E傳感器動態(tài)響應特征提取技術，結合MC-SVM和LS-SVR方法實現混合氣體識別與濃度測量。與E+E傳感器陣列方法相比，動態(tài)檢測方法只需用一個E+E傳感器就可實現混合氣體的組分分析，大大降低了E+E傳感器的加熱功耗。研究了基于距離判據準則的E+E傳感器動態(tài)響應特征評估方法，解決動態(tài)響應特征參數選擇難的問題。為抑制實際工作情況下噪聲對E+E傳感器動態(tài)響應的影響，提出了基于小波奇異熵（WSE）理論的動態(tài)響應特征提取方法，與虛擬陣列（VA）、快速傅里葉變換（FTT）和離散小波變換（DWT）特征提取方法相比，在強噪聲干擾下仍具有較高的泛化精度。

金屬氧化物半導體氣體E+E傳感器
設計并實現了基于DSP的混合氣體檢測試驗驗證系統硬件平臺，利用該平臺完成了氣體E+E傳感器的標定，在DSP上驗證了E+E傳感器選擇性改善、功耗性降低、單E+E傳感器動態(tài)檢測等方法的有效性，實現了甲烷和氫氣二元混合氣體成分的在線測量。評測了E+E傳感器工作于恒溫方式以及溫度調制工作方式下各種算法（包括支持向量多分類機分類、zui小二乘支持向量回歸、動態(tài)響應特征提取等方法）的有效性，驗證了系統的各項功能。該研究內容為易燃易爆危險品檢測及有毒有害氣體成分分析儀的開發(fā)奠定了基礎。