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申请/专利权人：中国石油化工股份有限公司;中国石油大学(华东);中石化安全工程研究院有限公司

摘要：本发明具体涉及一种H2S比色电学传感器及深度学习比色电学双传感系统，采用H2S敏感纳米纤维膜结合PET柔性叉指电极合成H2S比色电学传感器，可同时拥有比色与电阻变化两种响应特征。结合变色监控平台及电阻响应模块得到直观展现视觉响应以及同时记录电阻响应的深度学习比色电学双传感系统，达到“即拍即测”，快速、精准检测气体浓度的效果，通过双传感响应互补机制，得以实现适用性强、应用范围广、可视化、高精度的检测优势，能够实现大范围浓度H2S的检测，分辨率高，响应时间短，具有较高的选择性且具有0.1ppm的低检测限，并且稳定性好、浓度检测准确率可达99.8%。

主权项：1.深度学习比色电学双传感系统，其特征在于，包括气室、H2S比色电学传感器、电阻响应模块、变色监控平台、分析模块以及终端；所述H2S比色电学传感器包括H2S敏感纳米纤维膜和PET柔性叉指电极，所述H2S敏感纳米纤维膜通过静电纺丝工艺固定在PET柔性叉指电极上，所述敏感纳米纤维膜为PbCH3CO22PVA纳米纤维；所述H2S敏感纳米纤维膜为纳米纤维交错形成的致密网状结构，所述纳米纤维直径为250-400nm，所述H2S敏感纳米纤维膜厚度为0.5-0.7mm，所述H2S比色电学传感器位于气室内部，用于实时检测H2S气体获得气体浓度信号，并将气体浓度信号转换为颜色变化信号以及电阻变化信号；所述电阻响应模块与所述H2S比色电学传感器连接，用于实时采集、存储、显示传感器输出的电阻变化信号；所述变色监控平台用于实时采集、存储、显示传感器输出的颜色变化信号；所述分析模块装载于所述终端上，分析处理变色监控平台采集到的颜色变化信号，并基于分析处理结果输出H2S浓度；所述分析模块利用颜色分割算法对变色监控平台采集到的颜色变化信号分割，通过引入CIE色差公式计算颜色变化信号的色差值ΔE，基于多层感知机算法预测模型给出H2S浓度；分析模块利用基于欧式距离或曼哈顿距离的颜色分割算法对变色监控平台采集到的颜色变化信号分割，通过引入色差公式CIE1976、CIE1995或CIEDE2000计算颜色变化信号的色差值ΔE，基于多层感知机算法设计的H2S浓度预测模型经测算给出H2S浓度；所述多层感知机算法为3层感知机算法；颜色分割算法，基于RGB空间对彩色图像进行像素点分类，即给变色样本图像进行区域提取，再根据给定的彩色样点集，为分割区域指定平均颜色；为了实现有效的颜色分割，引入相似性度量，欧式距离、曼哈顿单通道距离以及曼哈顿多通道距离计算方式依次如下： ；其中，Z为当前分割像素点的（Ri，Gi，Bi）值，α为分割颜色区域的颜色平均（R，G，B），下标注为RGB分量，D0为分割阈值，为三通道各自的标准差向量，η为标准差系数，通常为1.25；利用基于欧氏距离、曼哈顿距离的颜色分割算法对样本图像预处理，像素均值计算可以得到变色图像的（R，G，B）均值向量，将样本RGB值转变为色差仪适用的颜色空间，通过CIE色差公式，计算图像的色差值ΔE，以分辨不同气体浓度环境下比色电学传感器的色度变化，白色到深棕色的颜色变化可以证明H2S的存在；变色样本图像计算均值时，是分割图片的每个像素且对单个像素（Ri，Gi，Bi）值进行判断，分别循环累加计算每个像素的（Ri，Gi，Bi）值，从而得出变色样本的像素均值向量（R，G，B），具体由下述公式计算得到：；所述终端用于显示H2S浓度检测结果。

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百度查询： 中国石油化工股份有限公司 中国石油大学(华东) 中石化安全工程研究院有限公司 H₂S比色/电学传感器及深度学习比色/电学双传感系统