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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种基于开关热循环调制的气体识别装置及气体识别方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120761580B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510874018.2，技术领域涉及：G01N33/00；该发明授权一种基于开关热循环调制的气体识别装置及气体识别方法是由钟理鹏;刘伟丰;郭心悦;梁坤;刘玉芳;高健;汪沨;孙秋芹;陈赦设计研发完成，并于2025-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于开关热循环调制的气体识别装置及气体识别方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于开关热循环调制的气体识别装置及气体识别方法，由开关热循环信号发生模块、工作模式切换模块与气体检测传感模块构成，支持恒温与开关热循环调制两种工作模式切换，适应不同检测需求。识别方法主要包括混合气体组分识别与浓度识别，均利用1D卷积神经网络、Transformer模型提取多维特征，并通过交叉验证优化模型性能；识别算法可实现对多组分混合气体的组分分类与浓度回归预测，装置模块化设计，传感器阵列可根据需求灵活更换，适用于环境监测、工业安全与智能传感等应用领域。本发明通过引入开关热循环调制与深度学习算法的融合，有效提升气体检测准确性。

本发明授权一种基于开关热循环调制的气体识别装置及气体识别方法在权利要求书中公布了：1.一种基于开关热循环调制的气体识别装置，其特征在于，所述气体识别装置用于实现基于开关热循环调制的气体识别方法；所述气体识别装置包括开关热循环信号发生模块、工作模式切换模块和气体检测传感模块； 所述气体检测传感模块包括可拆卸替换的金属氧化物半导体气体传感器阵列和信号采集系统，气体检测传感模块用于检测目标气体输出相应的电信号响应并检测待测气体中含有的气体种类和各类气体的含量； 所述开关热循环信号发生模块用于对金属氧化物半导体气体传感器阵列和待测气体进行温度调制； 工作模式切换模块用于关闭或开启开关热循环信号发生模块，使得气体检测传感模块工作于恒温工作模式或开关热循环工作模式； 所述工作模式切换模块为双刀双掷滑动开关K1，包括六个电气连接点，分别为第一刀的常闭端1、第一刀公共端2和第一刀常开端3，以及第二刀的常闭端4、第二刀公共端5和第二刀常开端6； 当双刀双掷滑动开关K1处于第一位置时，第一刀的常闭端1与第一刀公共端2导通，第二刀的常闭端4与第二刀公共端5导通；当双刀双掷滑动开关K1滑动至第二位置时，连接点第一刀公共端2与第一刀常开端3导通，第二刀公共端5与第二刀常开端6导通； 气体传感器阵列包括传感器一、传感器二、传感器三和传感器四； 所述开关热循环信号发生模块包括供电线VCC和接地线GND，供电线VCC电连接第一可调电阻器VR1的一端、定时器的RESET引脚、定时器的VCC引脚、双刀双掷滑动开关K1的第一刀常闭端1、传感器一的第一加热电阻RH1的一端、第一传感电阻RS1的一端、传感器二的第二加热电阻RH2的一端、第二传感电阻RS2的一端、传感器三的第三加热电阻RH3的一端、第三传感电阻RS3的一端、传感器四的第四加热电阻RH4的一端和第四传感电阻RS4的一端；第一可调电阻器VR1的另一端电连接第二可调电阻器VR2的一端和定时器的DIS引脚；第二可调电阻器VR2的另一端电连接定时电容C1的一端、定时器的TRIG引脚、定时器的THR引脚和双刀双掷滑动开关K1的第二刀常闭端4；定时器的OUT引脚电连接第一刀公共端2； 所述接地线GND电连接定时电容C1的另一端、定时器的GND引脚、旁路电容C0的一端、第二刀公共端5、第一MOS管Q1的源极、传感器一负载电阻R1的一端、传感器二负载电阻R2的一端、传感器三负载电阻R3的一端和传感器四负载电阻R4的一端；传感器一负载电阻R1的另一端电连接传感器一的第一传感电阻RS1的另一端；传感器二负载电阻R2的另一端电连接传感器二的第二传感电阻RS2的另一端；传感器三负载电阻R3的另一端电连接传感器三的第三传感电阻RS3的另一端；传感器四负载电阻R4的另一端电连接传感器四的第四传感电阻RS4的另一端；旁路电容C0的另一端电连接定时器的CTRL引脚；双刀双掷滑动开关K1的第一刀公共端2电连接第一MOS管Q1的栅极，第一MOS管Q1的漏极电连接传感器一的第一加热电阻RH1的另一端、传感器二的第二加热电阻RH2的另一端、传感器三的第三加热电阻RH3的另一端和传感器四的第四加热电阻RH4的另一端； 所述开关热循环信号发生模块形成周期性脉冲信号，频率由第一可调电阻器VR1、第二可调电阻器VR2和定时电容C1调节，周期性脉冲信号由定时器OUT端输出；当双刀双掷滑动开关K1处于第一位置时，供电电压VCC由双刀双掷滑动开关K1的第一刀常闭端1到双刀双掷滑动开关K1的第一刀公共端2输入，使第一MOS管Q1保持导通，气体传感器的加热电阻回路导通，传感器工作于常温模式，同时，双刀双掷滑动开关K1第二刀常闭端4到双刀双掷滑动开关K1第二刀公共端5导通，定时电容C1放电；当双刀双掷滑动开关K1处于第二位置时，定时器OUT端的输出由双刀双掷滑动开关K1第一刀常开端3到双刀双掷滑动开关K1第一刀公共端2，使第一MOS管Q1周期性导通，气体传感器的加热电阻回路周期性导通，传感器工作于开关热循环调制工作模式； 所述基于开关热循环调制的气体识别方法包括如下步骤： 步骤一、设置用于检测待测气体的气体传感器阵列、用于对气体传感器阵列进行循环加热的开关热循环调制模块和气体识别模块，所述气体识别模块包括用于识别待测气体种类的分类模型和用于识别气体浓度的回归模型； 步骤二、将气体传感器阵列预热至稳定状态； 步骤三、开关热循环调制模块进行热循环调制加热，并且使得气体传感器阵列在环境气体中至少维持一个完整的热循环调制周期，以获取传感器响应初值； 步骤四、通入待测气体，使得气体传感器阵列处于待测气体氛围内，直至达到设定的检测时间阈值，获得多维响应特征数据；所述设定的检测时间阈值为10-40个热循环调制周期； 步骤五、将多维响应特征数据输入气体识别模块获得待测气体中含有的气体种类，以及各类气体的对应浓度。

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