中文摘要：

本项目在普通催化传感器对可燃气体检测原理的基础上，提出了一种利用电场对可燃气体催化氧化反应的作用，实现矿井多种可燃气体检测和分析的新方法。项目内容包括在研究电场增强催化剂活性作用和机理的基础上，优选催化剂添加元素，提高传感器对气体的分辨率；在研究电场对不同可燃气体的催化机理和作用的基础上，研究电场对可燃气体输出灵敏度的影响，为混合可燃气体检测信号的识别奠定基础；在研究催化传感器恒温多级可变电场检测状态下输出信号的基础上，研究多信号的智能分析处理方法，以实现多种可燃气体（包括未知气体）的检测和分析。本研究利用单一催化传感器、可变电场、恒温检测电路和检测信号的智能处理构成的新型传感器系统，实现多种可燃气体的连续检测是传感器及检测技术的一个创新，研究成果可填补矿井灾变可燃气体连续检测和分析领域的空白，对矿井火灾等灾害的预测预报具有很好的应用前景。

结论摘要：

研究表明，电场对催化传感器输出灵敏度的影响主要在两方面，第一是在电场的作用下，催化传感器载体Al2O3吸附能力增强，促进了可燃气体在催化传感器表面的氧化燃烧反应；第二是电场对催化传感器的催化作用，一定强度的电场会提高Pt和Pd催化剂的活性，同时在电场激发下，被测气体的分子能级提高，产生更多的自由基，增强了氧化反应的进行。由此通过不同的电场强度的调节可以控制催化传感器的灵敏度，在分析混合可燃气体时可以得到多种信号，通过信息融合处理方法可以达到分析可燃气体的目的。信息融合的方法主要基于分布式神经网络，通过样本训练，建立信号处理的模型，该分析方法通过了实验验证。在研究中还发现，控制催化传感器不同的工作温度，也可以改变传感器对可燃气体的输出灵敏度，通过传感器温度的控制，可以得到多种信号，再借助催化传感器的热平衡方程，建立一组包含各种可燃气体信息的方程组，通过信息融合处理，也可分析出可燃气体的种类和浓度。本研究采用单一传感器分析多种可燃气体的方法，成本低，使用方便，对矿井火灾的早期预警具有重要应用前景。