全自動電子鼻是如何對氣味質(zhì)量進(jìn)行分析與評定的呢？
瀏覽次數(shù)：762發(fā)布日期：2022-02-14
全自動電子鼻是模擬動物嗅覺器官開發(fā)出一種高科技產(chǎn)品，目前科學(xué)家還沒有全部搞清楚動物的嗅覺原理。但是隨著科技的發(fā)展，目前一些大學(xué)已經(jīng)開發(fā)出具有廣泛應(yīng)用的電子鼻。
電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號預(yù)處理和模式識別三部分組成。某種氣味呈現(xiàn)在一種活性材料的傳感器面前，傳感器將化學(xué)輸入轉(zhuǎn)換成電信號，由多個傳感器對一種氣味的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對該氣味的響應(yīng)譜。
顯然，氣味中的各種化學(xué)成分均會與敏感材料發(fā)生作用，所以這種響應(yīng)譜為該氣味的廣譜響應(yīng)譜。為實現(xiàn)對氣味的定性或定量分析，必須將傳感器的信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(消除噪聲、特征提取、信號放大等)后采用合適的模式識別分析方法對其進(jìn)行處理。
理論上，每種氣味都會有它的特征響應(yīng)譜，根據(jù)其特征響應(yīng)譜可區(qū)分小同的氣味。同時還可利用氣敏傳感器構(gòu)成陣列對多種氣體的交叉敏感性進(jìn)行測量，通過適當(dāng)?shù)姆治龇椒?，實現(xiàn)混合氣體分析。
全自動電子鼻正是利用各個氣敏器件對復(fù)雜成分氣體都有響應(yīng)卻又互不相同這一特點，借助數(shù)據(jù)處理方法對多種氣味進(jìn)行識別，從而對氣味質(zhì)量進(jìn)行分析與評定。
電子鼻識別的主要機理是在陣列中的每個傳感器對被測氣體都有不同的靈敏度，例如，一號氣體可在某個傳感器上產(chǎn)生高響應(yīng)，而對其他傳感器則是低響應(yīng);同樣，二號氣體產(chǎn)生高響應(yīng)的傳感器對一號氣體則不敏感，歸根結(jié)底，整個傳感器陣列對不同氣體的響應(yīng)圖案是不同的，正是這種區(qū)別，才使系統(tǒng)能根據(jù)傳感器的響應(yīng)圖案來識別氣體。
電子鼻的工作可簡單歸納為:傳感器陣列-信號預(yù)處理-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法-計算機識別(氣體定性定量分析)。
從功能上講，氣體傳感器陣列相當(dāng)于生物嗅覺系統(tǒng)中的大量嗅感受器細(xì)胞，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計算機識別相當(dāng)于生物的大腦，其余部分則相當(dāng)于嗅神經(jīng)信號傳遞系統(tǒng)。
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