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)：802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(gè)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(shí)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(shí)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?，?shí)現(xiàn)混合氣體分析。
全自動電子鼻正是利用各個(gè)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(diǎn)，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(jī)理是在陣列中的每個(gè)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(gè)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(gè)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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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