基于集成气体传感器阵列的电子鼻系统

介绍一种基于集成气体传感器阵列的电子鼻系统硬件实现方法。描述了系统的一般组成,重点介绍了所采用的集成气体传感器及其信号拾取方法。该系统可实现对检测气体的自动数据采集、微机传送,具有高的灵敏性和可靠性。另外,对采用的集成气体传感器系列,该电子鼻系统具有一定的通用性。利用该系统对五种葡萄酒进行了检测,结果表明:该电子鼻系统可有效地用于葡萄酒的定性识别,识别准确率达到100%。     

基于传感器阵列与神经网络的气体检测系统

在分析研究电子鼻理论和系统组成的基础上,设计构建了一套传感器阵列与人工神经网络相结合的混合气体检测系统.并采用该系统对三种气体传感器(一氧化碳CO、二氧化硫SO2和二氧化氮NO2)进行了实验,对实验数据用神经网络(BP和 RBF)进行了分析、识别和气体体积分数的计算.结果显示该检测系统识别准确,不仅能够解决气体传感器交叉敏感问题,提高器件的选择性,而且具有智能化和多功能化等优点.     

电子鼻在气体检测中的应用研究

优选对甲烷、丙烷及氢气交叉敏感的5只半导体传感器组成气体传感器阵列,建立实时数据采集系统,结合特征提取和模式识别算法,研制出了一种对3种可燃性气体进行实时检测的电子鼻系统。提出了双重神经网络定量分析多种未知气体的方法,即先利用第一重网络对气体进行定性识别,再应用第二重网络对识别出的气体进行定量分析。通过BP神经网络分析表明:该系统对3种气体的识别率达到了100%,定量分析的最大相对误差不超过9.4%。     

医用电子鼻气体传感器阵列优化方法

电子鼻气体传感器阵列存在冗余和相关,将对分类识别效果产生影响。提出并实现了一种新的医用电子鼻气体传感器阵列优化方法,利用改进遗传算法设定气体传感器的重要性系数,以去除传感器阵列的冗余和相关,提高系统的判别能力。新的方法分别用于五种乳癌特征气体和七种伤口病原菌检测,使正确识别率得到较大提高。     

电子鼻动态模式信息采集电路设计

动态检测技术在电子鼻中的应用是国内外电子鼻研究的一个前沿热点,实现动态检测的关键是能使电子鼻的环境参数能动态变化的硬件电路.为了满足动态测量的需要,设计了能对半导体氧化物气体传感器阵列进行动态加热的自动温控模块和气体传感器的信号拾取模块,以便满足动态测量的需要,把该动态加热电路应用到电子鼻实验系统中,对三种不同的饮料样本在不同的条件下进行反复实验,识别的准确率均达到100%.     

可视嗅觉传感器阵列研究及图像分析

针对目前电子鼻系统普遍存在的检测范围窄、受环境湿度影响较大等缺点,本文依据金属卟啉配合物与有机气体反应会产生颜色变化的原理,研制了一种新型的气体敏感膜,设计了可视嗅觉传感器阵列的实验系统.系统通过分析敏感膜与不同的气体反应所呈现的颜色变化识别气体,具有完全不受外界水蒸气影响和检测精度高等特点.用该传感器敏感膜分别对环己胺、乙腈和四氢呋喃进行了试验,试验结果表明该传感器阵列能够正确地识别这三种有机物.     

最小二乘法在电子鼻动态信息融合中的应用

基于集成气敏传感器阵列和多传感器信息融合技术的电子鼻系统,可用于气体/气味的定性定量识别.电子鼻走出实验室的关键是高效的识别算法和简化的实验装置.本文提出最小二乘法在简化的电子鼻系统中的应用模型.利用线性最小二乘法拟合传感器阵列的动态响应曲线,建立电子鼻系统的知识库并进行智能识别.利用该方法并结合气体传感器阵列在不同温度条件下的动态响应信号,对雪碧、酷儿和绿茶三种饮料样本进行定性识别,仿真验证结果表明该方法的识别准确率达到100%.     

基于FastICA和神经网络的电子鼻模式识别

气体传感器阵列是电子鼻系统的重要组成部分,传感器阵列的交叉敏特性严重影响电子鼻对气体识别的准确率.将快速独立分量分析算法和BP网络相结合用于电子鼻的模式识别可以有效地改善这一问题.并由一个5个传感器组成的电子鼻系统,对10组不同体积分数的3种气体测量得到的30组数据样本进行仿真.结果表明,用快速独立分量分析对数据作预处理,可以简化计算,减少数据之间的相关性,将预处理后的数据样本作为BP网络的输入,使网络结构简化,收敛速度快.利用该方法可以提高电子鼻识别气体的准确率.     

用于室内有毒气体快速检测的便携式CC/SAW电子鼻

开发了一种用于室内空气质量快速检测的便携式电子鼻气体分析仪.该仪器利用毛细管分离柱(CC)将混合气体选择性分离,实现对气体的分类识别,然后借助声表面波(SAW)传感器频率响应测量每种组分对应的浓度,实现对气体的量化.实验针对17种有毒有害气体进行测试,结果表明该系统能对低浓度复杂混合气体进行快速检测,且具有较高的灵敏度,良好的选择性和重复性.这为不同应用场合下的痕量气体检测提供了一种可行的技术.     

基于ARM9一Linux的嵌入式电子鼻系统的实现

研制了一种以ARM9为控制芯片,搭载Linux的电子鼻系统。系统硬件由自动进气装置、密闭气室、传感器阵列、数据采集模块构成。控制软件界面采用QT编写,完成了嵌入式终端软件和上位机软件。该系统能够实现对气体进行自动进气、数据采样、数据保存,采样曲线实时显示监控等功能。并能利用MATLAB编写的电子鼻气味识别分析软件对数据进行分类识别算法分析,达到智能识别不同气味的目的。实验证明,此嵌入式电子鼻系统体积小、携带方便、稳定度高、成本低,能够实现对多种不同的气味进行准确识别。     

医用电子鼻传感器系统的发展

医用电子鼻是一种特殊的电子鼻系统,与通用电子鼻一样,传感器系统是它的核心。现有的气体传感器主要有金属氧化物半导体型、电化学型、导电聚合物型、石英微天平等几种,但将它们用于医用电子鼻都还有不足,因为医用电子鼻对传感器系统有更高的要求,它要求气体传感器谱度更广、检测限更低、灵敏度和稳定性更好。     

基于电子鼻技术的信阳毛尖茶咖啡碱检测方法

本文采用电子鼻系统对三个等级的信阳毛尖茶进行了检测.采用Loading分析和相关分析对传感器阵列进行优化,选出四个传感器为最终的新传感器阵列,用于信阳毛尖茶的品质识别.PCA分析结果显示,可以将不同等级的茶叶完全区分开,而且效果比较好.利用PCR、MLR和QPSa方法分别建立信阳毛尖茶基于气敏传感器阵列的咖啡碱预测模型...     

基于电子鼻的气敏传感器及其阵列

电子鼻是模拟动物的嗅觉系统设计研制的一种智能电子仪器,是利用气敏传感器阵列的响应图谱来识别气味的电子系统。本文从应用的角度出发,对电子鼻系统中常用气敏传感器的工作原理、适用范围和优、缺点进行了比较,指出了电子鼻系统中选择气敏传感器及其阵列的一些注意事项,为电子鼻特别是便携式电子鼻的研制提供参考。     

基于集成气敏传感器阵列的电子鼻系统环境响应特性分析

基于集成气敏传感器阵列和多传感器信息融合技术的电子鼻系统 ,可用于气体 /气味的定性定量识别 .在实际应用中 ,被识别样本的浓度、样本环境的温度和湿度参数等都对电子鼻系统的响应特性有较大的影响 .本文分别利用纯净空气及乙醇或葡萄酒作为载气及分析样本 ,对电子鼻系统响应特性与气敏传感器工作温度以及样本温度、环境湿度、样本浓度间的依赖关系进行了实验分析 ,并分别给出了它们间依赖关系的实验结果 .     

电子鼻在食品工业中的应用研究进展

电子鼻是一种新颖的模拟人的嗅觉来分析、识别和检测复杂嗅味和挥发性成分的仪器。电子鼻由气体传感器、信号处理和模式识别系统等组成。介绍了电子鼻的组成和工作原理,综述了电子鼻在食品原料、加工、质量监测、成份检验以及农产品贮藏中的应用研究进展,并指出了电子鼻目前存在的主要问题。     

用于易挥发性化学品检测的实用电子鼻算法研究

由气体传感器阵列构建的电子鼻系统在易挥发性化学品的快速检测中起着重要的作用.利用12 路气体传感器阵列采集易挥发性化学品蒸气的响应曲线,通过研究具有一定抗干扰能力的具有现场实用意义的电子鼻识别算法,提出了一种基于 BP 神经网络的算法来提取特征向量.所需计算量小,稳定性高,受浓度影响小;在此基础上进行神经网络的训练并对...     

Zeolite-modified WO3 gas sensors – Enhanced detection of NO2

Solid-state metal oxide gas sensors with zeolite overlayers have been developed as a means to improve sensor selectivity. Screen printed tungsten oxide (WO₃) sensors were modified by the addition of acidic and catalytic zeolite layers. The sensors were characterised before and after sensing experiments using X-ray diffraction, energy dispersive X-ray analysis and scanning electron microscopy. The sensors were tested against various gases and gas mixtures to assess their discriminatory behaviour. The results show that the sensors response can be tailored to be selective towards specific target gases by changing the zeolite; for example the H-ZSM-5 sensor gave a response 19 times greater to NO₂ than an unmodified control sensor. It was observed that the WO₃ based gas sensors showed a remarkable selectivity towards NO₂ in a gas mixture. The sensors also showed high levels of stability and sensitivity and have potential to be used in electronic nose technology.