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。     

基于支持向量机的医用电子鼻分类器研究

医用电子鼻测试中,样本数量少且样本之间具有特别明显的不对称性,医用电子鼻模式识别问题是一个小样本、不等距的模式识别问题,传统的基于经验风险最小的模式分类算法在医用电子鼻中的应用效果欠佳。将基于统计学习理论和结构风险最小化的支持向量机分类方法引入医用电子鼻模式识别系统中,实现五种伤口病原菌和七种乳癌特征气体的分类,识别正确率分别为76%和91.43%。理论分析与实验结果表明,新的方法具有比传统分类器更好的分类效果。     

本期摘要

地震微观前兆预报网络系统设计研究（1）——地震模型;医用电子鼻气体传感器阵列优化方法;基于相位检测的声表面波传感器变送电路设计.     

仿生气体测量系统——电子鼻

电子鼻是仿照生物的嗅觉系统所设计出来的一个用于测量气体中的化学成分的系统。同以往由单个气体传感器所构成的气体测量系统相比,它从结构上、信号处理的方法上以及使用上都有许多不同的特点。主要介绍了电子鼻的应用、结构以及同传统的气体测量系统的不同点。     

电子鼻的应用综述

电子鼻是一种由一个以传感器阵列形式存在的化学传感系统和一个神经网络形式(典型模式)的模式识别系统组成的高级传感器系统.它可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续地、实时地监测特定位置的气味状况.现在,食品和饮料等行业的许多企业已经开始在生产中采用电子鼻产品,但其应用领域还不够广泛,主要原因还在于它的尺寸和价格.体积小、价格低的手持式电子鼻虽然有一些不足之处,是未来电子鼻技术能够广泛应用的关键.本文就电子鼻在各行业中的应用现状与其可推广使用领域进行介绍.     

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%。     

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%。     

基于Fe_2O_3系列气体传感器阵列的电子鼻系统

阐述了一种基于Fe2O3系列气体传感器阵列的电子鼻系统硬件实现方法及其系统的一般组成,介绍了Fe2O3系列气体传感器和传感器的加热电路。该系统以MSP430F149单片机为核心,实现对检测气体的自动数据采集、脱机和联机识别。利用该系统对甲烷、氢气和液化石油气进行检测,结果表明:该电子鼻系统能有效地对这3种气体进行定性识别,识别率接近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.     

基于人工神经网络的电子鼻对混合气体检测研究

在简要概述电子鼻系统原理的基础上,分析人工神经网络模式识别的特性、结构和识别原理,阐述一种基于人工神经网络的混合气体检测方法.结果证明通过人工神经网络的模式识别和气体传感器阵列技术相结合,能够有效地解决气体传感器阵列的交叉敏感问题,从而实现对混合气体的定性定量检测,并且拥有广泛的应用前景.     

针对香蕉品质检测的专用电子鼻系统

研究开发了一套针对香蕉品质检测的专用电子鼻系统。针对香蕉品质变化过程中释放的特征气体选择了特定的气敏传感器阵列,利用传感器检测腔的环境控制优化模块来稳定气体传感器的工作环境,提高系统检测精度和稳定性。同时通过传感器阵列及气腔的小型化设计,实现系统的便携化,极大地提高了系统的实用性。系统采用数据预处理和BP神经网络的组合识别算法,对香蕉的不同品质状态进行了分类识别。实验结果表明,系统的识别率达到了100%。     

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%.     

基于分段平均微分值法的动态检测识别系统

本文将动态检测方法应用到电子鼻技术中,采用半导体气敏传感器MQ131、MQ135、MQ138组成阵列,设计了实时的动态检测、数据采集系统,测试了甲苯、乙酸酐、乙醚、丙酮四种气体.并且针对气体在动态检测方式下的气敏机理,提出了一种新的特征提取方法--分段平均微分值法,此方法既能获取动态响应过程的主流特征信息又有效地削弱了浓度的影响.最后,将分段平均微分法结合BP神经网络模式识别技术对不同浓度下的甲苯、乙酸酐、乙醚、丙酮四种气体进行了识别,识别率可达91.67%.     

An evaluation of an olfactory sensor and recognition system using metal-oxide semiconductor gas sensor with variable heater controller

An artificial olfactory, which is called an electronic nose system (e-nose), is studied for realizing new human–machine interface. The system consists of sensor unit and a signal processing unit. There are some types of sensors for the sensor unit, metal oxide semiconductor gas sensors (MOGS) and quartz crystal microbalance gas sensors are useful in our study. Our system in this paper has MOGS. Many of MOGS utilize an effect of an oxidation–reduction reaction on the surface of the sensors. One of the features of the sensor, the character of the sensor is changed by temperature of the sensors. In this paper, we build a extend output sensor unit using this feature, and show experimental result of classification applying multilayer perceptron. In the experiment, we choose soy sauce as classification targets because we are considering applying the system for management of cooked foods.     

可视嗅觉系统分析与设计

新型的气体检测装置是根据传感器敏感单元遇到不同气味所呈现的颜色差异,通过将气味的特征信息转换为图像信息识别气体,具有检测精度高和受环境湿度影响较小的优点.文章分析了传感器的工作原理和响应图像,给出了消除杂散光对图像干扰的处理方法和图像识别算法,介绍了基于ARM/Linux的嵌入式系统作为电子鼻实现平台的思路.利用该系统准确识别了环己胺、二甲基亚砜和乙腈三种有机化合物,验证了所构造的系统的有效性.     

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.     

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...