基于可視嗅覺的電子鼻技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電子鼻是一種由具有部分選擇性的化學(xué)傳感器陣列和適當(dāng)?shù)哪Ｊ阶R別系統(tǒng)組成、能夠識別簡單或復(fù)雜氣味的儀器。電子鼻在食品工業(yè)、航空航天、環(huán)境監(jiān)測等方面具有誘人的應(yīng)用前景，因此，這一研究領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注和普遍重視，近年來發(fā)展迅速。針對目前電子鼻系統(tǒng)普遍存在的檢測范圍窄、受環(huán)境濕度影響較大等缺點(diǎn)，本文依據(jù)金屬卟啉與有機(jī)氣體反應(yīng)會產(chǎn)生顏色變化的原理，構(gòu)建了一種新型的電子鼻系統(tǒng)。該電子鼻通過將氣味的特征信息轉(zhuǎn)換為圖像信息來識別氣體，并能通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸

2、數(shù)據(jù)，對環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有檢測精度高和受環(huán)境濕度影響小的優(yōu)點(diǎn)。 金屬卟啉是一種由金屬離子和卟啉形成的有機(jī)化合物。不同的金屬離子與卟啉結(jié)合后性質(zhì)不同，其中一個(gè)明顯的特征就是遇到不同的氣味后金屬卟啉表面發(fā)生明顯的顏色變化，其變化隨著氣味的不同而不同，具有唯一性，就像人的指紋一樣。利用金屬卟啉的這種性質(zhì)，本文使用四種金屬卟啉制作了傳感器的敏感膜，分別是鋅卟啉、鐵卟啉、鈷卟啉和原卟啉，研制出了可視嗅覺傳感器陣列。自行設(shè)計(jì)可視嗅覺傳感

3、器檢測氣體/氣味的實(shí)驗(yàn)裝置，使用此試驗(yàn)裝置到了滿意的圖像，并在水蒸氣含量為95﹪的情況下得到了傳感器的響應(yīng)圖像，與常溫常濕下的圖像相比較，通過圖像匹配算法得出環(huán)境濕度對傳感器沒有影響的結(jié)論。另外還做了敏感膜與氣體/氣味反應(yīng)的可逆性實(shí)驗(yàn)，證明可視嗅覺傳感器有著很好的重復(fù)性，可以連續(xù)使用100次以上，能夠有效地降低使用成本。 對傳感器的響應(yīng)圖像進(jìn)行了分析和處理，在識別算法的設(shè)計(jì)方面，提出了多傳感器陣列的信息融合技術(shù)，即將四個(gè)敏感膜看

4、成四個(gè)獨(dú)立的傳感器，只有四個(gè)傳感器的圖像同時(shí)達(dá)到規(guī)定的識別標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，識別才算成功。這種方法可以提高識別的精度和速度。對圖像的識別分別使用了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的BP算法和按歐氏距離度量的圖像識別算法。用著兩種方法對7種樣本進(jìn)行識別，重復(fù)5次實(shí)驗(yàn)，識別率均達(dá)到100﹪。 為了使可視嗅覺電子鼻系統(tǒng)有著更廣泛的應(yīng)用，本文提出了基于嵌入式的電子鼻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，使用Socket技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的氣體/氣味檢測。樣本信息經(jīng)過傳感器捕獲