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发布时间:2019-08-25 12:57

  电子鼻的基本组成。电子鼻一般由气敏传感器阵列、信号处理单元和模式识别单元等3大部分组成。电子鼻是一种由电化学传感器阵列构成的人造嗅觉仪器,仿造人类的嗅觉系统,将传感技术与模式识别技术、计算机技术等有机地结合在一起,能够在若干种混合气体复杂的环境中快速、准确地识别出各种气体的浓度,并作出定量分析,及时报警。

  有许多监测环境的仪器上也都装有电子鼻,它们可以连续监视空气中的烟尘和有害的气体,以及时地发出警报。与普通探测器相比,具有如下突出的优点和特点:1.快速、定性、定量、便携式或实时监测2.抗干扰能力强,准确探测,不易受杂气影响而误警3.能自动分辨、测量多种不同气体4.具有独特的智能学习功能,可以使其检测气体种类的能力不断增强5.自动实时监测,并可与联合报警网络或上级指挥中心相连,实现远距离早期报警及远程通信和远程控制。

  有许多监测环境的仪器上也都装有电子鼻,它们可以连续监视空气中的烟尘和有害的气体,以及时地发出警报。电子鼻主要功能:1.实时监测、辨别确定气体的种类,概略判定气体浓度2.具有在线和便携两用方式。可实施24小时连续在线监测;内置充电电池,保证在断电和便携使用情况下能连续工作8小时以上3.超限自动声光报警4.具有联网和通信功能,能够与指挥中心实时进行信息交互,实现远程控制和远程报警5.具有数据采集、存储记录功能6.具有故障自检和报告功能

  电子鼻的工作可简单归纳为:传感器阵列-信号预处理-神经网络和各种算法-计算机识别(气体定性定量分析)。从功能上讲,气体传感器阵列相当于生物嗅觉系统中的大量嗅感受器细胞,神经网络和计算机识别相当于生物的大脑,其余部分则相当于嗅神经信号传递系统。电子鼻在过去几十年里赢得了广泛关注,其中很大一部分原因要归功于其在各个领域的大量成功应用,包括农业、生物医药、化工、环境、食品、制造业、军事,等等。全国恶臭指数检测仪十大品牌

  从功能上讲,气体传感器阵列相当于生物嗅觉系统中的大量嗅感受器细胞,神经网络和计算机识别相当于生物的大脑,其余部分则相当于嗅神经信号传递系统。目前对电子鼻技术的研究主要集中在传感器制备、模式识别算法及应用等方面,很少涉及到电子鼻气室结构的研究。传感器读数受很多方面的影响,如气压、气流速度等,而气流流动特性又受气室结构的影响。目前的电子鼻气室或多或少存在以下问题:(1)传感器阵列区域处的气压值过小,气体不能与传感器充分接触;(2)气流在气室内部有堵塞,不利于电子鼻气室的清洗,导致采样时间过长;(3)气室过大,不利于手持式电子鼻设计。电子鼻技术响应时间短、检测速度快,不像其它仪器,如气相色谱传感器、液相色谱传感器需要复杂的预处理过程;其测定评估范围广,它可以检测各种不同种类的食品;并且能避免人为误差,重复性好;还能检测一些人鼻不能够检测的气体,如毒气或一些刺激性气体,它在许多领域尤其是食品行业发挥着越来越重要的作用。并且目前在图形认知设备的帮助下,其特异性大大提高,传感器材料的发展也促进了其重复性的提高,并且随着生物芯片、生物技术的发展和集成化技术的提高及一些纳米材料的应用,电子鼻将会有更广阔的应用前景。

  电子鼻技术飞速发展,在农林业、食品饮料、酒类、医疗等方面都取得了重大进展;电子鼻也已逐渐从精确昂贵的科学仪器向便携式或手持式电子设备转变。手持式电子鼻方便携带,可适用于更多场合,也有利于市场推广。电子鼻传感器的第三大类是金属氧化硅场效应管传感器(MOSFET)。其工作原理是:VOC与催化金属材料相接触所生成的反应产物(如氢)会扩散通过MOSFET的控制极来改变器件的导电物性。如图3所示,典型的MOSFET结构有一个P型衬底和在衬底上扩散的两个掺杂浓度很高的N型区,两个N区的金属触点分别称为源极和漏极。器件的灵敏度和选择性可通过改变金属接触剂的类型和厚度以及改变工作温度来改变。在电子鼻的组成中,传感器阵列是整个系统的基础,阵列可以有多个分立元件构成,也可以是单片集成的。



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