新型多頻脈沖電子舌設(shè)計與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對生物醫(yī)學、環(huán)境、食品質(zhì)量與安全的檢測提出了越來越高的要求，作為重要檢測手段之一的電子舌——模擬人類味覺功能的人工傳感系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展，并在食品識別和食品質(zhì)量檢測、農(nóng)副產(chǎn)品檢測、環(huán)境檢測等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。因此研究、設(shè)計和開發(fā)小型化、集成化、智能化的高性能電子舌，具有十分重要的意義，也已成為國內(nèi)外學者的研究熱點。 本課題研發(fā)了一種基于電化學原理的新型伏安型電子舌，該電子舌由金屬裸電極(傳感器)、信

2、號激勵與采集模塊(檢測器)和數(shù)據(jù)分析處理模塊(分析器)三個部分組成。通過檢測方法、檢測電路和分析識別系統(tǒng)的技術(shù)改進和創(chuàng)新，使該電子舌不僅具有較高的檢測精度，而且能夠應(yīng)用于酒類識別和水質(zhì)COD的檢測中。 本課題的主要研究工作和創(chuàng)新之處主要包括如下幾方面： 在原理方面，介紹了電子舌系統(tǒng)常用的傳感器和檢測方法，重點介紹了本研究采用的金屬裸電極陣列和電化學伏安法的檢測原理，并創(chuàng)新性地提出了由多個頻段激勵脈沖組成的多頻脈沖法，彌補

3、了傳統(tǒng)循環(huán)伏安法掃描周期長和常規(guī)脈沖伏安法缺乏頻率信息的缺點，增加了激勵脈沖之間的交互感應(yīng)信息。 在檢測器設(shè)計方面，設(shè)計了多頻脈沖掃描儀，介紹了掃描儀的硬件電路結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)實現(xiàn)等內(nèi)容。針對本研究的電極陣列，設(shè)計了恒電位電路和六通道高精度程控放大電路，達到了系統(tǒng)的高精度低噪聲的要求。 在數(shù)據(jù)處理方面，針對原始數(shù)據(jù)冗余量大的實際情況，運用特征值提取和主成分分析(PCA)，將有效的測量信息降維壓縮到幾個主成分中。為了使電子舌