基于混合陣列的氣敏電子鼻系統(tǒng)研究及其在氣體定量分析中的應(yīng)用.pdf

1、電子鼻，又稱人工嗅覺，是對人類嗅覺的模擬，其基本工作原理是模仿人類對氣味的識別機制而設(shè)計的一種智能電子儀器系統(tǒng)。電子鼻系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖環(huán)境信息監(jiān)測領(lǐng)域和食品質(zhì)量安全控制等方面，電子鼻技術(shù)的研究主要集中在傳感器理論研究、傳感器陣列設(shè)計以及模式識別算法的優(yōu)化。
　　本文結(jié)合項目需要及實驗室研究，探討了金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器、碳納米管傳感器以及聚苯胺納米纖維傳感器的氣敏原理和研究狀況;制作了多壁碳納米管氣敏傳感器和聚苯胺納

2、米纖維氣敏傳感器，并與金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器組成混合陣列;設(shè)計了一套完整的電子鼻系統(tǒng)，研究了該傳感器陣列在電子鼻系統(tǒng)中對混合氣體的定性定量分析中的應(yīng)用。定性定量分析主要是通過模式識別算法實現(xiàn)，主要包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理和降維、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊自適應(yīng)共振理論(Fuzzy ART)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
　　氣體的定性識別選用了線性判別式分析(LDA)方法結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行識別，實驗結(jié)果表明LDA方法結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行識別準(zhǔn)確率可以達到100

3、％。氣體的定量分析是建立在一個基于Fuzzy ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的濃度模糊估計器之上，首先使用特征選擇方法對數(shù)據(jù)降維，之后進行Fuzzy ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別。實驗結(jié)果表明:對訓(xùn)練好的模糊濃度器進行測試，對于訓(xùn)練過的氣體濃度值，定量分析結(jié)果正確率為100％，對于測試氣體濃度，而且在訓(xùn)練范圍內(nèi)的濃度，氨氣單體氣體的測試正確率達到了96.7％以上，乙醇?xì)怏w的測試正確率達到了95.8％以上，混合氣體的正確率達到了95.8％以上。
　　基于混合