傳感器陣列氣體檢測系統(tǒng)的研究及應用.pdf

1、電子鼻是近年來迅速發(fā)展起來的一個研究領域，是一門涉及化學、材料、傳感器、模式識別、電子技術(shù)、計算機和應用數(shù)學等的交叉學科。它包括一個化學敏感元件陣列、一個信號處理系統(tǒng)和一個模式識別系統(tǒng)，最初的靈感源于生物學。電子鼻克服了傳統(tǒng)的單一氣體傳感器在檢測中存在的交叉敏感等缺點，能夠?qū)旌蠚怏w中各氣體成分進行定性或定量分析，在環(huán)境監(jiān)測、能源、化工、交通、醫(yī)療、食品、戰(zhàn)爭毒氣檢測和機器控制等行業(yè)和領域有著廣泛的應用價值。 本文分析研究了電子

2、鼻系統(tǒng)的基本原理和系統(tǒng)組成，設計構(gòu)建了一套氣體傳感器陣列和人工神經(jīng)網(wǎng)絡模式識別技術(shù)相結(jié)合的多氣體檢測系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)進行多種氣體識別和檢測。論文依次講述了Fe<,2>O<,3>系列傳感器的性能，電子鼻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理，電子鼻系統(tǒng)的軟件和硬件電路設計，最后著重討論了氣體傳感器陣列和神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合的電子鼻系統(tǒng)的氣體定性和定量分析。涉及到以下幾個方面： 1)研究了氣體傳感器。介紹了氣體傳感器的原理、發(fā)展狀況、分類，著重討論了實驗采用

3、的Fe<,2>O<,3>系氣敏傳感器的特性及化學反應機理。 2)電子鼻系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的研究?？偨Y(jié)了電子鼻的原理、結(jié)構(gòu)和設計思想。在氣體傳感器陣列、信號預處理和模式識別等方面進行了探討和總結(jié)。探討了神經(jīng)網(wǎng)絡的原理，并給出了BP網(wǎng)絡的學習算法和定性/定量識別的方法。 3)用MSP430F149單片機實現(xiàn)了一個電子鼻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由6個Fe<,2>O<,3>系列氣敏傳感器和一個溫度傳感器組成傳感器陣列、合適的信號調(diào)理電路和加熱電