新型多頻脈沖電子舌設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境、食品質(zhì)量與安全的檢測(cè)提出了越來越高的要求，作為重要檢測(cè)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(shí)別和食品質(zhì)量檢測(cè)、農(nóng)副產(chǎn)品檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。因此研究、設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。 本課題研發(fā)了一種基于電化學(xué)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(hào)激勵(lì)與采集模塊(檢測(cè)器)和數(shù)據(jù)分析處理模塊(分析器)三個(gè)部分組成。通過檢測(cè)方法、檢測(cè)電路和分析識(shí)別系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新，使該電子舌不僅具有較高的檢測(cè)精度，而且能夠應(yīng)用于酒類識(shí)別和水質(zhì)COD的檢測(cè)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(cè)方法，重點(diǎn)介紹了本研究采用的金屬裸電極陣列和電化學(xué)伏安法的檢測(cè)原理，并創(chuàng)新性地提出了由多個(gè)頻段激勵(lì)脈沖組成的多頻脈沖法，彌補(bǔ)

3、了傳統(tǒng)循環(huán)伏安法掃描周期長(zhǎng)和常規(guī)脈沖伏安法缺乏頻率信息的缺點(diǎn)，增加了激勵(lì)脈沖之間的交互感應(yīng)信息。 在檢測(cè)器設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)等內(nèi)容。針對(duì)本研究的電極陣列，設(shè)計(jì)了恒電位電路和六通道高精度程控放大電路，達(dá)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(duì)原始數(shù)據(jù)冗余量大的實(shí)際情況，運(yùn)用特征值提取和主成分分析(PCA)，將有效的測(cè)量信息降維壓縮到幾個(gè)主成分中。為了使電子舌