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(jué)，是對(duì)人類嗅覺(jué)的模擬，其基本工作原理是模仿人類對(duì)氣味的識(shí)別機(jī)制而設(shè)計(jì)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(cè)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(jì)以及模式識(shí)別算法的優(yōu)化。
　　本文結(jié)合項(xiàng)目需要及實(shí)驗(yàn)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(jì)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(duì)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(guò)模式識(shí)別算法實(shí)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(shí)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(jìn)行識(shí)別，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明LDA方法結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別準(zhǔn)確率可以達(dá)到100

3、％。氣體的定量分析是建立在一個(gè)基于Fuzzy ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的濃度模糊估計(jì)器之上，首先使用特征選擇方法對(duì)數(shù)據(jù)降維，之后進(jìn)行Fuzzy ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)訓(xùn)練好的模糊濃度器進(jìn)行測(cè)試，對(duì)于訓(xùn)練過(guò)的氣體濃度值，定量分析結(jié)果正確率為100％，對(duì)于測(cè)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(cè)試正確率達(dá)到了96.7％以上，乙醇?xì)怏w的測(cè)試正確率達(dá)到了95.8％以上，混合氣體的正確率達(dá)到了95.8％以上。
　　基于混合