基于電子鼻技術(shù)的不同比例蠶絲-滌綸絲識別研究.pdf

1、蠶絲纖維是一種天然的動物蛋白質(zhì)，享有“人體第二皮膚”的美譽。蠶絲纖維本身的優(yōu)良特性賦予了蠶絲被優(yōu)良的服用性能，具有貼身保健、透氣保暖、提升睡眠質(zhì)量等優(yōu)良性能。但由于蠶絲被生產(chǎn)工序流程簡單，行業(yè)門檻低，市面上出現(xiàn)了以次充好、以假亂真的現(xiàn)象，尤其是蠶絲被纖維含量問題最為突出。
　　電子鼻技術(shù)作為一種新興模擬人類嗅覺的智能儀器在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，其工作原理是傳感器陣列中10個傳感器對各物質(zhì)的敏感程度不同，最終通過不同的模式識別

2、方法來區(qū)分不同的氣體。
　　本課題基于蠶絲被的生產(chǎn)現(xiàn)狀和蠶絲被纖維含量存在的問題，通過電子鼻獲取不同比例蠶絲/滌綸絲樣本的數(shù)據(jù)集。提取不同特征值進行模式識別以區(qū)分不同比例的蠶絲/滌綸絲，以獲得較佳的特征參數(shù)數(shù)據(jù)集。通過多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和判別分析法對未知混合樣品中蠶絲含量進行預(yù)測，為蠶絲被填充物中蠶絲含量的辨別提出一種新方法。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)對浙江桑蠶絲和江蘇桑蠶絲兩種不同產(chǎn)地和不同時間段的蠶絲樣品進行聚

3、類分析。由聚類分析結(jié)果可知，不同產(chǎn)地及時間的4類蠶絲樣品，20個樣本被分為兩類，其分類正確率達95％，因此不同產(chǎn)地及不同時間段的蠶絲樣品基本可歸為同一類。
　　(2)利用方差分析、最小顯著性分析和相對標準差分析，探究了影響電子鼻傳感器響應(yīng)特性的實驗參數(shù)。最終確定較佳的試驗參數(shù)為:頂空空間800ml，樣本質(zhì)量39，頂空生成時間在45min-60min為宜。
　　(3)提取了15s，45s，75s，穩(wěn)定值的電子鼻響應(yīng)信號值進行主

4、成分分析和線性判別分析，結(jié)果證明穩(wěn)態(tài)值是較為有效的樣本信息特征參數(shù)集。為提高后期模式識別分類器的性能，在此提取穩(wěn)態(tài)值為特征值進行分析并建立模式文件。
　　(4)在對不同蠶絲樣品的檢測中，通過對傳感器響應(yīng)信號值的分析和傳感器載荷分析，發(fā)現(xiàn)傳感器S2，S6，S7，S8，S9的貢獻率最大。對這5個傳感器數(shù)據(jù)進行主成分分析，前2個主成分的累計方差貢獻率達到97.33％，比之前的貢獻率提高9％左右。利用方差最大分析法對因子載荷矩陣進行正交旋

5、轉(zhuǎn)，第一主成分主要解釋了S7，S2，S9傳感器的信息。第一個公共因子可解釋為含硫化合物和含氮化合物，而傳感器S8，S6在第二主成分有較高的載荷，主要物質(zhì)為醇類以及芳香族化合物。
　　(5)提取穩(wěn)態(tài)值特征參數(shù)數(shù)據(jù)集和逐步判別提取的14個參數(shù)數(shù)據(jù)集分別進行判別分析。15s，45s，75s三個不同時刻下，14個入選參數(shù)的樣本數(shù)據(jù)集，其訓練集的識別正確率為89.27％,驗證集的正確率為88.57％。對經(jīng)過傳感器優(yōu)化后的穩(wěn)態(tài)值數(shù)據(jù)進行線性判