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)廣泛應用于畜禽養(yǎng)殖環(huán)境信息監(jiān)測領域和食品質量安全控制等方面，電子鼻技術的研究主要集中在傳感器理論研究、傳感器陣列設計以及模式識別算法的優(yōu)化。
　　本文結合項目需要及實驗室研究，探討了金屬氧化物半導體氣敏傳感器、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體氣敏傳感器組成混合陣列;設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)的預處理和降維、BP神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊自適應共振理論(Fuzzy ART)神經(jīng)網(wǎng)絡。
　　氣體的定性識別選用了線性判別式分析(LDA)方法結合BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行識別，實驗結果表明LDA方法結合BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行識別準確率可以達到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)絡識別。實驗結果表明:對訓練好的模糊濃度器進行測試，對于訓練過的氣體濃度值，定量分析結果正確率為100％，對于測試氣體濃度，而且在訓練范圍內的濃度，氨氣單體氣體的測試正確率達到了96.7％以上，乙醇氣體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