傳感器陣列氣體檢測(cè)系統(tǒng)的研究及應(yīng)用.pdf

1、電子鼻是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一個(gè)研究領(lǐng)域，是一門涉及化學(xué)、材料、傳感器、模式識(shí)別、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等的交叉學(xué)科。它包括一個(gè)化學(xué)敏感元件陣列、一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)和一個(gè)模式識(shí)別系統(tǒng)，最初的靈感源于生物學(xué)。電子鼻克服了傳統(tǒng)的單一氣體傳感器在檢測(cè)中存在的交叉敏感等缺點(diǎn)，能夠?qū)旌蠚怏w中各氣體成分進(jìn)行定性或定量分析，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、能源、化工、交通、醫(yī)療、食品、戰(zhàn)爭(zhēng)毒氣檢測(cè)和機(jī)器控制等行業(yè)和領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)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(shè)計(jì)構(gòu)建了一套氣體傳感器陣列和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別技術(shù)相結(jié)合的多氣體檢測(cè)系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)進(jìn)行多種氣體識(shí)別和檢測(cè)。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(shè)計(jì)，最后著重討論了氣體傳感器陣列和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(gè)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?fàn)顩r、分類，著重討論了實(shí)驗(yàn)采用

3、的Fe<,2>O<,3>系氣敏傳感器的特性及化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。 2)電子鼻系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究?？偨Y(jié)了電子鼻的原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思想。在氣體傳感器陣列、信號(hào)預(yù)處理和模式識(shí)別等方面進(jìn)行了探討和總結(jié)。探討了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理，并給出了BP網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法和定性/定量識(shí)別的方法。 3)用MSP430F149單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電子鼻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由6個(gè)Fe<,2>O<,3>系列氣敏傳感器和一個(gè)溫度傳感器組成傳感器陣列、合適的信號(hào)調(diào)理電路和加熱電