基于电子鼻的早期电气火灾探测技术研究

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1、分类号学号M201170806学校代码10487密级硕士学位论文基于电子鼻的早期电气火灾探测技术研究学位申请人：赵野学科专业：材料学指导教师：谢长生教授答辩日期：2014年1月5日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfilmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheresearchonearlywarningtechnologyofelectricalfirebasedonelectronicnoseCandidate:ZhaoYeMajor:Materi

2、alsScienceSupervisor:Prof.XiechangshengHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日

3、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要当今社会，伴随着社会的快速发展以及人们生活水平的提高，各种设备的电气化程度不断的增强，在日常

4、生活中，生产和生活电器导致的电气火灾事故与日俱增，给国家的经济和人民的生命财产造成严重的损失。电气火灾具有着隐蔽性强、随机性大和燃烧速度快等特征，因而其危害也是巨大的。电气火灾除了会带来直接的损失如仪器设备的损坏等经济损失，也会带来巨大的间接损失如电能的补给问题等。因此，找出防治电气火灾的对策以及寻找有效监控电气火灾的预警系统是非常有必要的。电线在燃烧的过程中会释放出各种有毒的气体，电子鼻技术对电气火灾的监控主要是对这些气体的识别与监控。本论文首先对电气火灾模拟装置以及电子鼻测试系统进行了介绍，电气火灾模拟装置可以通过控制加热温度来模拟电线由于短路等原

5、因造成的过热而引起的燃烧现象，电子鼻系统使用的是实验室自制的高通量材料筛选平台（HTSP-GM），该测试平台克服了市面上测试平台的很多缺陷。该平台测试效率高，可以在一次测试中同时测试36种材料；且采用平板工艺，直接在材料芯片上进行测试，测试后可直接除去芯片上材料继续使用，实现了芯片的重复使用；在搭建了材料测试平台后，论文对电子鼻监控电气火灾的可行性进行了探究。本研究选用了三氧化钨（WO3）和三氧化二铟（In2O3）作为敏感材料，采用表面微滴注的方法对材料进行表面改性从而改善材料的气敏性能，并采用36阵列材料芯片基于上述高通量测试平台筛选出对电气火灾高敏

6、感的材料；该实验部分还采用热分析方法对电线电缆的燃烧过程进行了分析，并比较了电子鼻技术与热分析技术监控电气火灾的差异；对WO3和In2O3气敏响应特性进行了微观机理分析。论文最后对电子鼻技术监控电气火灾进行了应用型研究。通过对电线电缆的挥发性气体进行检测，并进行适当的特征提取，然后利用模式识别技术（线性判别分析和MLP神经网络）对测试结果进行了统计学分析。关键词：电气火灾；电子鼻技术；表面修饰；敏感度；模式识别；阵列优化I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractNowadays,withthedevelopmentofeconomyandthe

7、improvementoflivingstandards,networkdevelopsrapidly.Electricalequipmentwhichoperatesunderhighloadallthetimehasamajorfirehazard.Thecharacteristicsofelectricalfirearedistributive,persistentandelusive.Theelectricalfirenotonlycauseselectricalequipmentdamage,casualtiesandlossesdirect

8、ly,butalsoaffectstheproductionofelectricenergya