气体传感器阵列检测系统的研究与设计

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1、中国科学技术大学硕士学位论文气体传感器阵列检测系统的研究与设计姓名：马亚彬申请学位级别：硕士专业：检测技术及自动化装置指导教师：刘锦淮20090501摘要电子鼻是近年来迅速发展起来的一个研究领域，最初的灵感源于生物学。它是-I'-]涉及化学、材料、传感器、模式识别、电子技术、计算机和应用数学等的交叉学科。它包括一个化学传感器阵列、一个信号处理系统和一个模式识别系统。电子鼻系统克服了传统的单一气体传感器在检测中存在的交叉敏感等缺点，能够对混合气体中各种气体成分进行定性或定量分析，在食品、医疗、环境监测、能源、化工、交通

2、、战争毒气检测和机器控制等行业和领域有着广泛的应用价值。本文对电子鼻系统的原理、构成、实现和应用进行了介绍和研究，在实验室先前工作的基础上，设计并开发了针对挥发性的易制毒化学品检测的电子鼻系统。实现了对易制毒化学品的实时检测和数据采集，整个检测过程能进行实时控制调节，并结合多种模式识别方法对检测结果进行数据分析和鉴别。最终建立了一个可以实现易制毒化学品快速检测的电子鼻检测装置和分析平台。本文简要叙述了电子鼻的提出、进展以及广泛的应用范围，着重对气体传感器、传感器阵列以及电子鼻的结构组成进行了设计介绍，包括系统硬件和软

3、件的组成。在此基础上又分别介绍了静态加热和动态加热两种不同测试方法的实验过程和实验结果，比较了各自的优缺点。在此基础上本文的最后提出了传感器阵列结构的改进方法，设计出了一种可任意组合的阵列结构，实现了传感器实时检测，并采用与前面不同的软件LabVIEW来对数据采集的结果进行了分析。关键词：电子鼻气体传感器传感器阵列静态测试动态测试AbstraetAbstractAsarapidlydevelopedresearchfieldinrecentyears，electronicnoseisacrosssubjectwhic

4、hrelatestochemistry，material，sensor,patternrecognition，electronictechnology，computerandappliedmathetc．Itwhoseoriginalinspirationrootsinbiologyincludesachemicsensitiveelementarray，asignalprocessingsystemandapatternrecognitionsystem．Electronicnosecanovercomethesh

5、ortcomingssuchascrosssensitivityexistinginmeasurementintraditionalsinglegassensor，andidentifymixedgasesqualitativelyandquantitatively．Ithasabroadapplicationinmanyindustriesandfieldssuchasfood，medicaltreatment，theenvironmentmeasurement，energysources，chemicalindu

6、stry，traffic，Wargasdetectionandmachinerycontr01．Theprinciple，structure，realizationandapplicationareresearched．wedevelopanelectronicnosesystemtodetectvolatileprecursorchemicalsOilthebasisofpreviousresearchworkinthelaboratory．Thesystemcandetectgas，collectresponse

7、data，controlworkprocessonline，andcombineseveralpatternrecognitionmethodstoanalysisandclassifythetestdata．Finally，adataanalysisplatformandelectronicnosedevicetodetectgaslastlyisbuilded．Thepaperoutlinestheemergenceandprogressofelectronicnose，anditsstrongapplicabi

8、lityaroundtheworld；mainlyintroducesthegassensor，sensorarrayandthestructureofanelectronicnose，includingthecompositionofhardwareplatformandsoftwareplatform．Basingonthis，weintr