基于农产品品质检测的专用电子鼻系统的设计与研究

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1、淅江大学硕士学位论文摘要IIllllllIllll,lllllllllIit111IY1713756摘要，0电子鼻是一种分析、识别和检测复杂气味和挥发性成分的人工嗅觉装置。模拟人的嗅觉形成过程，电子鼻使用性能彼此重叠的多个气体传感器组成阵列，经过测量电路，得到对气味的响应信号，并应用模式识别技术识别气体的种类。农产品在腐败的过程中会释放出不同的特征气体，应用电子鼻技术对这些特^征气体进行检测就可实现品质检测的目的。使用了金属氧化物传感器组成的检测阵列，设计了一套完整的便携式电子鼻系统，并在农产品品质检测中得到了应用。本文研究了传感器

2、阵列的小型化设计方法，成功制作了小型化传感器阵列，从而大大减小了检测气室的体积，进而减小气室体积对样气浓度的影响，并实现了电子鼻系统的便携化，提高了电子鼻的实用性。金属氧化物传感器，对工作环境温度和湿度变化敏感，为保证测量的准确性，必须保证传感器工作环境的稳定。因此，设计了专用的温度控制系统和湿度控制系统，用来稳定传感器工作环境的温度和湿度。利用半导体制冷片搭建了一个P]D温度控制系统，使传感器工作环境温度得波动介于±l℃，控温范围为lO一60℃。同时使用硅胶干燥剂与动态循环顶空法相结合，可成功地将传感器工作环境，旷o的湿度控制在1

3、0％以下。利用所设计的电子鼻以香蕉、枇杷、桃子等为例进行了农副产品品质检测实验，对比了BP，PCA+BP及LDA+BP神经网络的识别效果。总的来说，LDA+BP神经网络的识别效果最好，识别正确率平均在90％以上；其次是PCA+BP神经网络；直接使用BP神经网络时，识别正确率波动较大，最高可达100％，而最低只有76．9％。关键词：电子鼻；农产品；品质检测；气敏检测l●浙江大学硕士学位论文AbstractElectronicnoseisallartificialolfactorydevicesforanalysis，identific

4、ationanddetectionofcomplexodorsandvolatilecomponents．Basedonthesimulationofhumanolfactory，e-noseusesanarrayofgassensorstoobtainthesignalsofdifferentsmell，andthenidentifiesthegastypebypaRemrecognitiontechnology．Duringtheprocessingofcorruption，agriculturalproductswillrel

5、easegaseswithdifferentfeatures．E-nosecanidentifytheirqualitybydetectingthecharacteristicsofthesegases．Weusedametaloxidesensorsarray，designedawholesetofportableelectronicnosesystemandappliedtoqualitydetectionofagriculturalproducts．Inthispaper,asmallsensorarraywasdesigne

6、d．Withthesmallersensorarray,wegreatlylowerthevolumeofthedetectionchamber．Therefore，thesamplegasconcentrationdecreasecausedbythechambervolumeCanbereduced，andtheportableoftheelectronicnosesystemhasachieved，whichincreasestheusefulnessofelectronicnose．Themetaloxidesensorsa

7、resensitivetothechangesoftemperatureandhumidityoftheworkenvironment．Inordertostabilizethesensors’worksituationandincreasethemeasurementprecisionandstability，wedesignedaspecialtemperatureandhumiditycontrolsystem．Byusingthesemiconductorcoolingpieces，wedesignedaPIDtempera

8、turecontrolsystem，whichcanstabilizethesensors’workenvironmentwithtemperatureat4-l℃，andthecontrolrangeat10—60℃．Combina