基于LabVIEW平台的电子鼻系统设计.pdf

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1、92传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第5期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)05-0092-03基于LabVIEW平台的电子鼻系统设计张嘉琪，冀大选，李杰一，任远(1．天津理工大学环境科学与安全工程学院，天津300384；2．天津房信建筑工程总承包有限公司，天津300000)摘要：为了检测CH，CO气体，设计了基于STM32F103和LabVIEW的智能电子鼻系统；该系统利用STM32F103作为核心控制系统，筛选出6只电化学传感器组成的阵列，传感器的响应信号经过电路放大转换后传输到上位机；利

2、用LabVIEW开发上位机软件，将数据采集系统与神经网络模式识别系统无缝连接。经过实验验证，该系统运行稳定可靠，通过对9种不同比例混合的CH和CO气体进行检测，CO的平均误差为5．52×10～，CH的平均误差为7．15×10～，测试结果满足要求。关键词：STM32F103；LabV1EW；电子鼻；神经网络；CH；CO中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)05-0092-03DesignofelectronicnosesystembasedonLabVIEWZHANGJia．qi，jIDaxuan，LIJie．yi，RENYuan(1．SchoolofEnv

3、ironmentScienceandSafetyEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，Chain；2．FangxinConstructionCompany，Tianjin300000，China)Abstract：InordertodetectthegasofCH4andCO，electronicnosesystemisdesignedbasedonSTM32F103andLabVIEW；thesystemusesSTM32F103ascorecontrolsystem．filtratesensorarraymakedu

4、pwithwhichincludesixelectrochemicalsensors，andsignalofsensoristransmittedtoupperPCbyconditioningcircuit，softwareisdevelopedbasedonLabVIEW，whichcombinedataacquisitionandneuralnetwork．Experimentprovesthatthesystemoperatesstablyandreliably，throughdetectingCH4andCOwhicharemixedwithninedifferentproportio

5、n，averageerrorofCOis5．52×10～，andtheaverageerrorofCH4is7．15×10～，andtheresultmeetrequirement．Keywords：STM32F103；LabVIEW；electronicnose；neurMnetwork；CH4；CO0引言式识别对这些信号进行处理，分析和识别所测的气体。本随着工业化的不断扩大，有害气体引起的各种事故屡文利用电化学传感器构建电子鼻系统实现对CH和CO气见不鲜，CH，CO气体是厂矿企业废气中极具代表性的易体的检测。燃易爆气体，CO中毒可以造成急性脑缺氧，甚至死亡。严1系统整体设计重影响了人民的健

6、康和安全J。所以，在厂矿企业中及时实验室检测装置示意图如图l所示，电子鼻系统主要监测可燃易爆气体的含量对员工的安全生产工作具有重要由调理电路、采集电路、控制系统和上位机软件构成。在测意义。传统监测CH，CO的方法普遍存在检测范围小、精试开始前先用零空气吹扫气室，然后用注射器向配体箱按度低、传感器使用寿命短、调校复杂等问题，且容易出现误比例注入待测气体，配气箱是由有机玻璃制成的容积报错报等现象。现代仪器现代分析仪器法也存在价格8000mL的正方体气室。待配气完毕后，利用空气泵将待测昂贵、操作复杂、分析费时等不足。电子鼻技术则弥补了这气体抽入传感器阵列气腔。四通阀门可以使装置在检测、些不足，增强了

7、监测能力。调试、清洗气腔之间进行自由转换，在N气清洗气腔的作电子鼻系统利用普通传感器的交叉敏感性现象组成传用下有助于延长电化学传感器的使用寿命。四通阀门尾部感器阵列。气体与传感器的活性材料反应，传感器把气管径内垫着石棉网可以有效地除去来自采样段的灰尘。体的物理信号转换为电信号，通过A／D转换器将电信号转传感器阵列由6种MEMBRAPOR电化学传感器(CO／CF-200，NH／CR-200，SO，／