電子鼻的基本原理

1、電子鼻*1/22目錄電子鼻定義電子鼻基本原理課題相關(guān)2/22電子鼻定義電子鼻是綜合了化學(xué)傳感器陣列各檢測技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息處理等多學(xué)科技術(shù)開發(fā)研制出來一個(gè)化學(xué)傳感器智能系統(tǒng)，它是一個(gè)模擬哺乳動(dòng)物嗅覺過程，用氣敏傳感器來識(shí)別，檢測不一樣仿生傳感器系統(tǒng)。 -生物醫(yī)學(xué)與傳感器檢測（第四版） 3/22電子鼻基本原理圖1 人嗅覺過程4/22電子鼻基本結(jié)構(gòu)氣體傳感器陣列嗅上皮嗅小球僧帽細(xì)胞粒狀細(xì)胞大腦皮層采樣敏感信號(hào)傳輸與處理識(shí)別（仿生）待測氣體信號(hào)預(yù)處理單元模式識(shí)別單元5/22電子鼻基本結(jié)構(gòu)氣體傳輸系統(tǒng)敏感材料敏感材料敏感材料敏感材料傳感器1傳感器信號(hào)預(yù)處理傳感器2傳感器信號(hào)預(yù)處理傳感器3傳感器信號(hào)預(yù)處

2、理傳感器n傳感器信號(hào)預(yù)處理陣列信號(hào)預(yù)處理模式識(shí)別引擎氣味表示知識(shí)庫模擬信號(hào)（傳感）數(shù)字信號(hào)（處理）輸出預(yù)測訓(xùn)練預(yù)測6/22氣體傳感器陣列1,含義：氣體傳感器陣列由含有廣譜響應(yīng)特征，較大交叉靈敏度以及對不一樣氣體有不一樣靈敏度氣敏元件組成。工作時(shí)氣敏元件對接觸氣體能產(chǎn)生響應(yīng)并產(chǎn)生一定響應(yīng)模式。它相當(dāng)于人嗅覺受體細(xì)胞。7/22氣體傳感器陣列-來自參考文件22，氣體傳感器種類：8/22氣體傳感器陣列-來自參考文件2圖1-晶粒間勢壘模型（潔凈空氣）圖2-晶粒間勢壘模型（還原性氣體出現(xiàn)時(shí)）3，金屬氧化物傳感器原理：9/22氣體傳感器陣列-來自參考文件24，傳感器響應(yīng)曲線：10/22模式識(shí)別(ANN)1,

3、含義：模式識(shí)別單元對信號(hào)預(yù)處理單元所發(fā)出信號(hào)做深入處理，完成對氣體定性和定量識(shí)別。它相當(dāng)于人大腦。2,ANN簡單構(gòu)建步驟 1）構(gòu)建模型 2）計(jì)算cost function 3）更新權(quán)重，尋找局部最優(yōu)解11/22模式識(shí)別(ANN)1）構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)12/22模式識(shí)別(ANN)2）計(jì)算loss函數(shù) -圖片來自臺(tái)灣大學(xué)李宏毅教授深度學(xué)習(xí)入門PPTA =f(W X +W X +b ) =f(1 1-12+1） =0.98A =f(W X +W X +b ) =f(-1) ( -1 )+( -1 )1+(-2) =0.12 13/22模式識(shí)別(ANN)2）計(jì)算loss函數(shù) -圖片來自臺(tái)灣大學(xué)李宏毅教授

4、深度學(xué)習(xí)入門PPTA =f(W X +W X +b ) =f(1 1-12+1） =0.98A =f(W X +W X +b ) =f(-1) ( -1 )+( -1 )1+(-2) =0.12 Anj=f(wijXi+bj)14/22模式識(shí)別(ANN)-來自臺(tái)灣大學(xué)李宏毅教授深度學(xué)習(xí)入門PPT2）計(jì)算loss函數(shù) 15/22模式識(shí)別(ANN)3）更新權(quán)重-圖片來自臺(tái)灣大學(xué)李宏毅教授深度學(xué)習(xí)入門PPTAnj=f(wijXi+bj)16/22模式識(shí)別(ANN)3）更新權(quán)重-圖片來自臺(tái)灣大學(xué)李宏毅教授深度學(xué)習(xí)入門PPTAnj=f(wijXi+bj)17/22模式識(shí)別(ANN)4）結(jié)束：得到局部最優(yōu)解18/22信號(hào)預(yù)處理1，含義：信號(hào)預(yù)處理單元對傳感器響應(yīng)模式進(jìn)行預(yù)加工，以到達(dá)漂移賠償，信息壓縮和降低（隨樣品）起伏目標(biāo)，完成特征提取任務(wù)。2，特征提取。19/22信號(hào)預(yù)處理2，特征提?。?1）相對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)值 2）平均微分值 平均微分值法是能夠全 面地反應(yīng)傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng) 過程整 體信息一個(gè)方法。 3）積分值法 積分值反應(yīng)了傳感器對氣體總響應(yīng)值。20/22課題相關(guān)21/22參考文件1欒淑利，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)酒精識(shí)別電子鼻研究D.遼寧，大連理工大學(xué)2楊建華等，基于集成氣體傳感器陣列電子鼻系統(tǒng)J.(1):46-52.3張覃軼，電子鼻傳感器陣列系統(tǒng)