氣味識別傳感器,氣味傳感器


1、氣味傳感器
根據(jù)國外媒體報(bào)導(dǎo),研究人員最近開發(fā)出了一種能夠識別氣味的新型MEMS(微型機(jī)電系統(tǒng))真空泵,由于體形比之前縮小了幾百倍,因此能夠被嵌入到各式移動(dòng)設(shè)備當(dāng)中,比如光譜儀,或是我們更加熟悉的智能手機(jī)。
如今那些氣味傳感器用于探測特定氣味/氣體,比如一氧化碳或煙霧。而霍尼韋爾開發(fā)的這種新型的“電子鼻”是一款真正的多用途設(shè)備,目前已經(jīng)被應(yīng)用在了美國國防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局(DARPA)的微型無人機(jī)當(dāng)中。它是一種全功能的移動(dòng)質(zhì)譜儀,能夠監(jiān)控特定樣本下的所有元素。只需使用這枚微型的傳感器,就能夠探測從空氣污染到危險(xiǎn)化學(xué)品的一切。
2、人們根據(jù)狗的鼻子發(fā)明了什么?
人們根據(jù)狗的鼻子發(fā)明了電子鼻。電子鼻又稱氣味掃描儀,是20 世紀(jì)90 年代發(fā)展起來的一種快速檢測食品的新穎儀器。它以特定的傳感器和模式識別系統(tǒng)快速提供被測樣品的整體信息,指示樣品的隱含特征。
電子鼻是模擬動(dòng)物嗅覺器官開發(fā)出一種高科技產(chǎn)品,目前科學(xué)家還沒有全部搞清楚動(dòng)物的嗅覺原理。但是隨著科技的發(fā)展,目前世界上較為權(quán)威的一些大學(xué)已經(jīng)開發(fā)出具有廣泛應(yīng)用的電子鼻,最著名的要數(shù)德國的漢堡大學(xué),是當(dāng)今世界的傳感器領(lǐng)域中具有絕對權(quán)威。
它是由選擇性的電化學(xué)傳感器陣列和適當(dāng)?shù)淖R別方法組成的儀器,能識別簡單和復(fù)雜的氣味,可得到與人的感官品評相一致的結(jié)果。
電子鼻工作原理:
電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號預(yù)處理和模式識別三部分組成。某種氣味呈現(xiàn)在一種活性材料的傳感器面前,傳感器將化學(xué)輸入轉(zhuǎn)換成電信號,由多個(gè)傳感器對一種氣味的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對該氣味的響應(yīng)譜。
顯然,氣味中的各種化學(xué)成分均會(huì)與敏感材料發(fā)生作用,所以這種響應(yīng)譜為該氣味的廣譜響應(yīng)譜。為實(shí)現(xiàn)對氣味的定性或定量分析,必須將傳感器的信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(消除噪聲、特征提取、信號放大等)后采用合適的模式識別分析方法對其進(jìn)行處理。理論上,每種氣味都會(huì)有它的特征響應(yīng)譜,根據(jù)其特征響應(yīng)譜可區(qū)分小同的氣味。
同時(shí)還可利用氣敏傳感器構(gòu)成陣列對多種氣體的交叉敏感性進(jìn)行測量,通過適當(dāng)?shù)姆治龇椒?,?shí)現(xiàn)混合氣體分析。
電子鼻的工作可簡單歸納為:傳感器陣列-信號預(yù)處理-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法-計(jì)算機(jī)識別(氣體定性定量分析)。從功能上講,氣體傳感器陣列相當(dāng)于生物嗅覺系統(tǒng)中的大量嗅感受器細(xì)胞,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)識別相當(dāng)于生物的大腦,其余部分則相當(dāng)于嗅神經(jīng)信號傳遞系統(tǒng)。
3、電子鼻是怎么發(fā)明出來的
1、電子鼻是科學(xué)家根據(jù)對蠕蟲和昆蟲氣味感受器進(jìn)行研究,制造出來的,電子鼻是利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)圖案來識別氣味的電子系統(tǒng),它可以在幾小時(shí)、幾天甚至數(shù)月的時(shí)間內(nèi)連續(xù)地、實(shí)時(shí)地監(jiān)測特定位置的氣味狀況。
2、電子鼻主要由氣味取樣操作器、氣體傳感器陣列和信號處理系統(tǒng)三種功能器件組成。電子鼻識別氣味的主要機(jī)理是在陣列中的每個(gè)傳感器對被測氣體都有不同的靈敏度,例如,一號氣體可在某個(gè)傳感器上產(chǎn)生高響應(yīng),而對其他傳感器則是低響應(yīng),同樣,二號氣體產(chǎn)生高響應(yīng)的傳感器對一號氣體則不敏感,歸根結(jié)底,整個(gè)傳感器陣列對不同氣體的響應(yīng)圖案是不同的,正是這種區(qū)別,才使系統(tǒng)能根據(jù)傳感器的響應(yīng)圖案來識別氣味
4、聲音能被錄音機(jī)錄制,味道能否復(fù)制?
聲音能被錄音機(jī)錄制, 是靠聲音/電流(電壓)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的,而氣味傳感器能夠檢測一氧化碳、酒精等也是利用類似原理的“電子鼻”實(shí)現(xiàn)的。要實(shí)現(xiàn)味道復(fù)制,就需要有感知味道的“電子舌”傳感器才行。聲音、影像、壓力、磁性的傳感器相對簡單,氣味傳感器相對難度要大一些,目前只有少數(shù)的氣體可以靠“電子鼻”來識別。而味道傳感器更難,代替人的舌頭的神經(jīng)識別功能,只聽說有測甜度的傳感器,還沒有更多的其它味道傳感器,所以味道也就無法復(fù)制。聲音僅僅是頻率高低、強(qiáng)弱的區(qū)別,而味道的識別就困難多了、會(huì)涉及物理、化學(xué)、材料等……多方面的學(xué)科。
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