電子鼻儀器關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)化及其對(duì)空氣異味感官?gòu)?qiáng)度評(píng)價(jià)的探索研究.pdf

1、電子鼻是一種模擬人嗅覺(jué)感官評(píng)價(jià)的智能感官儀器，其具有操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)分析快、靈敏度高、可實(shí)時(shí)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，已在食品原材料、生產(chǎn)加工以及儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程控制、食品摻假、食品品質(zhì)評(píng)價(jià)、生物醫(yī)療、農(nóng)林業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域有諸多應(yīng)用。
　　本課題以電子鼻關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化為主要目標(biāo)，分別從電子鼻信號(hào)偏移校正和基于色譜柱分離的電子鼻優(yōu)化兩方面進(jìn)行優(yōu)化研究，同時(shí)探索了電子鼻在空氣異味感官?gòu)?qiáng)度評(píng)價(jià)方面的應(yīng)用方法。本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行探索:
　　(1)電子鼻

2、原始信號(hào)偏移校正方法研究。針對(duì)實(shí)際研究應(yīng)用中，電子鼻因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用而發(fā)生信號(hào)偏移問(wèn)題，以構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)校正曲線的方法來(lái)對(duì)電子鼻采集數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。選取五種電子鼻傳感器相對(duì)敏感的典型氣體為檢測(cè)對(duì)象，然后通過(guò)不同的特征值提取方式對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，分析并得到對(duì)待測(cè)物質(zhì)響應(yīng)良好的傳感器并建立其標(biāo)準(zhǔn)校正曲線;再通過(guò)該校正曲線對(duì)不同時(shí)間采集的樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行校正;最后通過(guò)分析校正后數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和一致性對(duì)校正曲線的實(shí)用性評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子鼻數(shù)據(jù)漂移的校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果顯示:對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用電阻值變換的方法預(yù)處理后，大部分傳感器的響應(yīng)信號(hào)值與標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度存在良好且穩(wěn)定的線性關(guān)系，且結(jié)果穩(wěn)定性較好，因此選擇電阻值變換作為特征值提取方式。通過(guò)校正曲線，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)后發(fā)現(xiàn):大部分傳感器數(shù)據(jù)的變異系數(shù)由20％以上降低至5％以下，這說(shuō)明樣品數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)校正曲線的校準(zhǔn)后，穩(wěn)定性得到了很大的提升。
　　(2)基于色譜柱分離的電子鼻研究。設(shè)計(jì)了基于色譜柱分離技術(shù)與電子鼻傳感器陣列相結(jié)合的優(yōu)化檢測(cè)系統(tǒng)，并應(yīng)

4、用該方法對(duì)牛奶及奶制品的揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測(cè)，最終采用主成分分析算法和支持向量機(jī)算法對(duì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。通過(guò)在電子鼻載氣系統(tǒng)中加入不同類型的色譜填充柱，對(duì)6種不同的牛奶及奶制品樣品進(jìn)行檢測(cè)，分析檢測(cè)結(jié)果得到適用于牛奶及奶制品樣品檢測(cè)的色譜填充柱類型;再應(yīng)用優(yōu)化后的電子鼻采集6種牛奶及奶制品樣品的數(shù)據(jù)，結(jié)合支持向量機(jī)算法來(lái)建立對(duì)不同奶制品的識(shí)別模型;通過(guò)該模型可以實(shí)現(xiàn)對(duì)未知牛奶樣品的識(shí)別與分類，為牛奶及奶制品的快速檢測(cè)和人工智能感官方法奠

5、定基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:通過(guò)在電子鼻載氣系統(tǒng)中加入色譜填充柱后，相對(duì)于不添加填充柱的電子鼻的區(qū)分能力有較大改善，并且加入非極性填充柱對(duì)牛奶及奶制品樣品的區(qū)分效果最佳;通過(guò)建立的牛奶及奶制品樣品的訓(xùn)練集模型，對(duì)未知牛奶樣品識(shí)別的準(zhǔn)確率達(dá)到了90％以上。
　　(3)電子鼻空氣異味感官?gòu)?qiáng)度評(píng)價(jià)方法探索。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)嗅辨員的篩選方法建立感官嗅辨小組，根據(jù)合理的異味強(qiáng)度等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氨氣、二硫化碳、硫化氫、甲硫醇和三甲胺等五種異味氣體進(jìn)行感官測(cè)