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电子鼻技术高南京传感器课程报告电子鼻技术什么是电子鼻？电子鼻技术的发展历史电子鼻技术的基本原理电子鼻技术的研究现状电子鼻技术的应用及前景什么是电子鼻？什么是电子鼻？电子鼻,又称人工嗅觉系统,主要是通过气体传感器和模式识别技术的结合模拟生物嗅觉系统,实现气体检测和识别等功能。主要方法就是以气体传感器模拟生物嗅觉系统中的嗅感受神经细胞,用人工神经网络等模拟嗅球层和僧帽细胞层甚至更深层嗅觉皮层等连接而成的神经回路,用计算机或专用芯片对采集到的信息进行处理,达到识别气体或气味的目的。电子鼻是利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统,它可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续地、实时地监测特定位置的气味状况。电子鼻主要由气味取样操作器、气体传感器阵列和信号处理系统三种功能器件组成。电子鼻技术的发展历史1964年,Wilkens和Hatman利用气体在电极上的氧化一还原反应对嗅觉过程进行了电子模拟,这是关于电子鼻的最早报道。1965年,Buck等利用金属和半导体电导的变化对气体进行了测量,Dravieks等则利用接触电势的变化实现了气体的测量。作为气体分类用的智能化学传感器阵列的概念直到1982年由英国Warwick大学的Persuad等人提出,他们的电子鼻系统包括气敏传感器阵列和模式识别系统两部分。其中传感器阵列部分山三个半导体气敏传感器组成。这一简单的系统可以分辨按树脑、玫瑰油、丁香牙油等挥发性化学物质的气味。随后的5年,电子鼻研究并没有引起国际上学术界的广泛重视。电子鼻技术的发展历史1982年，英国学者Persuad和Dodd用3个商品化的SnO2气体传感器（TGS813.812、711）模拟哺乳动物嗅觉系统中的多个嗅感受器细胞对戊基醋酸酯、乙醇、乙醚、戊酸、柠檬油、异茉莉酮等有机挥发气进行了类别分析，开电子鼻研究之先河。1987年，在英国Warwick大学召开的第八届欧洲化学传感研究组织年会是电子鼻研究的转机。在本次会议上，以Gardner为首的Warwick大学气敏传感研究小组发表了传感器在气体测量方而应用的论文，重点提出了模式识别的概念，引起了学术界广泛的兴趣。电子鼻技术的发展历史1989年在北大西洋公约组织的一次关于化学传感器信息处理会议上对电子鼻做了如下定义:“电子鼻是由多个性能彼此重叠的气敏传感器和适当的模式分类方法组成的具有识别单一和复杂气味能力的装置。”随后,于1990年举行了第一届电子鼻国际学术会议。为了促进电子鼻技术的交流和发展,国际上每年举行一次化学传感器国际学术会议。电子鼻技术是探索如何模仿生物嗅觉机能的一门学问。其研究涉及材料、精密制造工艺、多传感器融合、计算机、应用数学以及各具体应用领域的科学与技术,具有重要的理论意义和应用前景。其中传感器技术和计算机技术处于当今科学技术研究和发展的前沿。电子鼻技术的发展历史电子鼻技术的基本原理由于气体传感器的交叉敏感性、选择性差等缺点,单一传感器往往对被测环境中的各种气体敏感,因而很难有选择地测量出某种气体的成分和含量。电子鼻技术是解决这一问题的有效途径,它正是利用各个气敏器件对复杂成分气体都有响应却又互不相同这一特点,借助数据处理方法对多种气味进行识别,从而对气味质量进行分析与评定。电子鼻识别的主要机理是在阵列中的每个传感器对被测气体都有不同的灵敏度,例如,一号气体可在某个传感器上产生高响应,而对其他传感器则是低响应；同样,二号气体产生高响应的传感器对一号气体则不敏感,归根结底,整个传感器阵列对不同气体的响应图案是不同的,正是这种区别,才使系统能根据传感器的响应图案来识别气体。电子鼻技术的基本原理电子鼻的工作可简单归纳为:传感器阵列－信号预处理－神经网络和各种算法－计算机识别(气体定性定量分析）。从功能上讲，气体传感器阵列相当于生物嗅觉系统中的大量嗅感受器细胞，神经网络和计算机识别相当于生物的大脑，其余部分则相当于嗅神经信号传递系统。电子鼻对气味的分析过程气体传感器阵列电子鼻系统中,传感器及其阵列是电子鼻的关键,它的功能是把不同的气味分子在其表面的化学作用转化为可测的电信号。传感器阵列可以采用数个单独的气敏传感器组合而成,也可以采用集成工艺制作专门的气敏传感器阵列。后者体积小,功耗低,便于信号的集中采集与处理。西班牙《ACMOSmonolithicallyintegratedgassensorarraywithelectronicsfortemperaturec