电子鼻传感技术与应用研究进展

电子鼻作为一种新兴仿生技术,在农副产品与食品检测中逐渐得到重视,其研究在酒茶类、饮料、粮油、肉乳制品和果蔬类等方面都有许多报道,表明电子鼻在食品与农副产品检测上有很好的应用前景。随着材料、传感器、信息等新技术的不断涌现,电子鼻技术也得到了新的发展,新型传感器技术的涌现和响应特性的研究,为新型电子鼻系统研究与应用提供了重要的基础条件和检测机理依据;电子鼻与其他分析仪器的融合应用技术实现了更加全方位、多角度的食品与农副产品检测;电子鼻技术与现代无线通信技术的结合应用,克服了传统电子鼻无法应用于现场及移动环境的不足,拓展了电子鼻的应用领域。本文针对这些方面进行了综述和分析,以供深入研究参考。     

电子鼻技术及其在小麦活性检测中的应用

研制了一套能快速对小麦活性进行识别的电子鼻检测系统。系统通过分析小麦的气味,对所测小麦的活性程度进行5个等级评判。该电子鼻检测系统由5只TGS2600系列的气敏传感器组成,从每个传感器的响应曲线中提取2个特征值,采用PNN神经网络来进行模式识别处理。系统能快速、准确评判小麦的霉变情况,网络正确识别率为91%。实验表明,该系统对小麦活性程度的检测是可行的、有效的。     

电子鼻技术在食品检测中的应用

随着嗅觉传感器技术的不断发展,电子鼻技术得到了广泛的研究与应用。电子鼻由气敏传感器阵列、信号处理子系统和模式识别子系统等3种功能器件组成。为此,阐述了电子鼻技术的结构组成,介绍了其在食品新鲜度检测、果蔬成熟度评价及饮料与酒类识别等轻工业中的应用现状与发展趋势,并指出了这些新技术实现过程中所需要解决的问题。     

电子鼻技术及其在种子品质检测中的应用概况

常规的种子品质检测方法准确性较高,但过程复杂,耗时费力,时效性较差且易造成种子损耗,不利于稀有种质资源的保护。电子鼻技术作为一种新型检测方法可实现对种子品质的快速检测,文章介绍了电子鼻技术及其在种子品质检测中的应用概况,提出了其在种子品质检测方面有待改进的问题。     

基于遗传RBF网络的电子鼻对苹果质量的评定

提出一种根据苹果气味对苹果进行无损检测的方法,研制了一套适合苹果气味检测的电子鼻系统。对好坏苹果各50个进行了检测,在获得传感器阵列数据的基础上,从每个传感器曲线中提取了5个特征参数,作为模式识别的输入向量。用主成分分析法和遗传RBF网络对所测的样本进行分析,主成分分析可较好的把好坏苹果区分开,遗传RBF网络对训练集的回判正确率和对测试集的测试正确率分别为100％和96．4％。     

电子鼻数据的预处理技术与应用

针对电子鼻的数据特点,提出用一个3维数组保存电子鼻的数据;采用6点平滑方法去除传感器的噪声;在基线校正中,首先通过二阶导数大于零和连续一阶导数大于零的方法找到样本反应起始点,然后减去环境响应值并提取相同长度的数据段,以提高电子鼻的精度和可重复性。对预处理前后的电子鼻数据中提出的特征进行主成分分析发现,预处理后的主成分结果所含的有用信息更多,而且可以很好地区分红富士和姬娜两种不同香味的苹果。     

融合电子鼻和视觉技术的鸡肉新鲜度检测装置研究

为实现鸡肉新鲜度的快速准确检测,设计了一种基于电子鼻和视觉数据融合的一体化检测装置。装置由控制系统、视觉系统和电子鼻系统3部分组成,可同时通过电子鼻传感器阵列检测鸡肉散发的气体浓度并由摄像机采集鸡肉视觉图像,控制板传输数据至Jetson Nano上位机进行特征提取、融合与分析。由该装置获取不同新鲜度鸡肉样本的气味和图像数据,采用主成分分析方法进行降维处理,再基于支持向量机建立鸡肉新鲜度分级模型,准确率可达98.7%。该装置具有准确率高、便携和稳定性强等特点,可为肉品新鲜度检测提供技术支持。     

基于ARM9的电子鼻系统设计与应用

提出了一种基于嵌入式电子鼻的设计方案,主要包括传感器阵列、模数转换和微处理器3大模块.采用Figaro公司TGS813、TGS825、TGS880 3个气敏传感器组成的传感器阵列采集样品信号;利用MAXIM公司的MAX1270芯片进行模数转换;CPU采用SAMSUNG公司的S3C2410微处理器,并在其上移植了WINCE操作系统.软件设计对采集信号进行对数拟合,采用引进BP神经网络对拟合后的曲线参数进行训练,建立模型并对样本进行识别.利用该系统对4种不同生产日期的意大利巴马臣干酪和3家公司的纯牛奶进行了测试,识别准确率均达到100%.结果表明该系统具有体积小、重量轻、使用方便灵活且识别准确率高等优点.     

电子鼻技术在肉与肉制品检测中的研究进展和应用展望

电子鼻因具备操作简单、能够快速、无损检测的特点,满足人们对肉与肉制品安全指标高效和高精确度检测提出了更高的要求.本文阐述了电子鼻技术的检测原理和其在硬件和软件系统方面的发展;从肉与肉制品的新鲜度检测、掺假检测、风味评价、病原微生物污染检测四个方向,对近年来电子鼻技术在肉与肉制品检测的应用研究进展进行了分析,突出了电子鼻...     

电子鼻技术及其在小麦霉变检测中的应用

研制了一套能够快速对小麦霉变进行识别的电子鼻检测系统,该系统通过分析小麦的气味,从而判断所测小麦是否霉变.该电子鼻检测系统由5只TGS2600系列的气敏传感器组成,通过从每个传感器的响应曲线中提取4个特征值,采用RBF神经网络进行模式识别处理.该系统能够快速准确评判小麦的霉变情况,网络正确识别率为93.3%.实验表明,该系统对小麦霉变与否的检测是可行的、有效的.     

电子鼻技术在鱼粉酸价检测中的应用

酸价是评价鱼粉新鲜度的一个重要指标,探索酸价含量的快速检测对鱼粉品质快速检测具有重要意义.为此,对不同新鲜度的鱼粉样本进行酸价含量的化学测定和电子鼻数据采集,利用BP神经网络和支持向量回归(SVR)建立酸价含量和电子鼻数据两者之间的回归模型,并用预测集样本进行验证.采用BP神经网络和SVR结果相近,其决定系数R2、预测标准差SEP、最大相对误差RE-max、平均相对误差RE-mean分别为0.97,0.20,7.51%,2.45%和0.97,0.27,10.73%,2.94%.结果表明,利用电子鼻技术检测鱼粉酸价含量是可行的.     

食品中农药残留的电子鼻检测识别研究

电子鼻(e-nose)通过气味来鉴别化合物,是一种模拟生物嗅觉工作原理的新形仿生检测系统。它在农药残留等食品安全检测领域中有着广泛的应用。电子鼻包括检测系统、数据预处理系统和模式识别系统。本文通过对电子鼻的发展历史和组成部分的基本原理介绍,全面回顾和总结了过去二十年来电子鼻在食品农药残留检测中的应用。最后,从几个方面讨论了电子鼻技术在该领域的存在问题及发展趋势。     

电子鼻技术在粮食质量检测中的应用

对消费者来说,粮食的气味也是衡量其质量的一个重要标准.电子鼻是一种新颖的仿生系统,是用于分析、检测挥发性气味的仪器.为此,综述了电子鼻在粮食质量检测中的应用,主要包括粮食霉变、虫害和储藏年限等方面的研究及其应用现状;最后,展望了电子鼻在粮食检测中的应用前景.     

基于KFDA的食醋电子鼻鉴别方法

为了提高6种食醋的鉴别正确率,引入了基于核变换的Fisher判别分析(KFDA)方法,以及基于矩阵相似性的核参数确定方法。在选取径向基函数(RBF)为核函数,并提取食醋样本电子鼻检测信号的积分值和相对稳态平均值2种特征参量的基础上,优化确定了对应于2种特征参量的RBF核参数值,分别为5.770 0和5.387 8。对比分析了Fisher判别分析(FDA)与KFDA的鉴别结果,积分值与相对稳态平均值2种特征参量的鉴别结果分别由FDA的93.3%、90.6%提高到KFDA的98.3%、98.3%,说明合适的KFDA方法可有效提高6种食醋样品的鉴别结果。     

基于ARM9的电子鼻系统设计与应

提出了一种基于嵌入式电子鼻的设计方案,主要包括传感器阵列、模数转换和微处理器3大模块。采用Figaro公司TGS813、TGS825、TGS880 3个气敏传感器组成的传感器阵列采集样品信号;利用MAXIM公司的MAX1270芯片进行模数转换;CPU采用SAMSUNG公司的S3C2410微处理器,并在其上移植了WINCE操作系统。软件设计对采集信号进行对数拟合,采用引进BP神经网络对拟合后的曲线参数进行训练,建立模型并对样本进行识别利用该系统对4种不同生产日期的意大利巴马臣干酪和3家公司的纯牛奶进行了测试,识别准确率均达到100%。结果表明该系统具有体积小、重量轻、使用方便灵活且识别准确率高等优点。     

不同处理工艺杨梅果汁风味成分的电子鼻检测

为评价不同处理方法对杨梅果汁风味的影响,利用电子鼻PEN3系统对杨梅原汁、原汁离心澄清处理以及自制的共混改性聚砜膜（孔径小于100nm）除菌澄清处理的3种不同杨梅果汁芳香成分进行检测分析。通过电子鼻系统动态采集杨梅果汁芳香成分并得到其响应值,再利用主成分分析法、线性判别法进行数据分析,结果表明利用电子鼻能够无损检测不同处理工艺的杨梅果汁风味成分。     

光调制解调技术在田间杂草光谱识别中的应用

为了实现快速、无损地从作物中识别杂草,研究了基于光谱分析技术的光谱传感器.以苗期冬油菜为研究对象,根据已提取的4个特征波长(590,710,750,940 nm),设计了一套光谱传感器原型试验系统.该试验系统在传统光谱传感器的基础上,运用光调制解调技术剔除检测结果中环境杂散光的干扰,包括试验设备(光信号调制设备和光电信号采集设备)和试验数据处理LabVIEW程序.用冬油菜菜叶对试验系统4个不同波段进行了验证试验,当外界环境杂散光对应直流分量变化幅度分别为10.00%,6.40%,1.17%,1.34%,22.60%,38.90%,56.00%,59.50%时,反射率表征值一直保持稳定,表明在外界环境杂散光缓慢变化和剧烈变化时,系统可以稳定测量被测样品的反射率.该系统验证了光调制解调技术能有效提高被测样品光谱信号的测量信噪比.     

基于单片机的温度检测系统设计

随着工业技术的发展进步,温度检测工作取得了新的突破。当下温度检测工作使用的方法种类多样。并且每一种方法都有其各自的优点与不足,同时也有其适用的对象与范围。在选择时,需要结合到使用要求综合各方面因素,确保检测结果的准确性。本文就基于单片机温度检测系统的设计作简要阐述。     

水稻虫害信息快速检测方法实验研究-基于电子鼻系统

植物在受到昆虫侵害时会产生挥发性物质。因此,利用电子鼻与计算机组成水稻虫害快速检测系统,通过检测水稻挥发物气味,根据气味信息的分类,选用主成分分析法可快速判断水稻是否有虫害及每株水稻上有多少害虫。研究发现,利用电子鼻检测水稻虫害的最好时机是在水稻受侵害的15～36h内。实验结果证明,利用电子鼻检测水稻是否发生虫害及发生虫害后每株水稻上害虫的数量是可行的。