電子鼻

電子鼻是利用氣體傳感器陣列的響應圖案來(lái)識別氣味的電子系統，它可以在幾小時(shí)、幾天甚至數月的時(shí)間內連續地、實(shí)時(shí)地監測特定位置的氣味狀況。 　　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三種功能器件組成。電子鼻識別氣味的主要機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，而對其他傳感器則是低響應，同樣，二號氣體產(chǎn)生高響應的傳感器對一號氣體則不敏感，歸根結底，整個(gè)傳感器陣列對不同氣體的響應圖案是不同的，正是這種區別，才使系統能根據傳感器的響應圖案來(lái)識別氣味。 　　

電子鼻的核心器件是氣體傳感器。氣體傳感器根據原理的不同，可以分為金屬氧化物型、電化學(xué)型、導電聚合物型、質(zhì)量型、光離子化型等很多類(lèi)型。目前應用最廣泛的是金屬氧化物型。

人類(lèi)嗅覺(jué)原理圖

電子鼻的應用場(chǎng)合包括環(huán)境監測、產(chǎn)品質(zhì)量檢測（如食品、煙草、發(fā)酵產(chǎn)品、香精香料等）、醫學(xué)診斷、爆炸物檢測等。

電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號預處理和模式識別三部分組成。某種氣味呈現在一種活性材料的傳感器面前，傳感器將化學(xué)輸入轉換成電信號，由多個(gè)傳感器對一種氣味的響應便構成了傳感器陣列對該氣味的響應譜。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，所以這種響應譜為該氣味的廣譜響應譜。為實(shí)現對氣味的定性或定量分析，必須將傳感器的信號進(jìn)行適當的預處理(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 )有它的特征響應譜，根據其特征響應譜可區分小同的氣味。同時(shí)還可利用氣敏傳感器構成陣列對多種氣體的交叉敏感性進(jìn)行測量，通過(guò)適當的分析方法，實(shí)現混合氣體分析。 　　

電子鼻正是利用各個(gè)氣敏器件對復雜成分氣體都有響應卻又互不相同這一特點(diǎn)，借助數據處理方法對多種氣味進(jìn)行識別，從而對氣味質(zhì)量進(jìn)行分析與評定。 　　電子鼻識別的主要機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，而對其他傳感器則是低響應；同樣，二號氣體產(chǎn)生高響應的傳感器對一號氣體則不敏感，歸根結底，整個(gè)傳感器陣列對不同氣體的響應圖案是不同的，正是這種區別，才使系統能根據傳感器的響應圖案來(lái)識別氣體。

電子鼻的工作可簡(jiǎn)單歸納為：傳感器陣列－信號預處理－神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和各種算法－計算機識別(氣體定性定量分析）。從功能上講，氣體傳感器陣列相當于生物嗅覺(jué)系統中的大量嗅感受器細胞，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和計算機識別相當于生物的大腦，其余部分則相當于嗅神經(jīng)信號傳遞系統。