Įvadas:

Elektroninė nosis yra prietaisas, kuris kvapą aptinka efektyviau nei žmogaus uoslė. Elektroninė nosis susideda iš cheminio aptikimo mechanizmo. Elektroninė nosis yra intelektualus jutimo prietaisas, kuris naudoja dujų jutiklių masyvą, kurie pasirinktinai sutampa, kartu su modelio pertvarkymo komponentu. Dabar kasdien elektroninės nosys teikė išorinę naudą tikrovei komercinės pramonės, žemės ūkio, biomedicinos, kosmetikos, aplinkos, maisto, vandens ir įvairių mokslinių tyrimų srityse. Elektroninė nosis aptinka pavojingas ar nuodingas dujas, kurių neįmanoma užuosti žmonėms.

Elektroninė nosis

Kvapai susideda iš molekulių, kurios turi konkretų dydį ir formą. Kiekviena iš šių molekulių turi atitinkamo dydžio ir formos receptorių žmogaus nosyje. Kai konkretus receptorius gauna molekulę, jis siunčia signalą smegenims, o smegenys nustato kvapą, susijusį su konkrečia molekule. Elektroninės nosys veikia panašiai kaip žmogus. Elektroninė nosis naudoja jutiklius kaip receptorius. Konkretus jutiklis, gavęs molekules, perduoda signalą apdorojimo programai, o ne į smegenis.

Elektroninis nosies darbo principas:

Elektroninė nosis buvo sukurta siekiant imituoti žmogaus kvapą, kurio funkcijos nėra atskiri mechanizmai, t. Y. Kvapas ar skonis suvokiamas kaip visuotinis piršto atspaudas. Iš esmės prietaisas susideda iš jutiklių masyvo, modelio pertvarkymo modulių ir galvos erdvės mėginių ėmimo, siekiant sukurti signalo modelį, naudojamą kvapams apibūdinti. Elektroninė nosis susideda iš trijų pagrindinių dalių, kurios yra aptikimo sistema, skaičiavimo sistema, mėginių pristatymo sistema.

Elektroninė nosies blokavimo schema

Pavyzdžių pristatymo sistema: Mėginių tiekimo sistema leidžia sukurti mėginio arba lakiųjų junginių laisvąją erdvę, kuri yra analizuojama dalis. Tada sistema siunčia šią galvos erdvę į elektroninės nosies aptikimo sistemą.

Aptikimo sistema: Aptikimo sistema, kurią sudaro jutiklių grupė, yra reaktyvioji prietaiso dalis. Tuo metu jutikliai, kontaktuodami su lakiaisiais junginiais, reaguoja sukeldami elektrinių charakteristikų pokyčius.

Skaičiavimo sistema: Daugumoje elektroninių nosių kiekvienas jutiklis specifiniu būdu yra jautrus visoms molekulėms. Tačiau bioelektrinėse nosyse naudojami receptorių baltymai, reaguojantys į specifines kvapo molekules. Dauguma elektroninių nosių naudoja jutiklių matricas, kurios reaguoja į lakiuosius junginius. Kai jutikliai pajunta kvapą, užregistruojamas konkretus atsakas, kad signalas perduodamas į skaitmeninę vertę.

Elektroninėje nosyje dažniausiai naudojami jutikliai

Metalo oksido puslaidininkis (MOSFET)

Laidūs polimerai

Kvarcinio kristalo mikrobalansas

Pjezoelektriniai jutikliai

Metalo oksido jutikliai

Metalo oksido puslaidininkinis jutiklis:

Tai naudojama perjungimas arba stiprinimas elektroniniai signalai. MOSFET veikimo principas yra tas, kad į jutiklio sritį patenkančios molekulės bus įkraunamos teigiamai arba neigiamai, o tai tiesiogiai veikia MOSFET viduje esantį elektrinį lauką.

Metalo oksido jutikliai: (MOS)

“nuotolinio įjungimo jungiklio grandinė ”

Šis jutiklis pagrįstas dujų molekulių adsorbcija, kad išprovokuotų laidumo pokyčius. Šis laidumo pokytis yra adsorbuotų lakiųjų organinių junginių kiekio matas.

Pjezoelektriniai jutikliai:

Dujų adsorbcija ant polimero paviršiaus lemia masės pokyčius jutiklio paviršiuje. Tai savo ruožtu sukelia kristalo rezonansinio dažnio pokytį.

Kvarco kristalų mikrobalansas:

Tai yra būdas matuoti masę ploto vienetui, matuojant kristalinio rezonatoriaus dažnio pokytį. Tai gali būti saugoma duomenų bazėje.

Laidūs polimerai:

Laidūs polimeriniai dujų jutikliai veikia pagal pasikeitusį elektrinį atsparumą, kurį sukelia dujų adsorbcija ant jutiklio paviršiaus.

Elektroninės nosies duomenų analizė:

Elektroninis nosies jutiklių generuojamas skaitmeninis išėjimas turi būti išanalizuotas ir interpretuotas, kad būtų užtikrinta. Yra trys pagrindiniai komerciškai prieinamų metodų tipai.

Grafinė analizė
Daugialypė duomenų analizė
Tinklo analizė

Duomenų analizė elektroninei nosiai

Naudojamo metodo pasirinkimas priklauso nuo turimų jutiklių įvesties duomenų.

Paprasčiausia duomenų sumažinimo forma yra grafinė analizė, naudinga lyginant nežinomų analitikų mėginius ar kvapų identifikavimo elementus, palyginti su žinomų šaltinių šaltiniais referencinėse bibliotekose.

“kas yra meggerio testas ”

Daugialypė duomenų analizė sukuria metodų rinkinį duomenų analizei, kuris yra apmokytas arba neišmokytas. Neapmokyti metodai naudojami, kai anksčiau nebuvo sukurta žinomų pavyzdžių duomenų bazė. Paprasčiausia ir plačiausiai naudojama netreniruota MDA technika yra pagrindinė komponentų analizė. Elektroninė nosies duomenų analizė MDA yra labai naudinga, kai jutikliai turi dalinį jautrumą atskiriems junginiams, esantiems mėginių maišytuve. PCA yra naudingiausias, kai nėra žinomo mėginio.

Neuroninis tinklas yra geriausiai žinomas ir labiausiai išvestas analizės metodas, naudojamas statistikos programinės įrangos paketuose komerciškai prieinamoms elektroninėms nosims.

Pavyzdžiui, elektroninė nosies sistema vaisių kvapui aptikti:

Elektroninė nosies sistema

Siūloma elektroninė nosies sistema buvo išbandyta su trijų vaisių, būtent citrinų, bananų, ličių, kvapais. Kvapai buvo paruošti dedant vaisių mėginį į pertraukiklius, uždarytus dangteliu. 8051 buvo nustatytas testavimo arba treniruočių režimas. Jei sistema veikia treniruočių režimu, jutiklio vertė rodoma LCD. Jei sistema veikia bandymo režimu, tikslinių vaisių klasifikavimo rezultatai rodomi LCD. Jutiklio matrica dujas gauna per vožtuvą1, kuris paprastai yra uždarytas. Vakuuminis siurblys įjungiamas 20 sekundžių, kad pumpuotų dujas iš jutiklio matricos.

Siūlomos el. Nosies sistemos dujų testavimo sąranka

Reikšmė1 buvo uždaryta, o jutiklio varža buvo suteikta 60 sek., Kad pasiektų tyrimo būsenos režimą. Jutiklių charakteristikos vertės klasifikavimo rezultatas pasirodė LCD. Jutiklio matricos kamera buvo atjungta nuo vaisių mėginių pertraukiklio ir atidarytas vožtuvas1, kad pasisuktų grynas oras, vožtuvas 2 atidarytas taip, kad kvapai būtų išsiurbti. Kambarys dvi minutes buvo išleidžiamas grynu oru.

Elektroninės nosies taikymas:

Medicininė diagnostika ir sveikatos stebėjimas
Aplinkos monitoringas
Taikymas maisto pramonėje
Sprogmens aptikimas
Kosmoso programos (NASA)
Tyrimų ir plėtros pramonė
Kokybės kontrolės laboratorijos
Procesų ir gamybos skyrius
Narkotikų kvapų aptikimas
Kenksmingų bakterijų nustatymas

Tikiuosi, kad dabar jūs supratote, kaip veikia elektroninė nosis. jei kyla klausimų dėl šios koncepcijos arba dėl elektros ir elektroninis projektas palikite komentarų skiltį žemiau.

Nuotraukų kreditas: