什么是动力学响应特性

电子鼻是一种模拟生物嗅觉的气体／气味分析仪器，相对于传统的气体分析仪器，其具有分析快速、操作简单、可便携、成本低等优点，可应用于食品质量检测与控制、环境监测、公共安全、YL卫生、航空航天等一系列国家重大需求领域。电子鼻中Z核心的组成部分是气体传感器阵列，其中金属氧化物(MOX)气体传感器是应用Z广泛的一类传感器。电子鼻技术应用推广中存在许多科学技术瓶颈。本文分析和探讨了电子鼻技术应用研究中的一些共性问题，其中主要包括MOX气体传感器响应信息提取的研究、MOX气体传感器敏感机理与响应模型的研究，以及气体传感器阵列的选择性优化研究。 MOX气体传感器响应信息提取的研究中，分别在时域空间和相空间中分析了传感器响应曲线的特性，并建立了一种基于特征信息含量和相关性分析的零散特征快速提取方法，和一种基于相空间中传感器响应模式的全特征参数提取方法。其中所建立的零散特征快速提取方法，基于特征参数信息含量和相关性的分析，以在Z短时间内提取对气体类别区分能力大、相关性小的参数作特征参数为原则，可快速提取信息量充足的特征参数。在易燃液体快速检测的一个应用中，基于该方法可在10s内提取积分、差分、微分和二次微分信号为特征参数，与传统的响应幅值特征参数提取方法相比有更优的性能，两者对各类易燃液体和不可燃饮料的正确识别率分别为85.7％和57.1％。所建立的全特征参数提取方法，基于对相空间中传感器响应动力学特性分析所得到的响应模式规律，提取了六个特征参数，同时基于这些参数可以还原出响应曲线，还原出的响应曲线与原始响应曲线的平均还原误差仅为5.4％。为了提高电子鼻的在线检测速度，缩短传感器阵列响应样本后恢复到初始态的时间，同时还分析了传感器恢复曲线的特性，并建立了一套快速提取恢复特征参数的方法与装置，其对样本的检测恢复时间仅为稳态测试条件下的42.7％，可以较大程度上降低检测恢复时间，提高在线检测的速度。