吹扫式仿生嗅觉检测装置的设计与性能试验

• Published in: 农业工程学报 Vol. 33; no. 8; pp. 251 - 258
• Main Author: 文韬 郑立章 龚中良 李立君 桑孟祥 董帅
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中南林业科技大学机电工程学院,长沙,410004 2017
• Subjects: 仿生嗅觉; 优化; 传感器; 传感器阵列; 吹扫式; 性能; 控制参数; 检测; detection; 检测; 传感器阵列; purging method; 仿生嗅觉; bionic olfactory; sensors; control parameters; performance; 吹扫式; optimization; 控制参数; 优化; sensor array; 性能; 传感器
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2017.08.034

为研究仿生嗅觉检测装置的检测性能,该文研制了一种吹扫式仿生嗅觉检测装置,选取传感器阵列灵敏度、响应时间和恢复时间作为装置性能指标,分析了传感器加热电压、待检气体湿度以及流量等控制参数对嗅觉检测性能的影响,并进一步验证优化控制参数的仿生嗅觉检测装置对气味检测的可行性和检测性能。试验结果表明：传感器阵列灵敏度随加热电压增大而增大,其响应和恢复时间随加热电压增大而减小,加热电压为5.0 V时,装置性能较佳,其传感器阵列灵敏度分布范围为2.260-4.823,响应和恢复时间分布范围分别为46-53 s、44-70 s;增加气体湿度会使传感器阵列灵敏度减小,同时也会延长响应和恢复时间,气体相对湿度为30%时,装置性能较佳;传感器阵列灵敏度随载气流量的增加先递增后减小,其响应和恢复时间随流量的增加先减小后递增,流量为100 m L/min时,装置性能较佳,其传感器阵列灵敏度分布范围为2.853-7.559,响应和恢复时间分布范围分别为35-50 s、30-50 s;在优化控制参数下,待检气体体积分数范围控制在0.002%-0.020%时,装置检测灵敏度较高,范围为3 577.1-6 700.7;线性特性和重复性较好,决定系数范围为0.901-0.997,变异系数范围为0.832%-9.696%,能满足仿生嗅觉气味检测的要求,可为后续开展仿生嗅觉的应用性研究提供数据参考与技术支撑。