文/高春艷 呂盛璠 趙文輝 李培卓

隨著近年來科技的進步和經(jīng)濟的快速發(fā)展，人力物力的出現(xiàn)了大量流動的趨勢，這也導致了復雜的安全環(huán)境，對于危險品的檢測成為社會發(fā)展中的重要組成部分。而仿生電子鼻的出現(xiàn)在很大意義上解決了當前存在的一些問題，能夠?qū)ξｋU品進行及時的發(fā)現(xiàn)。同時也改善了相關技術的要求。對于發(fā)現(xiàn)危險品能夠起到積極的意義，由于其靈敏度高、體積小、重量輕、成本低，大大人工安全檢測，經(jīng)常應用在不同的傳感器技術和貨物的安全檢測中。

1 電子鼻的工作原理

仿生電子鼻被廣泛應用在系統(tǒng)工作中，人類嗅覺系統(tǒng)由神經(jīng)細胞的嗅覺神經(jīng)元，即嗅囊和嗅中樞的大腦組成。嗅覺神經(jīng)元主要由嗅覺和神經(jīng)兩部分組成。具有高靈敏度和高交叉靈敏度分析氣味的能力。嗅覺神經(jīng)元對小神經(jīng)元的信息，能夠進行模型性質(zhì)的提取和處理。嗅覺中樞首先在大腦中處理并傳遞給大腦相關信息。大腦其進行數(shù)據(jù)分析和處理，并進行分析鑒定，仿生電子鼻的工作原理就像動物的鼻子一樣。該過程可以概括如下：氣體傳感器和數(shù)據(jù)處理，以及模式識別計算和分析結果的識別。一般的仿生電子鼻系統(tǒng)包括集成氣體傳感器、信號處理和模式識別三個組成部分。這三部分是根據(jù)人的嗅覺系統(tǒng)三個結構設置而成的。

1.1 氣體傳感器

許多不同類型的傳感器，集成的氣體傳感器具有不同的氣體作用，隨著化學成分的變化而變化，所以對于物理測量的陣列傳感器有一定的要求。首先要進行具有數(shù)據(jù)連接功能，并且能夠進行某些類型的氣體的檢測。利用氣體傳感器重疊的特性，形成特定的氣體識別特征，進行具體促進設計特征的表達。

1.2 鼻子模式

鼻子模式匹配是仿生電子鼻系統(tǒng)中，氣體定性或定量分析專用算法的重要組成部分，包括最小二乘法、伙伴關系與合作協(xié)議、人工神經(jīng)網(wǎng)絡是其中之一。而其中最常用的模式識別。

2 仿生電子鼻在危險品檢測方面應用的分析

2.1 傳感器需要選擇合理的尺寸、可逆性、光譜響應、響應時間短

目前使用的氣體傳感器具有金屬-半導體、電學和光學傳感器、導電聚合物和質(zhì)量。用于與各種傳感器或混合物的連接，促進整體的進步與發(fā)展，實現(xiàn)仿生電子鼻在危險品檢測方面更大的應用。

2.2 交叉反應的反應溫度

傳感器輸出前信號和氣體成分的適當判定和信號濃度的方法，同時在危險品檢測方面的選擇也起著非常重要的作用。如果被測氣體在傳感器和短時接觸室中，氣體傳感器和電氣信號通過電子線路和a/d增強為數(shù)字信號微處理或信號，信號來自預處理。響應曲線聲學信息在室內(nèi)，模式為向量模式。根據(jù)氣體傳感器的類型、模式識別方法和識別任務的選擇對信號進行預處理。

2.3 模式識別

電子鼻使用的模式識別方法分為以下幾類：統(tǒng)計模式識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、統(tǒng)計模式識別、經(jīng)典多維分類方法、傳感器信息等。近年來，特別是統(tǒng)計分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡和人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論得到了廣泛的提升。與傳統(tǒng)的模式識別技術和人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術相比，具有很強的管理性、處理能力強、容錯性好和較好的效果。在危險品檢測時，能夠?qū)ζ溥M行準確的檢測，達到及時發(fā)現(xiàn)的效果。

3 仿生電子鼻在危險品檢測方面的前景

仿生電子鼻科學技術的應用是非常廣泛的，是進行創(chuàng)新的新產(chǎn)品，在商場用仿生電子鼻系統(tǒng)確保商場的安全，并且可以根據(jù)危險品的的特征進行持續(xù)深入的保護。隨著傳感器技術的進步和嗅覺的深入理解，電子鼻功能在人們的生產(chǎn)和生活中越來越受到人們的重視和歡迎。在嗅覺的評價中，仿生電子鼻不僅具有嗅覺能力，而且具有再現(xiàn)性的主觀性和強烈的差異性。仿生電子鼻是一種模仿嗅覺系統(tǒng)，自20世紀80年代初發(fā)展以來，得到了人們的高度關注，對其在危險品檢測方面的應用也進行了廣泛的檢測。仿生電子鼻可以實時地參考各種氣體，分析其自身的特征。具有良好的再現(xiàn)性、快速響應性、寬的測量范圍，適合人們對氣體等危險品的識別。仿生電子鼻的技術發(fā)展與相關模式識別電子鼻技術在乳品、醫(yī)藥、食品和茶葉等領域的應用越來越廣泛，在一定意義上促進了社會的發(fā)展和進步。

4 結論

仿生電子鼻是由不同類型的氣體傳感器或不同的選擇性氣敏傳感器組成的，通過提高寬頻帶和交叉?zhèn)鞲衼泶_保其工作的穩(wěn)定性。仿生電子鼻系統(tǒng)與氣體傳感器密切相關，只有加強對氣體傳感器的研究，才能從真正意義上實現(xiàn)對仿生電子鼻應用的發(fā)展。例如，對于環(huán)境非常敏感、溫度和濕度，進行準確的記錄，不僅氣體和反應結果的準確性，還要對其他危險品的檢測進行精確意義上的評定，達到理想的效果。隨著技術的不斷發(fā)展和進步，仿生電子鼻一定會解決目前存在的這些問題，實現(xiàn)對危險品的精確檢測。