[发明专利]一种用于多种挥发性有机物检测的电子鼻系统

说明书

本发明提供一种用于多种挥发性有机物检测的电子鼻系统，涉及气体检测技术领域，包括数据收集模块、数据传输模块以及数据展示模块，数据收集模块包括传感器阵列模块，传感器阵列模块包括了传感器以及印刷电路板，传感器包括湿度传感器、乙醇气体传感器、甲烷气体传感器以及VocsMEMS传感器，为实现工业挥发性有机物的检测，选择了多种气体传感器，再基于传感器的基本特性，设计合理的集成电路，制作气敏传感器阵列模块，实现数据收集，从而对多种气体进行采集，避免了因为传统单一性的气体数据采集的方式而造成的数据不准确的情况。

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种用于多种挥发性有机物检测的电子鼻系统。

背景技术

近年来，随着出口型工业的快速发展，国内能源消耗快速增长，汽车交通和其他排放密集的经济活动的增加，中国的多个区域都有着不同程度的空气污染问题。特别是石油化工工业的发展，燃油、橡胶、涂料、塑料制品等相关产品的大量生产，必然伴随着大量有害气体的排放。其中，对大气造成极大污染的VOCs(volatile organic compounds，挥发性有机化合物)气体是最为复杂的一种污染物，其不仅加速了且加重了大气中臭氧和雾霾的形成，还会引起人体的呼吸疾病、过敏反应、肝脏肾脏和中枢神经系统损害等，长期接触甚至引发癌症。

所以，对于大气污染物的检测是必不可少的工作，而电子鼻的出现则正是为了解决大气污染物检测这一问题。电子鼻是一种由具有部分选择性地化学传感器阵列、信号预处理模块和模式识别等部分组成、能够识别简单或复杂成分气体的仪器。是90年代发展起来的一种新颖的分析、识别和检测气体及大多数挥发性物质的仿生气体分析仪器，从其发明之日以来，一直被视为各个国家的重点研究项目；

现有技术中的电子鼻主要由多种传感器组成的气敏传感器阵列、信号采集处理及传输和气体识别并展示等部分组成。某种气体呈现在一种活性材料的传感器面前，传感器将化学输入转换成电压信号，再经过信号采集模块转换成数字信号，最后由模式识别单元给出判别结果。由多个传感器对一种气体的响应便构成了传感器阵列对该气味的响应谱，以对气体进行识别，电子鼻正是利用各个气敏器件对复杂成分气体都有响应却又互不相同这一特点，借助数据处理对多种气体进行识别；

目前市面上的电子鼻系统有些用途十分局限，只能检测单一气体的成分，而有些虽然功能强大，但是大都体积庞大、价格昂贵，既不便携，也不利于大面积推广和使用。另外，目前大多电子鼻在收集传感器数据并传输时仍然采用有线传输的方式，大大降低了电子鼻使用的便捷性，而且抗干扰能力弱，灵活性低，适用范围受限，无法满足我们对便捷性的要求。在现有的电子鼻系统中其可视化程度较低，结果展示不够直观，用户无法得到准确且直接的检测结果，体验感较差，因此本发明提出一种用于多种挥发性有机物检测的电子鼻系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提出一种用于多种挥发性有机物检测的电子鼻系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于多种挥发性有机物检测的电子鼻系统，包括数据收集模块、数据传输模块以及数据展示模块，其特征在于，所述数据收集模块包括传感器阵列模块和STC嵌入式单片机；

所述传感器阵列模块包括了传感器以及印刷电路板，传感器包括湿度传感器、乙醇气体传感器、甲烷气体传感器以及VocsMEMS传感器；

所述印刷电路板包括贴片电阻、可调电位器以及排针，湿度传感器、乙醇气体传感器、甲烷气体传感器以及VocsMEMS传感器均匀排布在印刷电路板上；

所述湿度传感器、乙醇气体传感器、甲烷气体传感器以及VocsMEMS传感器的各个接头所对应的信号线与STC嵌入式单片机的采集引脚相连接；

所述数据传输模块包括独立电源、51单片机、主蓝牙以及从蓝牙；

所述数据展示模块包括PC端、数据集导入模块以及可视化界面Web端。