一种基于人工嗅‑味觉技术的气液双相检测系统技术方案

本实用新型专利技术属于气相与液相化学成分分析与鉴定技术领域，公开了一种基于人工嗅‑味觉技术的气液双相检测系统，通过待测物溶液获得电极特征信号，通过溶液挥发气体获得气体传感器特征信号，对待测物进样过程进行调控的进样控制系统；与进样控制系统连接，用于对气体传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和转换的气体传感器阵列与调理电路；与进样控制系统连接，通过参比电极在待测溶液中产生恒定电势差；通过辅助电极与多个工作电极构成回路，将工作电极信号作为电极阵列输出信号的电极阵列与信号处理电路；与气体传感器阵列与调理电路、电极阵列与信号处理电路连接，用于完成数据采集、过程控制、数据存储、人机交互的数据采集与处理电路。

A dual phase detection system of gas-liquid technology based on artificial olfactory taste

The utility model belongs to the gas phase and liquid phase chemical composition analysis and identification technology, and discloses a gas-liquid dual phase detection system based on the technology of artificial olfactory taste, the analyte solution obtained electrode signals, obtained gas sensor signal through the solution of volatile gases, the analyte injection process control into sample control system; connected with the sampling control system, used to simulate the output signal of gas sensor amplification, filtering and conversion of the gas sensor array and conditioning circuit; connected with the sampling control system, through the reference electrode on the measured potential to generate a constant solution; forming a loop through the auxiliary electrode and a working electrode. The working electrode signal as the electrode array and the signal processing circuit array signal output electrode; and a gas sensor array and conditioning circuit, electric The pole array is connected with the signal processing circuit, which is used to complete data acquisition, process control, data storage, and man-machine interactive data acquisition and processing circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统
本技术属于气相与液相化学成分分析与鉴定
，尤其涉及一种基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统。
技术介绍
目前，人工嗅觉系统作为一种新颖的仿生式气相分析手段，具有分析速度快，操作简便等优点，其结构通常包括：气体传感器阵列、气体进样系统、模式识别算法等部分。人工味觉系统则专注于分析液相样本，通常包括：电极阵列和模式识别算法等部分，其具有交叉敏感性的电极阵列模拟人类的味觉感知细胞，模式识别方法则模仿人类思维过程进行分析和判断。传统的气相和液相检测系统多为相互独立的系统，即气相与液相分析采用不同的分析设备；使得传统方式难以对同一待测物质进行气液双相实时联合分析，难以快速获取待测物质的多相信息与特征，从而做出足够准确的分析和判别结果。综上所述，现有技术存在的问题是：传统的气相和液相检测系统存在难以对同一待测物质进行气液双相实时联合分析，难以快速获取待测物质的多相信息与特征，分析和判别结果不准确。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统。本技术是这样实现的，一种基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统，所述基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统包括：通过待测物溶液获得电极特征信号，通过溶液挥发气体获得气体传感器特征信号，对待测物进样过程进行调控的进样控制系统；通过螺栓和密封剂固定于进样控制系统中的气室下方，用于对气体传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和转换的气体传感器阵列与调理电路；固定于进样控制系统中电解池密封盖的孔位上，通过参比电极在待测溶液中产生恒定电势差；通过辅助电极与多个工作电极构成回路，将工作电极信号作为电极阵列输出信号的电极阵列与信号处理电路；分别与气体传感器阵列与调理电路、电极阵列与信号处理电路通过并行数据接口连接，用于完成数据采集、过程控制、数据存储、人机交互的数据采集与处理电路。进一步，所述电极阵列与信号处理电路由辅助电极、参比电极、工作电极和“三电极”信号调理电路组成。进一步，所述进样控制系统包括：电解池、选通电磁阀、气室、泵机，其中电解池密封盖上的孔位用于放置“电极阵列与信号处理电路”，气室下方通过螺栓和密封剂连接“气体传感器阵列与调理电路”；电极探测部分放置在电解池中，电解池中的顶空气体通过顶盖集成的两个气孔。本技术的优点及积极效果为：进样系统具备同时完成气相和液相进样控制的能力，“数据采集与处理电路”部分可完成电极阵列和气体传感器阵列特征信号的实时同步采样。附图说明图1是本技术实施例提供的基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统结构示意图。图2是本技术实施例提供的对于输出幅度较大的传感器的气体传感器信号调理电路连接示意图；图中in用于通过导线连接输出幅度值较大的气体传感器，out用于通过导线连接并行数据接口。图3是本技术实施例提供的对于输出信号较微弱的信号的气体传感器信号调理电路连接示意图；图中“+V”通过导线连接3.3-5V的直流电源，out通过导线连接并行数据接口。图4是本技术实施例提供的参比电极与辅助电极信号处理电路连接示意图；图中“+V”通过印制电路板上的导线连接3.3-5V的直流电源，“+V/2”通过导线连接将“+V”经过50％分压后的直流电压，“控制信号”由“数据采集与控制电路”中的控制器产生并通过导线连接。图5是本技术实施例提供的工作电极信号处理电路连接示意图；图中“+V”通过导线连接3.3-5V的直流电源，“signalout”通过导线连接到并行数据接口。图6是本技术实施例提供的进样控制系统结构示意图；图中黑色粗线表示气管，进样控制系统中气管与实体部分连接处均为气动接头。图7是本技术实施例提供的数据采集电路连接示意图；图中以“IN”开头的节点通过导线连接到并行数据接口，作用是导入电极和气体传感器阵列信号。“PC1、PC7和PC6”通过导线连接控制器的IO管脚，以进行CD4051的选通控制。“X0-X7”通过信号整理后，以标号“Y0～Y7”接入数模转换器ADS8344的输入端。“PC0、PC2-PC5”连接控制器IO口，作为数字信号接口。“VREF”通过导线连接3.3V直流电压。“AGND”和“GND”均通过导线接地。图8是本技术实施例提供的继电器驱动电路连接示意图；图中“TEST_IN”、“HEAT”和“OTHER”通过导线连接到控制器IO口，用以控制继电器通断，其中“J1+”和“J1-”、“J2+”和“J2-”、“J3+”和“J3-”、“J4+”和“J4-”分别控制四个继电器的通断，四个继电器分别连接到选通控制阀1、2和其它可选设备。图9是本技术实施例提供的TF卡接口电路连接示意图；图中“PD2、PC8-PC12”通过导线连接到控制器IO管脚，通过控制器内部的SD接口控制器进行SD卡读取与写入。图中：1、进样控制系统；2、气体传感器阵列与调理电路；3、电极阵列与信号处理电路；4、数据采集与处理电路。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。下面结合附图对本技术的结构作详细的描述。如图1所示，本技术实施例提供的基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统包括：进样控制系统1、气体传感器阵列与调理电路2、电极阵列与信号处理电路3、数据采集与处理电路4。进样控制系统1，通过待测物溶液获得电极特征信号，对待测物的挥发气体进行检测；气体传感器阵列与调理电路2，与进样控制系统1连接，用于对气体传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和转换；电极阵列与信号处理电路3，与进样控制系统1连接，通过参比电极在待测溶液中产生恒定电势差；通过辅助电极与多个工作电极构成回路，将工作电极信号作为电极阵列输出信号；数据采集与处理电路4，与气体传感器阵列与调理电路2、电极阵列与信号处理电路3连接，用于完成数据采集、过程控制、数据存储、人机交互。下面结合附图对本技术的应用原理作进一步的描述。气体传感器阵列与调理电路2最大支持接插32个气体传感器，其调理电路主要作用为：对气体传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和转换。对于输出幅度较大的传感器采用如图2所示电路进行单路信号阻抗转换，对于输出信号较微弱的信号采用如图3所示电路进行单路信号调理。图2和图3中的原件型号和参数可根据具体传感器要求确定。电极阵列与信号处理电路3由辅助电极、参比电极和工作电极构成三电极系统，其中工作电极最大支持6支，辅助和参比电极各1支。电路主要功能为：1)通过参比电极在待测溶液中产生恒定电势差；2)通过辅助电极与多个工作电极构成回路，将工作电极信号作为电极阵列输出信号。三电极系统由参比电极与辅助电极信号处理电路(图4)和工作电极信号处理电路(图5)构成。图4中控制信号作用是控制参比和辅助电极上的信号，来源于数据采集与处理电路中的控制器。进样控制系统，如图6所示，主要由：电解池、选通电磁阀、气室、泵机等部分组成。待测物置放在电解池中，电极通过待测物溶液获得电极特征信号，电解池中的顶空气体通过顶盖集成的两个一进一出的气孔实现流动。通过对质量流量控制器进行设置可获得恒定的气流速度。通过选通电磁阀1、选通电磁阀2和质量流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于人工嗅‑味觉技术的气液双相检测系统，其特征在于，所述基于人工嗅‑味觉技术的气液双相检测系统包括：通过待测物溶液获得电极特征信号，通过溶液挥发气体获得气体传感器特征信号，对待测物进样过程进行调控的进样控制系统；与进样控制系统连接，用于对气体传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和转换的气体传感器阵列与调理电路；与进样控制系统连接，通过参比电极在待测溶液中产生恒定电势差；通过辅助电极与多个工作电极构成回路，将工作电极信号作为电极阵列输出信号的电极阵列与信号处理电路；与气体传感器阵列与调理电路、电极阵列与信号处理电路连接，用于完成数据采集、过程控制、数据存储、人机交互的数据采集与处理电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统，其特征在于，所述基于人工嗅-味觉技术的气液双相检测系统包括：通过待测物溶液获得电极特征信号，通过溶液挥发气体获得气体传感器特征信号，对待测物进样过程进行调控的进样控制系统；与进样控制系统连接，用于对气体传感器输出的模拟信号进行放大、滤波和转换的气体传感器阵列与调理电路；与进样控制系统连接，通过参比电极在待测溶液中产生恒定电势差；通过辅助电极与多个工作电极构成回路，将工作电极信号作为电极阵列输出信号的电极阵列与信号处理电路；与气体传...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，田菲，殷俊兰，龚清峰，周雯，林远，刘鑫，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50