用于校准电子鼻的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于校准电子鼻的方法，所述电子鼻包括布置在表面上并且能够与感兴趣气态介质接触的多个光学传感器，所述光学传感器能够在它们被光子激发时传递代表感兴趣气态介质的局部光学指数的信号，该方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：在将电子鼻放置在初始压力(P

Method for calibrating electronic nose

The invention relates to a method for calibrating an electronic nose, the electronic nose comprises a plurality of optical sensors arranged on a surface and capable of contacting with the gas medium of interest, the optical sensors can transmit signals representing the local optical index of the gas medium of interest when they are excited by photons, the method is characterized in that the method comprises the following steps: when the The electronic nose was placed at the initial pressure (P

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于校准电子鼻的方法
本专利技术涉及一种用于校准电子鼻的方法。
技术介绍
电子鼻通常由用于识别气体样品中存在的目标化合物(例如化学或生物分析物)的几个传感器组成。传感器通常不特定于某一特定的目标化合物。此外，在给定的应用中，通常在由电子鼻的不同传感器提供的数据和参比数据之间进行比较，其中，电子鼻的不同传感器提供识别印记，参比数据例如由对所讨论的目标化合物的先前学习来产生。已知在使用中获得识别印记的一种技术是表面等离子体共振成像(对于“表面等离子体共振(SurfacePlasmonResonance)”，首字母缩略词SPR更为人所知)。该技术检测表征目标化合物与电子鼻的每个传感器相互作用的光学指数(光学指数＝折射率)的局部变化。然而，由于每个电子鼻传感器与给定目标化合物的化学亲和力初看是未知的，并且在识别目标化合物时仅考虑了所有传感器的印记，因此每个传感器必须相对于彼此以及相对于不同的实验提供可再现的响应。类似地，不同的电子鼻，尤其是来自不同生产批次的电子鼻，必须能够给出可再现的答案。设计用于特定目标化合物的传感器遇到这些相同的再现性困难。否则，不可能获得可靠的可与参比数据相比较的识别印记。事实上，尽管电子鼻的制造非常精心，但传感器与其理想的设计略有不同。已经有几种可以用来校准电子鼻的技术。2016年6月14日的博纯(Permapure)文档中提出了第一种技术，其标题为“气体传感器校准(GasSensorCalibration)”,可在网站http://www.permapure.com/wp-content/uploads/2013/01/calibration.pdf上获取，选自图书“AirMonitoringforToxicexposure”,HenryJ.McDermott，2004年第2版，JohnWiley&SonsInc.，第161-173页(D1)。在该技术中，通过注入含有机参比化合物的气体来进行校准。第二种技术在于注入不同浓度的有机参比化合物后使用预测模型。这就是由Tian等人提出的“On-linecalibrationofsemiconductorgassensorsbasedon,predictionmodel”，J.ofcomputers，第8卷，第2204页，2013年9月(D2)。因此，对于这两种技术，所有传感器共有的刺激是基于参比有机化合物。正在讨论的是化学校准。此外，在实际运用中，如果希望获得一个通用的电子鼻，则需要几种有机参比化合物。然而，利用这些技术，取决于参比有机化合物的浓度，或通过从一种参比有机化合物切换到另一种参比有机化合物，电子鼻的不同传感器之间可能存在不同的亲和力。然而，这不利于校准质量。此外，这种类型的校准不太实用，因为有时需要随身携带各种有机参比化合物。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一是提出一种不具有至少一个上述缺点的用于校准电子鼻的方法。为了实现这个目的，本专利技术提出了一种用于校准电子鼻的方法，所述电子鼻包括布置在表面上并且能够与感兴趣气态介质接触的多个光学传感器，所述光学传感器能够在它们被光子激发时传递代表感兴趣气态介质的局部光学指数的信号，该方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：在将电子鼻放置在初始压力P0和初始温度T0的感兴趣气态介质中之后，a)朝传感器的方向发射光子，以激发所述传感器；b)测量由每个传感器传递的信号，所述测量提供与传感器数量相同数量的响应；c)改变感兴趣气态介质的压力和/或温度；d)重复步骤b)；和e)对于每个传感器，确定校正因子，使得由校正因子校正的步骤d)和b)之间的信号变化等于或基本上等于这些相同步骤之间的参比的信号变化，所述参比由参比传感器或参比传感器的组合提供。应当记得，传感器由于使用的读取方法而对局部光学指数的变化敏感，因此本质上对温度和/或压力是敏感的。这被本领域技术人员认为是一个缺点。因此可以理解，在本专利技术的上下文中，提出使用这种敏感性来进行物理校准。根据本专利技术的方法可以单独或以组合的方式包括以下特征中的至少一个：-在步骤a)之前，确定感兴趣气态介质的压力P0和/或温度T0；-在步骤b)或d)中进行的测量，例如反射率或透射率的测量，在0.1秒至60分钟，优选在1秒至10分钟的时间段内进行，然后取平均值；-在实施步骤e)之前，重复步骤c)和d)N次，其中，N是大于或等于1的自然数，使得感兴趣气态介质的压力和/或温度不同于感兴趣气态介质的已经测量过的压力和/或温度；-在步骤c)中，感兴趣气态介质的压力和/或温度被改变为另一已知值；-在步骤c)中，以+10毫巴至+2巴，优选+50毫巴至+150毫巴的值，或者以-10毫巴至-900毫巴，优选-50毫巴至-150毫巴的值改变所述感兴趣气态介质的压力；和/或以+1℃至+100℃，优选+5℃至+15℃，或-1℃至-50℃，优选-5℃至-15℃的值改变所述感兴趣气态介质的温度；-在即将进行步骤e)之前，实施包括将感兴趣气态介质的压力和/或温度改变为初始压力(P0)和/或初始温度(T0)的附加步骤；光学传感器选自诸如在平坦表面上、光纤上或纳米腔上的等离子体效应传感器，或者能够通过折射法操作的传感器，诸如谐振器传感器。为了实现该相同目的，本专利技术还提出了一种用于校准电子鼻的方法，所述电子鼻包括布置在表面上并且能够与感兴趣气态介质接触的多个光学传感器，所述光学传感器能够在被光子激发时传递代表感兴趣气态介质的局部光学指数的信号，该方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：在将电子鼻放置在初始压力P0和初始温度T0的感兴趣气态介质中之后，A)确定感兴趣气态介质的初始压力P0和初始温度T0；B)朝光学传感器的方向发射光子，以激发所述传感器；C)测量由每个光学感器传递的信号，所述测量提供与光学传感器数量相同数量的响应；D)将感兴趣气态介质的压力和/或温度改变为另一个或其他已知值；E)重复步骤C)；和F)对于每个传感器，使用在步骤C)和E)中进行的测量来计算感兴趣气态介质的光学指数的变化。根据本专利技术的该方法可以单独或以组合的方式包括以下特征中的至少一个：-在步骤A)之前，将感兴趣气态介质的压力和/或温度调节到预定值；-在步骤C)或E)中进行的测量，例如反射率或透射率的测量，在0.1秒至60分钟，优选在1秒至10分钟的时间段内进行，然后取平均值；-在实施步骤F)之前，重复步骤D)和E)N次，其中，N是大于或等于1的自然数，使得感兴趣气态介质的压力或视情况而定的温度不同于已经测量过的感兴趣气态介质的压力或视情况而定的温度；-在步骤D)中，以+10毫巴至+2巴，优选+50毫巴至+150毫巴的值，或者以-10毫巴至-900毫巴，优选-50毫巴至-150毫巴的值改变所述气态介质的压力；和/或以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于校准电子鼻的方法，所述电子鼻包括布置在表面上并且能够与感兴趣气态介质接触的多个光学传感器，所述光学传感器能够在它们被光子激发时传递代表所述感兴趣气态介质的局部光学指数的信号，所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：在将所述电子鼻放置在初始压力P

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170303 FR 17517511.一种用于校准电子鼻的方法，所述电子鼻包括布置在表面上并且能够与感兴趣气态介质接触的多个光学传感器，所述光学传感器能够在它们被光子激发时传递代表所述感兴趣气态介质的局部光学指数的信号，所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：在将所述电子鼻放置在初始压力P0和初始温度T0的感兴趣气态介质中之后，
a)朝所述传感器的方向发射光子，以激发所述传感器；
b)测量由每个所述传感器传递的信号，该测量提供与传感器数量相同数量的响应；
c)改变感兴趣气态介质的压力和/或温度；
d)重复步骤b)；和
e)对于每个传感器，确定校正因子，使得由所述校正因子校正的步骤d)和b)之间的信号变化等于或基本等于这些相同步骤之间的参比的信号变化，所述参比由参比传感器或参比传感器的组合提供。


2.根据权利要求1所述的用于校准电子鼻的方法，其中，在步骤a)之前，确定所述感兴趣气态介质的初始压力P0和/或初始温度T0。


3.根据前述权利要求中任一项所述的用于校准电子鼻的方法，其中，在步骤b)或d)中进行的测量，例如反射率或透射率的测量，在0.1秒至60分钟，优选在1秒至10分钟的时间段内进行，然后取平均值。


4.根据前述权利要求中任一项所述的用于校准电子鼻的方法，其中，在实施步骤e)之前，重复步骤c)和d)N次，其中，N是大于或等于1的自然数，使得所述感兴趣气态介质的压力和/或温度不同于所述感兴趣气态介质的已经测量过的压力和/或温度。


5.根据前述权利要求中任一项所述的用于校准电子鼻的方法，其中，在步骤c)中，将所述感兴趣气态介质的压力和/或温度改变为另一已知值。


6.根据前一权利要求所述的用于校准电子鼻的方法，其中，在步骤c)中，以+10毫巴至+2巴，优选+50毫巴至+150毫巴的值，或者以-10毫巴至-900毫巴，优选-50毫巴至-150毫巴的值改变所述感兴趣气态介质的压力；和/或以+1℃至+100℃，优选+5℃至+15℃，或-1℃至-50℃，优选-5℃至-15℃的值改变所述感兴趣气态介质的温度。


7.根据权利要求5或6所述的用于校准电子鼻的方法，其中，在即将进行步骤e)之前，实施包括将所述感兴趣气态介质的压力和/或温度改变为所述初始压力P0和/或初始温度T0的附加步骤。


8.根据前述权利要求中任一项所述的用于校准电子鼻的方法，其中，所述光学传感器选自诸如在平坦表面上、光纤上或...

【专利技术属性】
技术研发人员：西里尔·赫里埃，艳霞·侯布鲁汀，弗兰克斯泽维尔·加拉特，蒂埃里·利瓦什，特里斯坦·鲁塞尔，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，国家科学研究中心，格勒诺布尔大学，阿雅宝科技公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR