电子鼻系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种电子鼻系统。电子鼻系统包含进样单元、检测单元、预浓缩单元及上位机控制单元。进样单元包含进样模块、气泵及控制面板。检测单元通过管路连接在进样模块与气泵之间，并能对流经的气体进行检测。预浓缩单元通过管路连接在进样模块与传感器阵列检测模块之间，并能对流经的气体进行预浓缩处理。上位机控制单元连接于控制面板和检测单元，上位机控制单元能接收数字信号，以此输出气体的定性分析结果或定量分析结果。电子鼻系统能利用上位机控制单元对管路上的各阀组的控制，使得预浓缩单元选择性地接入进样模块与传感器阵列检测模块之间的气路，以在检测过程中提供预浓缩功能。

【技术实现步骤摘要】
电子鼻系统
本技术涉及电子鼻
，尤其涉及一种具有可选择的预浓缩功能的电子鼻系统。
技术介绍
肺癌患者呼出气体包含了许多不同于健康人的挥发性有机物(Volatileorganiccompounds，VOCs)，关于VOC的分析方法有化学分析和传感器阵列技术分析。化学分析包含气相色谱质谱(Gaschromatography-massspectrometry，GC-MS)：灵敏度高；检测浓度低；笨重；昂贵；需要预浓缩；不能实时分析；需要专业人员操作。质子转移反应质谱(Protontransferreaction-massspectrometry，PTR-MS)：不需要预浓缩；操作比GC-MS简单；相同质荷比的物质不能分开。选择离子流管质谱(Selectedionflowtube-massspectrometry，SIFT-MS)：实时分析；昂贵；不适用于临床看护。离子迁移谱(Ionmobilityspectrum，IMS)：便携，不能鉴别未知的组分。传感器阵列技术包含电子鼻：体积小；便宜；使用简单；适用于大规模筛查；不能鉴别单个组分，传感器漂移；寿命有限；水蒸气影响灵敏度。承上可知，现有方案均无法完全满足上述肺癌患者呼出气体等应用场合下的检测需求。
技术实现思路
本技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有可选择的预浓缩功能的电子鼻系统。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：根据本技术的一个方面，提供一种电子鼻系统。其中，所述电子鼻系统包含进样单元、检测单元、预浓缩单元以及上位机控制单元。所述进样单元包含进样模块、气泵以及控制面板，所述进样模块用以提供气体，所述气泵通过管路连接于所述进样模块，并被配置为提供气体流动动力。所述检测单元包含传感器阵列检测模块，所述传感器阵列检测模块通过管路连接在所述进样模块与所述气泵之间，并被配置为对流经的气体进行检测并将气体的气味信息转换为数字信号。所述预浓缩单元通过管路连接在所述进样模块与所述传感器阵列检测模块之间，并被配置为对流经的气体进行预浓缩处理。所述上位机控制单元连接于所述控制面板和所述检测单元，所述上位机控制单元被配置为接收所述数字信号，以此输出气体的定性分析结果或定量分析结果。其中，所述电子鼻系统被配置为利用所述上位机控制单元对管路上的各阀组的控制，使得预浓缩单元选择性地接入所述进样模块与所述传感器阵列检测模块之间的气路，以在检测过程中提供预浓缩功能。根据本技术的其中一个实施方式，所述进样模块连接于第二三通阀的输入通道，所述第二三通阀的一个输出通道连接于所述预浓缩单元的进气端，所述第二三通阀的另一个输出通道连接于第三三通阀的一个输入通道，所述第三三通阀的另一个输入通道连接于所述预浓缩单元的出气端，所述第三三通阀的输出通道连接于所述检测单元的进气端，所述检测单元的出气端连接于所述气泵。其中，所述第二三通阀和所述第三三通阀分别连接于所述控制面板。根据本技术的其中一个实施方式，所述进样模块包含样本容器。所述样本容器用以容纳待检测的气体样本，所述样本容器连接于所述第一三通阀的一个输入通道。其中，所述第一三通阀的另一个输入通道连接于背景空气，所述第一三通阀的输出通道连接于所述第二三通阀的输入通道，所述第一三通阀连接于所述控制面板。根据本技术的其中一个实施方式，所述第一三通阀连接于背景空气的管路上设有过滤器。根据本技术的其中一个实施方式，所述进样模块还包含载气源。所述载气源用以容纳载气，所述载气源连接于第五三通阀的一个输入通道。其中，所述第五三通阀的另一个输入通道连接于背景空气，所述第五三通阀的输出通道连接于所述第一三通阀的另一个输入通道，所述第五三通阀连接于所述控制面板。根据本技术的其中一个实施方式，所述第二三通阀的一个输出通道连接于二位五通阀的第一口，所述二位五通阀的第二口连接于所述预浓缩单元的进气端，所述二位五通阀第三口连接于第四三通阀的一个输入通道，所述二位五通阀的第四口连接于所述预浓缩单元的出气端，所述二位五通阀的第五口连接于所述第四三通阀的另一个输入通道，所述第四三通阀的输出通道连接于所述第四三通阀的另一个输入通道，所述第四三通阀和所述二位五通阀分别连接于所述控制面板。根据本技术的其中一个实施方式，所述进样单元还包含质量流量控制器。所述质量流量控制器设于所述检测单元与所述气泵之间，所述质量流量控制器的进气端连接于所述检测单元的出气端，所述质量流量控制器的出气端连接于所述气泵，所述质量流量控制器连接于所述上位机控制单元。其中，所述质量流量控制器被配置为受所述上位机控制单元控制而调节流经气体的流量。根据本技术的其中一个实施方式，所述预浓缩单元包含加热炉、加热管、吸附管以及温控器。所述加热管设于所述加热炉的炉腔内。所述吸附管设于所述加热管上。所述温控器连接于所述加热管和所述吸附管，并被配置为采集所述吸附管的温度信息，并以此控制所述加热管的加热状态。根据本技术的其中一个实施方式，所述传感器阵列检测模块包含金属氧化物传感器阵列以及电化学传感器阵列，所述检测单元还包含第一气室以及第二气室，所述第一气室被配置为容置所述金属氧化物传感器阵列。所述第二气室被配置为容置所述电化学传感器阵列。其中，所述第一气室在气体流通方向上位于所述第二气室的上游。根据本技术的其中一个实施方式，所述检测单元还包含单片机。所述单片机连接于所述金属氧化物传感器阵列和所述电化学传感器阵列中的数字信号式的传感器，并连接于所述上位机控制单元。根据本技术的其中一个实施方式，所述检测单元还包含信号调理电路以及数据采集卡。所述信号调理电路连接于所述金属氧化物传感器阵列和所述电化学传感器阵列中的模拟输出式的传感器。所述数据采集卡连接于所述信号调理电路，并连接于所述上位机控制单元。由上述技术方案可知，本技术提出的电子鼻系统的优点和积极效果在于：本技术提出的电子鼻系统包含进样单元、检测单元、预浓缩单元及上位机控制单元。进样单元包含进样模块、气泵及控制面板。检测单元通过管路连接在进样模块与气泵之间，并能对流经的气体进行检测。预浓缩单元通过管路连接在进样模块与传感器阵列检测模块之间，并能对流经的气体进行预浓缩处理。上位机控制单元连接于控制面板和检测单元，上位机控制单元能接收数字信号，以此输出气体的定性分析结果或定量分析结果。电子鼻系统能利用上位机控制单元对管路上的各阀组的控制，使得预浓缩单元选择性地接入进样模块与传感器阵列检测模块之间的气路，以在检测过程中提供预浓缩功能。通过上述设计，本技术提出的电子鼻系统将电子鼻技术与预浓缩技术相结合，当检测物质浓度较低时，可以通过上位机控制单元使得检测物质经过预浓缩单元，提高检测物质浓度。当检测物质浓度较高时，可以通过上位机控制单元使得检测物质不经过预浓缩单元。另外，该电子鼻系统具有可控性好、成本低、富集浓缩效率高等优点。附图说明通过结合附图考虑以下对本技术的优选实施方式的详本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子鼻系统，其特征在于，所述电子鼻系统包含：/n进样单元，包含进样模块、气泵以及控制面板，所述进样模块用以提供气体，所述气泵通过管路连接于所述进样模块，并被配置为提供气体流动动力；/n检测单元，包含传感器阵列检测模块，所述传感器阵列检测模块通过管路连接在所述进样模块与所述气泵之间，并被配置为对流经的气体进行检测并将气体的气味信息转换为数字信号；/n预浓缩单元，通过管路连接在所述进样模块与所述传感器阵列检测模块之间，并被配置为对流经的气体进行预浓缩处理；以及/n上位机控制单元，连接于所述控制面板和所述检测单元，所述上位机控制单元被配置为接收所述数字信号，以此输出气体的定性分析结果或定量分析结果；/n其中，所述电子鼻系统被配置为利用所述上位机控制单元对管路上的各阀组的控制，使得预浓缩单元选择性地接入所述进样模块与所述传感器阵列检测模块之间的气路，以在检测过程中提供预浓缩功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子鼻系统，其特征在于，所述电子鼻系统包含：
进样单元，包含进样模块、气泵以及控制面板，所述进样模块用以提供气体，所述气泵通过管路连接于所述进样模块，并被配置为提供气体流动动力；
检测单元，包含传感器阵列检测模块，所述传感器阵列检测模块通过管路连接在所述进样模块与所述气泵之间，并被配置为对流经的气体进行检测并将气体的气味信息转换为数字信号；
预浓缩单元，通过管路连接在所述进样模块与所述传感器阵列检测模块之间，并被配置为对流经的气体进行预浓缩处理；以及
上位机控制单元，连接于所述控制面板和所述检测单元，所述上位机控制单元被配置为接收所述数字信号，以此输出气体的定性分析结果或定量分析结果；
其中，所述电子鼻系统被配置为利用所述上位机控制单元对管路上的各阀组的控制，使得预浓缩单元选择性地接入所述进样模块与所述传感器阵列检测模块之间的气路，以在检测过程中提供预浓缩功能。


2.根据权利要求1所述的电子鼻系统，其特征在于，所述进样模块连接于第二三通阀的输入通道，所述第二三通阀的一个输出通道连接于所述预浓缩单元的进气端，所述第二三通阀的另一个输出通道连接于第三三通阀的一个输入通道，所述第三三通阀的另一个输入通道连接于所述预浓缩单元的出气端，所述第三三通阀的输出通道连接于所述检测单元的进气端，所述检测单元的出气端连接于所述气泵；其中，所述第二三通阀和所述第三三通阀分别连接于所述控制面板。


3.根据权利要求2所述的电子鼻系统，其特征在于，所述进样模块包含：
样本容器，用以容纳待检测的气体样本，所述样本容器连接于第一三通阀的一个输入通道；
其中，所述第一三通阀的另一个输入通道连接于背景空气，所述第一三通阀的输出通道连接于所述第二三通阀的输入通道，所述第一三通阀连接于所述控制面板。


4.根据权利要求3所述的电子鼻系统，其特征在于，所述第一三通阀连接于背景空气的管路上设有过滤器。


5.根据权利要求3所述的电子鼻系统，其特征在于，所述进样模块还包含：
载气源，用以容纳载气，所述载气源连接于第五三通阀的一个输入通道；
其中，所述第五三通阀的另一个输入通道连接于背景空气，所述第五三通阀的输出通道连接于所述第一三通阀的另一个输入通道，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱君辉，罗宇，刘然，张书雅，卢梦晨，杨太聪，田逢春，王建，李俊国，苏涛，
申请(专利权)人：北京纳通医学科技研究院有限公司，北京纳通科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11