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陶瓷微热板阵列式可燃气体传感器 被引量:11
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作者 薛严冰 唐祯安 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2200-2206,共7页
设计了基于陶瓷基底的悬桥式微热板结构以解决硅微热板高温稳定性差的问题。分析了微热板的传热过程,并通过有限元工具对其稳态热响应特性及微加热器电极结构进行了模拟。采用常规微电子技术结合激光微加工技术,实际制作了基底厚度为100... 设计了基于陶瓷基底的悬桥式微热板结构以解决硅微热板高温稳定性差的问题。分析了微热板的传热过程,并通过有限元工具对其稳态热响应特性及微加热器电极结构进行了模拟。采用常规微电子技术结合激光微加工技术,实际制作了基底厚度为100μm,桥宽度为2mm的微结构,并对结构的加热功率-温度关系进行了测试。结果表明:热板具有较好的高温稳定性,1.5W加热功率可使板上平均温度达到630℃。将桥式微热板作为阵列传感器的加热平台,Pd掺杂原子数百分比为0.2%和10%的SnO2纳米材料分别作为阵列中两只传感器的敏感膜材料,设计并制作了阵列式气体传感器。传感器在恒电压加热方式下可实现CO或CH4单一模式气体检测;阵列传感器在高、低温脉冲电压加热模式下可实现对CO和CH4两种混合气体的定量检测。 展开更多
关键词 陶瓷微热板 气体阵列传感器 一氧化碳 甲烷 工作温度
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基于卷积神经网络的气体传感器阵列识别算法研究及应用
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作者 李震 王秀玲 +4 位作者 王传玺 罗志华 王雪 董玉华 孙炎辉 《大连民族大学学报》 CAS 2023年第5期431-436,共6页
为解决混合气氛中气体浓度识别问题,常利用气体传感器阵列配合模式识别算法进行检测。设计了基于嵌入式处理器的传感器阵列,并利用识别算法对设备采集的混合气体进行分类识别及浓度预测。建立了以氨气、丙酮、甲醇气体为目标的混合气体... 为解决混合气氛中气体浓度识别问题,常利用气体传感器阵列配合模式识别算法进行检测。设计了基于嵌入式处理器的传感器阵列,并利用识别算法对设备采集的混合气体进行分类识别及浓度预测。建立了以氨气、丙酮、甲醇气体为目标的混合气体数据集。使用最邻近分类算法(KNN)、三层全连接反向神经网络(BPNN)和三层卷积神经网络(CNN)分别对混合气体中的氨气、丙酮、甲醇气体进行识别分析。测试结果表明:改进的BPNN和CNN对测试数据集的分类识别率最高均可达100%,对混合气体的浓度预测均方差最低可达3.89和2.47,三层卷积层的CNN算法相对于BPNN和KNN在识别精度上提高明显。通过迁移学习思想,将该算法移植到树莓派中,并进行实际测试,实现了电子鼻应用。 展开更多
关键词 混合气体 全连接反向神经网络 卷积神经网络 气体传感器阵列
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基于纳米ZnO气体传感器阵列的乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯的识别研究 被引量:19
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作者 张覃轶 谢长生 +2 位作者 李登峰 张顺平 柏自奎 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期552-554,558,共4页
采用6个不同掺杂的纳米ZnO气体传感器组成的阵列实现了乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯的识别。研究表明,掺杂可大幅度提高传感器的敏感度和对可挥发有机物(VOCs)的选择性。对比了k近邻法、线性判别法、反传人工神经网络、概率神经网络、... 采用6个不同掺杂的纳米ZnO气体传感器组成的阵列实现了乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯的识别。研究表明,掺杂可大幅度提高传感器的敏感度和对可挥发有机物(VOCs)的选择性。对比了k近邻法、线性判别法、反传人工神经网络、概率神经网络、学习向量量化等在本实验中的应用。反传人工神经网络具有最高识别率,可达100%。本研究表明电子鼻在空气质量监测中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 可挥发有机物(VOCs) 模式识别
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基于气体传感器阵列的混合气体定量分析 被引量:25
4
作者 太惠玲 谢光忠 蒋亚东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期666-670,共5页
优选CO和H2气体敏感的半导体气体传感器组成阵列,建立实时数据采集系统,结合BP神经网络模式识别技术,实现了混合气体组分的定量分析。讨论了不同响应时间下的阵列输出值、不同的数据预处理算法及不同的神经网络结构等主要影响因素对网... 优选CO和H2气体敏感的半导体气体传感器组成阵列,建立实时数据采集系统,结合BP神经网络模式识别技术,实现了混合气体组分的定量分析。讨论了不同响应时间下的阵列输出值、不同的数据预处理算法及不同的神经网络结构等主要影响因素对网络输出结果的影响。结果表明,采用RRD预处理算法对3min响应时间下的阵列输出值进行处理,再输入到有12个隐层神经元数的3层BP神经网络进行训练,预测的效果最好。该处理模式能较准确地完成CO和H2混合气体组分的定量分析。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 BP神经网络 定量分析
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基于气体传感器阵列技术的中医电子鼻研究 被引量:20
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作者 林雪娟 吴青海 +2 位作者 李灿东 郑哲洲 郑剑翔 《世界科学技术-中医药现代化》 北大核心 2012年第5期1992-1995,共4页
基于第3代薄膜型气体传感器阵列技术的中医电子鼻(WES-ENO11103-A)是福建中医药大学客座教授吴青海自主研发的新型嗅诊仪。本文对电子鼻的基本组成和工作原理、医用电子鼻技术的发展概况、薄膜型气体传感器阵列技术的特点、自主研发的... 基于第3代薄膜型气体传感器阵列技术的中医电子鼻(WES-ENO11103-A)是福建中医药大学客座教授吴青海自主研发的新型嗅诊仪。本文对电子鼻的基本组成和工作原理、医用电子鼻技术的发展概况、薄膜型气体传感器阵列技术的特点、自主研发的中医电子鼻简况及前期实验结果进行了介绍,以期为中医临床诊断提供无创、科学、简便、快捷的嗅诊仪器,推动中医诊断技术的发展。 展开更多
关键词 薄膜型气体传感器阵列 中医电子鼻 嗅诊
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陶瓷微板热隔离半导体气体传感器阵列设计与实现 被引量:5
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作者 赵文杰 王欣 +2 位作者 王暄 施云波 周真 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1539-1547,共9页
具有高浓度、挥发性、强氧化性的液氯、氮氧化物等危化品泄露、爆炸的安全检测一直是一个难点问题,要求检测传感器具有较宽量程和抗腐蚀设计。基于Al N陶瓷的微热板半导体气体传感器阵列设计,采用耐腐蚀的Al N陶瓷为衬底,物理化学性能... 具有高浓度、挥发性、强氧化性的液氯、氮氧化物等危化品泄露、爆炸的安全检测一直是一个难点问题,要求检测传感器具有较宽量程和抗腐蚀设计。基于Al N陶瓷的微热板半导体气体传感器阵列设计,采用耐腐蚀的Al N陶瓷为衬底,物理化学性能稳定的Pt膜作为信号和加热器电极,经杂化修饰的In-Nb复合半导体氧化物为敏感材料,结合柔性光刻剥离工艺和激光微加工工艺,制备了陶瓷微板热隔离气体传感器阵列。为验证传感器阵列热结构设计的合理性,进行了有限元热仿真分析,优化了设计结构。经静态气敏测试分析,传感器阵列对浓度体积比500×10^(-6)的Cl_2和100×10^(-6)的NO_2两种气体的气敏响应时间分别为30 s和60 s左右,灵敏度最高分别为275倍和4倍,且在0~500×10^(-6)和0~100×10^(-6)检测范围均具有良好的气敏特性,对Cl_2等高浓度宽量程危化品气体检测具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 氯气 二氧化氮 微机电系统
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气体传感器阵列智能测试系统 被引量:7
7
作者 贾建 李建平 +1 位作者 高晓光 何秀丽 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2004年第3期20-21,23,共3页
介绍了可以进行多种动态测试、具有自动进样装置的气体传感器阵列智能测试系统。系统根据金属氧化物传感器阵列的气敏响应特性,通过计算机的实时控制,实现气体的自动进样和传感器响应信号的数据采集等过程,从而提高了测试的重复性和可... 介绍了可以进行多种动态测试、具有自动进样装置的气体传感器阵列智能测试系统。系统根据金属氧化物传感器阵列的气敏响应特性,通过计算机的实时控制,实现气体的自动进样和传感器响应信号的数据采集等过程,从而提高了测试的重复性和可靠性。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 智能测试系统 自动进样装置 单片机 数据采集 可靠性
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一种气体传感器阵列检测模式识别新方法 被引量:8
8
作者 陈伟根 齐辉 +1 位作者 王有元 彭姝迪 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期61-66,共6页
针对气体传感器阵列检测模式识别方法中BP神经网络收敛速度慢且易陷入局部极小值的问题,构建了一种免疫神经网络:采用免疫算法对BP神经网络的权值进行全局搜索优化,再用BP算法进行局部搜索,并将其用于传感器阵列信号模式识别中。采用正... 针对气体传感器阵列检测模式识别方法中BP神经网络收敛速度慢且易陷入局部极小值的问题,构建了一种免疫神经网络:采用免疫算法对BP神经网络的权值进行全局搜索优化,再用BP算法进行局部搜索,并将其用于传感器阵列信号模式识别中。采用正交试验法设计神经网络的学习样本,在保证神经网络学习精度的同时减少了样本的数量。结果表明,该模式识别方法能有效解决气体传感器的交叉敏感问题,克服了传统BP神经网络存在的不足,提高了网络的训练速度和气体的检测精度。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 交叉敏感 模式识别 免疫神经网络 正交试验设计
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基于气体传感器阵列的白酒特征分析 被引量:6
9
作者 王立川 张覃轶 黄伟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1686-1689,共4页
利用气体传感器阵列进行食品质量检测是电子鼻应用中的一个重要方面。采用7只TGS传感器构成的阵列对8种市售白酒进行了动态测量,并对其进行分类。结合主元分析法(PCA)对传感器阵列信号与白酒的品牌、香型、原料、产地、酒精度等特征之... 利用气体传感器阵列进行食品质量检测是电子鼻应用中的一个重要方面。采用7只TGS传感器构成的阵列对8种市售白酒进行了动态测量,并对其进行分类。结合主元分析法(PCA)对传感器阵列信号与白酒的品牌、香型、原料、产地、酒精度等特征之间的关系进行了分析。结果表明,传感器信号在上述白酒特征上表现出很强的聚类特性,按原料划分可以得到最佳的分类效果。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 特征 主元分析法 白酒
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陶瓷微板热隔离气体传感器阵列热干扰分析 被引量:3
10
作者 赵文杰 王暄 +2 位作者 王欣 施云波 周真 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期579-585,共7页
热干扰特性是影响微热板气体传感器阵列热结构设计的重要因素之一。为探讨微热板阵列传感器单元之间的热力学特性关系,设计并制备了具有独立式加热功能的热隔离结构4单元微热板气体阵列,传感器阵列单元由Al N陶瓷衬底、Pt膜电极组成,为... 热干扰特性是影响微热板气体传感器阵列热结构设计的重要因素之一。为探讨微热板阵列传感器单元之间的热力学特性关系,设计并制备了具有独立式加热功能的热隔离结构4单元微热板气体阵列,传感器阵列单元由Al N陶瓷衬底、Pt膜电极组成,为提高加热效率,阵列单元中间加热区采用激光微加工刻蚀热隔离通孔设计,与边缘形成微梁连接结构。利用有限元法对传感器阵列结构进行了热干扰仿真分析,验证了热隔离结构设计的合理性。给出了4种热干扰测试模式,并进行了热干扰特性测试分析,给出了4单元之间的热干扰规律曲线,得出传感器单元功耗300m W时最大干扰温度达169.6℃,最小热干扰温度84.7℃。热隔离通孔设计可有效降低传感器单元热传导损耗,热干扰分析对微热板传感器阵列的热结构设计具有重要意义。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 陶瓷微热板 热干扰 微机电系统
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气体传感器阵列中的信息融合 被引量:6
11
作者 潘天红 赵德安 邹小波 《计算机测量与控制》 CSCD 2003年第10期815-817,共3页
在获得传感器与食醋挥发气体反应的整个过程的数据的基础上,提取了传感器与食醋散发的气体反应的特征值。利用分辨率指数来确定所提取的特征参数是否最优,从而决定该特征值在以后模式识别中是否有用。再对那些分辨率指数大的特征参数进... 在获得传感器与食醋挥发气体反应的整个过程的数据的基础上,提取了传感器与食醋散发的气体反应的特征值。利用分辨率指数来确定所提取的特征参数是否最优,从而决定该特征值在以后模式识别中是否有用。再对那些分辨率指数大的特征参数进行主成分分析和神经网络分析。主成分分析结果表明不同醋之间区分得比较开,神经网络的识别正确率达到100%。该方法也可用于解决其它形式传感器阵列问题。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 信息融合 灵敏度 可靠性
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气体传感器阵列常用模式识别算法 被引量:5
12
作者 张覃轶 谢长生 黄永彬 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期1-4,共4页
模式识别在气体传感器阵列的测量中占有举足轻重的地位。介绍了k近邻法、聚类分析、判别函数分析、反向传播人工神经网络、主元分析法、概率神经网、学习向量量化、自组织映射、自适应共振网、遗传算法等气体传感器阵列常用模式识别算... 模式识别在气体传感器阵列的测量中占有举足轻重的地位。介绍了k近邻法、聚类分析、判别函数分析、反向传播人工神经网络、主元分析法、概率神经网、学习向量量化、自组织映射、自适应共振网、遗传算法等气体传感器阵列常用模式识别算法的原理和特点。同时,指出了在应用中模式识别算法选择和评价的标准。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 模式识别 算法
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基于微气体传感器阵列和神经网络的VOCs的辨别(英文) 被引量:4
13
作者 吕品 唐祯安 魏广芬 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1712-1716,共5页
六个由贵金属Au,Cu,Pt做添加剂的SnO2气体传感器构成了微气体传感器阵列.首先研究了这六只传感器对挥发性有机化合物(VOCs)敏感特性,本文中的VOCs指VOCsmixture和甲醛(HCHO)气体,其中VOCsmixture是10 ppm甲苯、1 ppm丙酮、5 ppmα-派烯... 六个由贵金属Au,Cu,Pt做添加剂的SnO2气体传感器构成了微气体传感器阵列.首先研究了这六只传感器对挥发性有机化合物(VOCs)敏感特性,本文中的VOCs指VOCsmixture和甲醛(HCHO)气体,其中VOCsmixture是10 ppm甲苯、1 ppm丙酮、5 ppmα-派烯和10 ppm乙醇的混合气.然后采用BP神经网络对所获得的传感器信号进行了分析、识别.结果显示微气体传感器阵列与BP神经网络相结合不仅能有效地识别低浓度的单成分VOCsmixture和甲醛气体,而且也能有效地识别两元气体中的VOCsmixture和甲醛气体. 展开更多
关键词 气体传感器阵列 VOCS 神经网络
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基于气体传感器阵列和独立成分分析的易燃气体检测(英文) 被引量:7
14
作者 宋凯 裵建星 王祁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期684-689,共6页
本文提出一种基于气体传感器阵列和独立成分分析(ICA)的方法来检测常见易燃性气体,例如一氧化碳(CO)和甲烷(CH4)。气体传感器阵列由6个商用金属氧化物半导体传感器组成,分别对这两个独立的气源产生响应。通过分析ICA散点图中CO和CH4的... 本文提出一种基于气体传感器阵列和独立成分分析(ICA)的方法来检测常见易燃性气体,例如一氧化碳(CO)和甲烷(CH4)。气体传感器阵列由6个商用金属氧化物半导体传感器组成,分别对这两个独立的气源产生响应。通过分析ICA散点图中CO和CH4的信息成分,实现了这两种易燃气体的定性和定量组分分析。仿真结果表明,用ICA对气体传感器阵列测量数据进行处理,可以提高气体识别的准确率和浓度测量的精度。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 独立分量分析 气体识别和浓度测量
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基于气体传感器阵列的室内空气品质监控系统 被引量:4
15
作者 马学童 汪慧英 王磊 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2002年第11期24-27,共4页
介绍了一种基于气体传感器阵列的室内空气品质监控系统。该系统应用半导体气体传感器阵列 ,可以对室内主要的有害气体得到连续的响应输出 ,输出信号由微处理器根据一定算法处理后 ,得到一个连续、可比较、可标定的室内空气品质综合指数 ... 介绍了一种基于气体传感器阵列的室内空气品质监控系统。该系统应用半导体气体传感器阵列 ,可以对室内主要的有害气体得到连续的响应输出 ,输出信号由微处理器根据一定算法处理后 ,得到一个连续、可比较、可标定的室内空气品质综合指数 ,并可以对综合指数或某一有害气体的超标做出反应 ,控制换气扇等外部设备改善室内空气状况 ,声光报警提醒室内人员注意采取相应措施等。该系统能实时有效地监控室内空气品质 ,有利于提高生活质量和改善健康状况。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 室内空气品质 监控 综合指数
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微热板阵列式集成气体传感器的芯片电路设计 被引量:3
16
作者 程义军 唐祯安 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1620-1624,共5页
针对加热测温一体化集成微热板阵列气体传感器的需要,以微热板加热性能测试参数为依据,提出了一种基于微热板气体传感器阵列的单片集成方案。该方案包括由四个微热板构成的传感器阵列,加热驱动单元和信号采集单元。采用Hspice软件对加... 针对加热测温一体化集成微热板阵列气体传感器的需要,以微热板加热性能测试参数为依据,提出了一种基于微热板气体传感器阵列的单片集成方案。该方案包括由四个微热板构成的传感器阵列,加热驱动单元和信号采集单元。采用Hspice软件对加热驱动电路和信号采集电路进行设计,并进行了芯片电路系统的仿真。仿真结果表明实现了微热板的独立控温和信号的采集,验证了该方案的可行性和正确性。 展开更多
关键词 集成气体传感器阵列 单片集成 微热板 HSPICE 仿真分析
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集成微热板气体传感器阵列的加热驱动电路设计 被引量:3
17
作者 程义军 唐祯安 余隽 《电子器件》 CAS 北大核心 2014年第6期1136-1140,共5页
基于集成微热板气体传感器阵列的应用需求,采用CSMC的0.5μm标准CMOS工艺设计了片上加热驱动电路,可根据外部控制信号实现阵列中各微热板加热温度的独立调节。利用Hspice完成了电路仿真,并进行了代工流片。实验测试结果表明该加热驱动... 基于集成微热板气体传感器阵列的应用需求,采用CSMC的0.5μm标准CMOS工艺设计了片上加热驱动电路,可根据外部控制信号实现阵列中各微热板加热温度的独立调节。利用Hspice完成了电路仿真,并进行了代工流片。实验测试结果表明该加热驱动电路满足设计要求,各路加热通道产生的驱动电流相对误差小于2%,并且切换电流时无明显过冲现象。 展开更多
关键词 集成气体传感器阵列 微热板 加热驱动电路 模拟集成电路设计
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气体传感器阵列信号的盲分离研究 被引量:1
18
作者 魏广芬 唐祯安 +3 位作者 陈正豪 余隽 王立鼎 闫桂珍 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期55-57,共3页
Responses of a Micro-hotplate based integrated gas sensor array to CO and CH4 were measured with an automated gas sensor calibration system.Combining with the blind source separation(BSS) techniques,the blind separa... Responses of a Micro-hotplate based integrated gas sensor array to CO and CH4 were measured with an automated gas sensor calibration system.Combining with the blind source separation(BSS) techniques,the blind separability in gas mixture analysis was discussed.The widely used BSS approach-Independent Component Analysis(ICA) was adopted to verify the proposed method by analyzing the gas mixtures of CO and CH4.The analysis results demonstrate that BSS was an effective way to extract the information of gas components in mixtures,from which the gas concentrations can be estimated.The average relative quantification errors were 9.37% and 8.11% for CO and CH4,respectively,in the specified concentration ranges. 展开更多
关键词 盲信号分离 气体传感器阵列 混合气体分析 独立分量分析法
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微气体传感器阵列及神经网络的应用 被引量:6
19
作者 邓俊泳 冯勇建 吴青海 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2002年第8期44-46,共3页
简要分析由MEMS工艺制成的新型微气体传感器阵列的原理及其优点 ,在此基础上 ,应用人工神经网络对气体传感器阵列的输出进行模式分类、识别 ,实现对单一或混合气体的有选择性探测 ,识别率可高达 95 %。
关键词 应用 MEMS工艺 气体传感器阵列 人工神经网络 气体探测
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基于类Legendre基的气体传感器阵列信号的正交分解 被引量:1
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作者 张文娜 秦国军 胡茑庆 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1479-1483,共5页
提出了一种基于类Legendre基的气体传感器阵列响应信号的正交分解方法,将时域信号转换到由类Legendre基张开的空间。使用电子鼻系统对齿轮油和机油两类挥发气体进行了检测,对响应幅值进行正交分解,应用前5个基函数建立的模型能准确地描... 提出了一种基于类Legendre基的气体传感器阵列响应信号的正交分解方法,将时域信号转换到由类Legendre基张开的空间。使用电子鼻系统对齿轮油和机油两类挥发气体进行了检测,对响应幅值进行正交分解,应用前5个基函数建立的模型能准确地描述整个动态响应过程。提取展开系数为特征值建立PLS-CA定性分类和PLS定量分析的模型。结果表明,PLS-CA分离器实现了对两类样本的有效分类,PLS定量模型可以准确地预测挥发气体的浓度。说明基于类Legendre基提取特征参数的方法准确可行,在应用时不需任何预处理,为气体传感器阵列信号的处理提供了一种新方法。 展开更多
关键词 气体传感器阵列 特征提取 正交分解 类Legendre基
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