基于LabVIEW平台的有毒有害气体电子鼻监测系统的设计

发布时间：2017-05-07 17:00

  本文关键词：基于LabVIEW平台的有毒有害气体电子鼻监测系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电子鼻监测技术是近年来研究较为活跃的一个科研领域,它涉及了化学、电子技术、模式识别技术等多学科的融合。有毒有害气体的检测是电子鼻系统的一个新的应用领域。有毒有害气体一直是生产生活的主要危险源,一旦控制不当将会引发重大安全事故,厂矿环境的大气中有毒有害气体主要是甲醛、甲醇、一氧化碳、二氧化硫、氨气、硫化氢等六种气体。本课题主要针对以上六种有毒有害气体自行设计的电子鼻监测系统。可对大气中超限目标气体发出警报,对保障人和财产的安全具有重大意义。系统就目前大多数电子鼻系统存在的传感器寿命短、进样气体杂质易堵塞气路等缺点,采用自主设计的进气装置优化了采样气路延长了传感器的使用寿命,该系统利用STM32F103作为核心控制系统,筛选出六个电化学传感器组成的活体传感器阵列,传感器的响应信号经过电路放大转换后传输到上位机;利用Lab VIEW平台对上位机软件系统进行编程开发,使上位机系统具有工作模式选择、数据处理、环境信息实时显示等功能,并可以将数据采集系统与BP神经网络模式识别系统无缝连接,实现了电子鼻系统的整体搭建。本课题最后选取CO和CH_3OH两种气体进行实验,对其分别按100ppm、80pmm、50ppm、30ppm、0ppm的比例进行两两混合,通过对9种不同比例混合的CH_3OH和CO气体进行检测,CO的平均误差为5.52ppm,CH_3OH的平均误差为7.15ppm,测试结果满足要求。实验结果表明电子鼻系统的性能良好,具备较好的应用前景。
【关键词】：LabVIEW 有毒有害气体 监测 电子鼻系统 BP神经网络 活体传感器阵列
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP274;TP212;R134.4
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 引言9
• 1.2 电子鼻系统的国内外研究现状9-11
• 1.2.1 电子鼻系统概述9-10
• 1.2.2 电子鼻的国外研究现状10-11
• 1.2.3 电子鼻的国内研究现状11
• 1.3 本课题研究的目的和意义11-13
• 第二章 系统整体设计13-15
• 2.1 系统实现的功能13-14
• 2.2 系统设计原则14
• 2.3 小结14-15
• 第三章 传感器阵列设计15-27
• 3.1 气体传感器概述15-16
• 3.2 气体传感器分类及特征16-18
• 3.3 MEMBRAPOR系列电化学传感器18-26
• 3.3.1 传感器阵列19-20
• 3.3.2 MEMBRAPOR系列电化学传感器电路设计20-22
• 3.3.3 气体传感器气腔设计22-26
• 3.4 小结26-27
• 第四章 电子鼻系统的软硬件设计27-37
• 4.1 硬件系统27-33
• 4.1.1 采样系统27-29
• 4.1.2 控制系统29-33
• 4.2 软件系统33-36
• 4.2.1 LabVIEW简介33-34
• 4.2.2 电子鼻系统的软件设计34
• 4.2.3 软件系统界面及功能34-36
• 4.3 小结36-37
• 第五章 模式识别系统37-46
• 5.1 模式识别系统37-40
• 5.1.1 BP神经网络37-38
• 5.1.2 BP神经网络学习机制38-40
• 5.2 BP神经网络的应用40-45
• 5.2.1 BP神经网络的设计40-43
• 5.2.2 系统测试43-45
• 5.3 小结45-46
• 第六章 结论与展望46-48
• 6.1 结论46-47
• 6.2 展望47-48
• 参考文献48-52
• 发表论文和科研情况说明52-53
• 致谢53-54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 高大启,杨根兴;电子鼻技术新进展及其应用前景[J];传感器技术;2001年09期

2 高峰,董海鹰,胡彦奎;基于BP神经网络的传感器交叉敏感性抑制[J];传感器技术;2005年02期

3 伍锦鸣;李敏健;沈光林;赵谋明;;电子鼻在烟草分析测试中的应用[J];现代食品科技;2007年06期

4 何庆华;王正国;田逢春;沈岳;;电子鼻技术在医学中的应用[J];中国医学物理学杂志;2010年05期

5 徐亚丹;王俊;赵国军;;基于电子鼻的对掺假的“伊利”牛奶的检测[J];中国食品学报;2006年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 傅均;基于嗅觉神经网络的电子鼻仿生信息处理技术研究[D];浙江大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 彭佩;有毒有害气体公路隧道射流巷道式施工通风技术研究[D];西南交通大学;2014年

2 李国瑞;空气质量监测电子鼻传感器长期漂移研究[D];重庆大学;2014年

  本文关键词：基于LabVIEW平台的有毒有害气体电子鼻监测系统的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：350211