电子鼻系统（cNose电子鼻介绍）

一、概述

 电子鼻系统是继电子舌系统之后保圣公司研制结合高校的科研成果，最新研制开发的针对挥发性成分检测的一种新型智能感官分析系统。电子舌检测对象主要是溶液，电子鼻的检测对象主要挥发性的风味物质。当一种或多种风味物质经过电子鼻时，该风味物质的“气味指纹”可以被传感器感知并经过特殊的智能模式识别算法提取。利用不同风味物质的不同“气味指纹”信息，就可以来区分、辨识不同的气体样本。另外，某些特定的风味物质恰好可以表征样品在不同的原料产地、不同的收获时间、不同的加工条件、不同存放环境等多变量影响下的综合质量信息。电子鼻非常适用于检测含有挥发性物质的液体、固体样品。电子鼻技术是对电子舌技术的一种传承与创新，也是对整个智能感官技术的丰富与补充。

 电子鼻系统利用多个具有不同性质的金属氧化物半导体传感器组合成传感器阵列，结合特定的智能自学习、自辨识模式识别算法构建的一类智能嗅觉仿生系统。它主要由三个结构部分组成：（1）传感器阵列（2）气体进样及采样装置系统（3）智能模式识别软件系统。（电子鼻系统见图1）

cNose

图1 电子鼻系统

二、电子鼻系统的来源

 电子鼻设计思想源自于生物感受嗅觉的机制。电子鼻系统中的传感器阵列即相当于生物系统中的鼻子，感受不同的风味物质，采集各种不同的信号信息输入电脑，电脑代替了生物系统中的大脑功能，通过软件进行分析处理,针对不同的风味物质进行区分辨识，最后给出各个物质的感官信息。传感器阵列中每个独立的传感器仿佛鼻腔内的嗅觉细胞一样，具有交互敏感作用，即一个独立的传感器并非只感受一种风味物质，而是感受一类风味物质，并且在感受某类特定的风味物质的同时，还感受另一部分其它性质的风味物质。

 传统的气体传感器的设计思路往往借助特异性传感器感受某种特定的物质，例如乙醇传感器、二氧化碳传感器等，在某些特定的领域发挥了很好的应用效果。然而，当检测食品等复杂非均一的体系时，由于风味成分物质互相交织、种类繁多，由单一传感器组成的系统往往无法反映被测样品整体特征信息。特别是多种风味物质的叠加信息量，需要借助交互敏感多传感器阵列构建的检测系统，我们称之为电子鼻系统。电子鼻气敏传感器进样模式如下。

三、气体进样装置

 气体进样装置主要包括微型真空泵、气室、流量计、电磁阀、节流阀、过滤器、空气净化装置等等。真空泵主要负责将气体输送至装有传感器的气室中。电磁阀用于切换采样泵与清洗泵，防止气体倒灌。节流阀可用来控制气体的流量，流量计可直观的表征气流的速度。过滤器可防止气体中的尘埃物质影响真空泵的工作。空气净化装置可将环境的大气进一步净化提纯，用于系统的清洗、标定、校正工作。（电子鼻气室模拟图见图2）

图2 气室模拟图

四、小结

            电子鼻作为一种集电子、计算机、机械、材料、化工、模式识别等多学科交叉的新型智能感官分析系统，能够在食品工业、精细化工、医疗卫生、环境检测等多学科多领域进行应用、发展和推广。和电子舌一样，电子鼻采取多传感器交互敏感的设计理念，使得分析检测对象表现出物质的综合本质属性，再结合对应的多元统计分析技术，从物质的特征图谱入手，实现样品的在线、实时、快速检测。相信以电子舌电子鼻为代表的分析技术有望成为一种普遍的智能感官分析思想方法与技术途径。