工作原理

　　電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號(hào)預(yù)處理和模式識(shí)別三部分組成。某種氣味呈現(xiàn)在一種活性材料的傳感器面前，傳感器將化學(xué)輸入轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由多個(gè)傳感器對一種氣味的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對該氣味的響應(yīng)譜。顯然，氣味中的各種化學(xué)成分均會(huì)與敏感材料發(fā)生作用，所以這種響應(yīng)譜為該氣味的廣譜響應(yīng)譜。為實(shí)現(xiàn)對氣味的定性或定量分析，須將傳感器的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(消除噪聲、特征提取、信號(hào)放大等)后采用合適的模式識(shí)別分析方法對其進(jìn)行處理。理論上，每種氣味都會(huì)有它的特征響應(yīng)譜，根據(jù)其特征響應(yīng)譜可區(qū)分小同的氣味。同時(shí)還可利用氣敏傳感器構(gòu)成陣列對多種氣體的交叉敏感性進(jìn)行測量，通過適當(dāng)?shù)姆治龇椒?，?shí)現(xiàn)混合氣體分析。

　　電子鼻正是利用各個(gè)氣敏器件對復(fù)雜成分氣體都有響應(yīng)卻又互不相同這一特點(diǎn)，借助數(shù)據(jù)處理方法對多種氣味進(jìn)行識(shí)別，從而對氣味質(zhì)量進(jìn)行分析與評(píng)定。

　　電子鼻識(shí)別的主要機(jī)理是在陣列中的每個(gè)傳感器對被測氣體都有不同的靈敏度，例如，一號(hào)氣體可在某個(gè)傳感器上產(chǎn)生高響應(yīng)，而對其他傳感器則是低響應(yīng)；同樣，二號(hào)氣體產(chǎn)生高響應(yīng)的傳感器對一號(hào)氣體則不敏感，歸根結(jié)底，整個(gè)傳感器陣列對不同氣體的響應(yīng)圖案是不同的，正是這種區(qū)別，才使系統(tǒng)能根據(jù)傳感器的響應(yīng)圖案來識(shí)別氣體。

　　電子鼻的工作可簡單歸納為：傳感器陣列－信號(hào)預(yù)處理－神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法－計(jì)算機(jī)識(shí)別(氣體定性定量分析）。從功能上講，氣體傳感器陣列相當(dāng)于生物嗅覺系統(tǒng)中的大量嗅感受器細(xì)胞，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)識(shí)別相當(dāng)于生物的大腦，其余部分則相當(dāng)于嗅神經(jīng)信號(hào)傳遞系統(tǒng)。

　　電子鼻技術(shù)響應(yīng)時(shí)間短、檢測速度快，不像其它儀器，如氣相色譜傳感器、高效液相色譜傳感器需要復(fù)雜的預(yù)處理過程；其測定評(píng)估范圍廣，它可以檢測各種不同種類的食品；并且能避免人為誤差，重復(fù)性好；還能檢測一些人鼻不能夠檢測的氣體，如毒氣或一些刺激性氣體，它在許多領(lǐng)域尤其是食品行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用。并且目前在圖形認(rèn)知設(shè)備的幫助下，其特異性大大提高，傳感器材料的發(fā)展也促進(jìn)了其重復(fù)性的提高，并且隨著生物芯片、生物技術(shù)的發(fā)展和集成化技術(shù)的提高及一些納米材料的應(yīng)用，電子鼻將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。