通用电子鼻系统及其检测方法与流程

文档序号:11824362阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种通用电子鼻系统,其特征在于,包括进样单元、检测单元以及上位机控制单元,其中,所述检测单元包括传感器阵列检测模块和离子迁移谱检测模块,所述进样单元包括零级空气发生器、第一质量流量控制器、第二质量流量控制器、第三质量流量控制器以及样品室,所述零级空气发生器出气口的气流一方面经第一质量流量控制器流入样品室,另一方面经第三质量流量控制器流入所述离子迁移谱检测模块,从所述样品室流出的气流一方面与流过第三质量流量控制器的气流混合后流入所述离子迁移谱检测模块,另一方面通过第二质量流量控制器流入所述传感器阵列检测模块,所述传感器阵列检测模块用于将气味信息转换为电信号,所述离子迁移谱检测模块用于对待测物进行分离与检测,所述传感器阵列检测模块输出的信号和/或所述离子迁移谱检测模块输出的信号传输至所述上位机控制单元,所述上位机控制单元用于将接收到的数据进行特征提取及分析,并输出气味的定性分析结果或定量分析结果。

2.根据权利要求1所述的通用电子鼻系统,其特征在于,所述传感器阵列检测模块包括传感器阵列、传感器气室、调理电路板、数据采集卡以及单片机,所述传感器阵列的模拟输出信号经过所述调理电路板后,进入所述数据采集卡转换为数字信号传输至所述上位机控制单元,所述传感器阵列的数字输出信号经所述单片机传输至所述上位机控制单元,所述离子迁移谱检测模块包括基于离子迁移谱技术的检测器、加热管、加热控制箱以及过滤器,所述加热控制箱用于将所述加热管的温度调节至设定值,所述加热管、过滤器、基于离子迁移谱技术的检测器依次相连,所述基于离子迁移谱技术的检测器将检测的结果传输至所述上位机控制单元。

3.根据权利要求2所述的通用电子鼻系统,其特征在于,所述传感器气室为全特氟龙材质,包括一个气室体、两个气室盖以及至少一个隔板,在所述气室体的侧面按照所述传感器阵列中对应传感器感应面的尺寸切割出相应大小的孔,传感器镶嵌固定在气室体侧面的孔上,使得传感器的感应面朝向所述气室体内部,传感器的引脚朝向所述气室体外部,所述隔板与所述气室盖平行安装放置,所述隔板上设置了若干个过气孔,使得进入所述气室体的气流均匀流过传感器的感应面,所述气室盖通过气体接头连接外部的进气管和出气管。

4.根据权利要求2所述的通用电子鼻系统,其特征在于,所述通用电子鼻系统还包括电磁阀驱动板、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀以及第四三通阀,其中,所述第一三通阀的第一通道连接所述零级空气发生器的出气口,所述第一三通阀的第二通道通过第一单通电磁阀连接所述第一质量流量控制器,所述第一三通阀的第三通道通过第二单通电磁阀连接所述第三质量流量控制器,所述第二三通阀的第一通道连接所述样品室的出气口,所述第二三通阀的第二通道通过第三单通电磁阀连接第二质量流量控制器,所述第二三通阀的第三通道连接所述第三三通阀的第一通道,所述第三三通阀的第二通道连接所述第三质量流量控制器,所述第三三通阀的第三通道连接所述加热管,所述第四三通阀的第一通道连接所述传感器气室的出气口,所述第四三通电磁阀的第二通道连接所述基于离子迁移谱技术的检测器的出气口,所述第四三通阀的第三通道连接外界,所述上位机控制单元通过所述电磁阀驱动板控制第一单通电磁阀、第二单通电磁阀、第三单通电磁阀以及第四单通电磁阀的开闭。

5.根据权利要求1所述的通用电子鼻系统,其特征在于,所述传感器阵列包括金属氧化物半导体传感器、电化学传感器、声表面波气体传感器、光离子化气体传感器、数字式传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、红外线气体传感器或固体电解质气体传感器中的一种或多种组合。

6.如权利要求1所述的通用电子鼻系统的检测方法,其特征在于,包括传感器阵列检测模块和离子迁移谱检测模块同时工作、传感器阵列检测模块单独工作及离子迁移谱检测模块单独工作三种工作模式,其中:

(1)传感器阵列检测模块和离子迁移谱检测模块同时工作的检测方法具体包括如下步骤:

A1:所述通用电子鼻系统上电并进行预热;

按需求设定各质量流量控制器的流量值,通过所述加热控制箱调节所述加热管的温度至要求值,所述样品室中不放样品,通过电磁阀驱动板打开全部的单通电磁阀,开启所述零级空气发生器,根据所述上位机控制单元设定的时间进行预热;

A2:检测待测物:

A21基线数据采集:按需求设定各质量流量控制器的流量值,通过所述加热控制箱调节所述加热管温度至要求值,所述样品室中不放样品,通过电磁阀驱动板打开全部的单通电磁阀,开启所述零级空气发生器,根据所述上位机控制单元设定的时间进行基线数据采集;

A22待测物数据采集:打开所述样品室的盖子,将待测样品放入所述样品室,旋紧所述样品室的盖子,各质量流量控制器流量值保持不变,各单通电磁阀的状态保持不变,加热管温度保持不变,运行所述通用电子鼻系统,根据所述上位机控制单元设定的时间进行待测物数据采集;

A3:系统清洗:打开所述样品室的盖子,取出样品,再旋紧所述样品室的盖子,各质量流量控制器流量值保持不变,各单通电磁阀的状态保持不变,加热管温度保持不变,运行所述电子鼻系统,根据所述上位机控制单元设定的时间进行系统清洗流程;

(2)传感器阵列检测模块单独工作的检测方法具体包括如下步骤:

B1:所述通用电子鼻系统上电并进行预热;

按需求设定第一质量流量控制器和第二质量流量控制器的流量值,所述样品室中不放样品,通过电磁阀驱动板打开第一单通电磁阀和第三单通电磁阀并关闭第二单通电磁阀和第四单通电磁阀,开启所述零级空气发生器,根据所述上位机控制单元设定的时间进行预热;

B2:检测待测物:

B21基线数据采集:按需求设定第一质量流量控制器和第二质量流量控制器的流量值,所述样品室中不放样品,通过电磁阀驱动板打开第一单通电磁阀和第三单通电磁阀并关闭第二单通电磁阀和第四单通电磁阀,开启所述零级空气发生器,根据所述上位机控制单元设定的时间进行基线数据采集;

B22待测物数据采集:打开所述样品室的盖子,将待测样品放入所述样品室,旋紧所述样品室的盖子,第一质量流量控制器和第二质量流量控制器流量值保持不变,各单通电磁阀的状态保持不变,运行所述通用电子鼻系统,根据所述上位机控制单元设定的时间进行待测物数据采集;

B3:系统清洗:打开所述样品室的盖子,取出样品,再旋紧所述样品室的盖子,第一质量流量控制器和第二质量流量控制器流量值保持不变,各单通电磁阀的状态保持不变,运行所述通用电子鼻系统,根据所述上位机控制单元设定的时间进行系统清洗流程;

(3)离子迁移谱检测模块单独工作的检测方法具体包括如下步骤:

C1:所述电子鼻系统上电并进行预热;

按需求设定第一质量流量控制器和第三质量流量控制器的流量值,通过所述加热控制箱调节所述加热管的温度至要求值,所述样品室中不放样品,打开第一单通电磁阀、第二单通电磁阀及第四单通电磁阀并关闭第三单通电磁阀,开启所述零级空气发生器,根据所述上位机控制单元设定的时间持续预热;

C2:检测待测物:

C21基线数据采集:按需求设定第一质量流量控制器和第三质量流量控制器的流量值,通过所述加热控制箱调节所述加热管温度至要求值,所述样品室中不放样品,打开第一单通电磁阀、第二单通电磁阀及第四单通电磁阀并关闭第三单通电磁阀,开启所述零级空气发生器,根据所述上位机控制单元设定的时间进行基线数据采集;

C22待测物数据采集:打开所述样品室的盖子,将待测样品放入所述样品室,旋紧所述样品室的盖子,第一质量流量控制器和第三质量流量控制器的流量值保持不变,各单通电磁阀的状态保持不变,加热管温度保持不变,运行所述通用电子鼻系统,根据所述上位机控制单元设定的时间开启待测物数据采集;

C3:系统清洗:打开所述样品室的盖子,取出样品,再旋紧所述样品室的盖子,第一质量流量控制器和第三质量流量控制器的流量值保持不变,各单通电磁阀的状态保持不变,加热管温度保持不变,运行所述通用电子鼻系统,根据所述上位机控制单元设定的时间进行系统清洗流程。

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