聲表面波電子鼻探測(cè)器的技術(shù)研究.pdf

1、自第一次世界大戰(zhàn)以來，化學(xué)戰(zhàn)劑(CWA)大量被用于戰(zhàn)場(chǎng)，近二三十年來，更被恐怖組織所利用，已經(jīng)嚴(yán)重危害到生態(tài)環(huán)境的持續(xù)發(fā)展和全人類的生命財(cái)產(chǎn)安全。由于化學(xué)戰(zhàn)劑具有易制造、造價(jià)低、殺傷力強(qiáng)、破壞范圍廣等特點(diǎn)，使得禁止化學(xué)戰(zhàn)劑使用的國(guó)際公約至今還未成功禁止一些國(guó)家與組織對(duì)化學(xué)戰(zhàn)劑的保有與研制。因此需要一種響應(yīng)快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單的手持式實(shí)時(shí)檢測(cè)儀器，以聲表面波(SAW)傳感器陣列為基礎(chǔ)的痕量氣體電子鼻具有體積小、響應(yīng)快、易于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，比

2、其它檢測(cè)手段性能更優(yōu)越。
　　本課題就是在此背景下產(chǎn)生，利用涂覆有選擇性吸附敏感膜的聲表面波器件制備成SAW傳感器陣列，對(duì)不同種類、不同濃度的氣體進(jìn)行氣敏測(cè)試與分析，結(jié)合模式識(shí)別算法，最終可在 dsPIC30F6014A單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)毒劑模擬劑(DMMP)、芥子氣模擬劑(2-CEES與DCP)和干擾氣體(丙酮、二氯甲烷、甲醇、乙醇)的識(shí)別，并在LCD上顯示毒劑的種類與濃度。
　　本文介紹了課題的意義、SAW氣體傳感器原理

3、、SAW傳感器陣列的測(cè)試平臺(tái)、模式識(shí)別算法及單片機(jī)平臺(tái)算法的實(shí)現(xiàn)，主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面：
　　(1)聲表面波傳感器陣列的設(shè)計(jì)：介紹了以雙通道SAW諧振器混頻電路為基礎(chǔ)的傳感器陣列的功能結(jié)構(gòu)；利用氣噴工藝在3個(gè)SAW諧振器上分別噴涂氟多元醇(FPOL)、聚氰丙甲基硅氧烷(PCPMS)和聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)這三種敏感膜，并與開蓋SAW參比器件組成傳感器陣列。
　　(2)傳感器陣列的氣敏測(cè)試與分析：對(duì)三種毒劑模擬劑和四種

4、干擾氣體分別在10~300 mg/m3范圍內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和分析。結(jié)果表明FPOL-SAW對(duì)神經(jīng)毒劑具有選擇性，PECH-SAW對(duì)芥子氣有選擇性。
　　(3)模式識(shí)別分析：利用 SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)分別用主成分分析法(PCA)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)算法對(duì)氣體進(jìn)行模式識(shí)別。主成分分析模型簡(jiǎn)單，可以用圖表直觀表示，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法易于理解，這兩種算法都可以將毒劑模擬劑與干擾氣體進(jìn)行區(qū)分。
　　(4)基于 dsPIC30F