基于虚拟仪器的电子舌及其应用研究-机械电子工程专业毕业论文.docx

武汉理工大学硕士学位论文摘要电子舌是一种用于液体分析的多传感器系统,它主要由传感器阵列、,信号经计算机系统进行数据处理后得到反映样品味觉特征的结果。被广泛应用于生物医学中人体感觉器官的诊断和修复,智能机器人,食品、环境、大气污染的检测、军事安全、化学和生物武器以及反恐怖等领域。本文在全面分析国内外电子舌的研究现状、发展趋势以及电子舌传感器的感受机理的基础上,自主开发出了一整套电子舌系统,该系统各部分组成和功用如下:(1)传感器阵列: 本文采用外购的pH电极、p-Na电极、-Ca电极以及相应的参比电极组成的电极阵列作为电子舌系统的味觉传感器,用于对待测液体作出响应。(2)信号调理模块:用于将传感器输出的高阻抗、微电流信号进行转换和放大处理,以匹配数据采集卡的相关参数.(3)数据采集卡:采用NI公司的产品USB-6008型数据采集卡对经调理过的信号进行数据采集,并传入计算机处理.(4)电子舌系统仪器界面:,开发出电子舌系统仪器界面。实现7友好的人机交互和仪器控制功能。(5)Matlab模式识别算法:提供了两种常用的电子舌模式识别算法:主成分分析法(PCA)和误差反传人工神经网络(BP-ANN)及其各自的Matlab实现,用于对处理后的数据进行分析识别,并将识别结果传回仪器界面显示。运用上述系统对五种不同的橙汁饮品和六种不同品牌的矿泉水进行识别研究,采用PCA和BP-ANN两种算法对他们进行了模式识别,并将识别结果进行了对比。研究表明:传感器种类的选择、系统的稳定性和重复性及模式识别方法的选取对识别准确率均会产生较大影响:对矿泉水的自动识别效果要好于橙汁,总体识别率分别为94..4%和∞%。最后对系统性能进行了评价,并给出了改进措旄,为研究工作的进一步开展提供了良好的基础。关键词:电子舌,虚拟仪器, 模式识别,饮料识别武汉理工大学硕士学位论文AbstractElectronictongueisamulti-,,∞..,intellectualrobot,food,environment,detectionofatmospherepollution,militarysafety,chemicalandbiologicweapons,,prehensivelyanalyzingtheresearchinstance,::Sensorsarrayismadeupofionselectiveelectrodes(pH,p-Na,p-K,p-Ca):Itcantransformthehighimpedanceandmicro-:Adataacquisitioncard(USB-6008)fromNl(:-