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《大连理工大学》 2010年
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一种用于危化品安全监测的电子鼻系统

张双岩  
【摘要】: 随着工业技术,特别是石油、化工、汽车等重工业技术的迅速发展,危化品(危险化学品)的使用企业在不断的增多,同时使得危化品的生产、存储和使用变成危化品生命周期中的重要部分。本文以可燃性气体为研究对象,研制用于危化品安全监测的便携电子鼻系统,重点研究气体传感器阵列的优化方法和用于提高识别精度的复合网络结构。研究内容属于国家高技术研究发展计划(863计划)课题“危化品监测传感器信号处理及网络接口技术”(No.2006AA040102)的一部分。 首先,以甲烷和乙烯两种常用危化品气体为目标气,选用费加罗可燃气体传感器组成气体传感器阵列。以缩小硬件及功耗开销为目标,设计了用于阵列优化的方差分析法和主成分分析法结合的阵列优化法方法,但该处理方法具有一定的局限性。为了得到普适性较强的阵列优化方法,本文利用主成分分析法的特性分析了传感器之间的相关性以及对样本信息的贡献情况对阵列进行优化。对比优化前后常用的阵列处理方法对二元混合气体的识别效果,阵列优化方法能够最大限度地简化传感器阵列,优化后的传感器阵列在保持识别精度的同时,网络收敛速度更快、传感器数量更少、软硬件成本降低。 其次,为了提高系统的识别精度,本文结合主成份分析法(PCA),独立成分分析法(ICA)和BP子网络的特性,提出了一种用于混合气体定性和定量识别的复合网络:第一重网络采用PCA+BPNN的多输出BP网络对混合气体进行定性识别,初步确定气体中含有目标气的种类;第二重网络采用ICA+BP子网络的结构进一步对目标气体进行定量识别。实验表明,基于此复合网络的气体传感器阵列信号处理方法对甲烷和乙烯的二元混合气识别效果优于其它几种常用气体传感器阵列信号处理方法;并且将此方法推广用于甲烷、乙烯和丙烷的三元混合气体识别,得到了良好的识别效果。 最后,利用上述阵列优化方法以及复合网络技术,搭建了一套用于甲烷和乙烯二元混合气体识别的电子鼻系统:以TGS2611.TGS2620和TGS813为气体传感器阵列,以MSP430作为控制中心,实现数据采集、浓度计算、以及显示与控制等功能。同时设计了电子鼻与上位机的无线通信系统,实现了多个电子鼻的同时远程监测,上位机部分由LabVIEW8.6软件实现,完成数据存储和显示等。 实验结果表明,该电子鼻系统可以正确评估甲烷和乙烯二元气体的泄漏状态。该电子鼻系统应用于大连光明特种气体有限公司多个车间中甲烷和乙烯气体的泄漏状态的监测,系统经现场调试后运行正常。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP21

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 梁宏增;流速和湿度对气体传感器及电子鼻的影响研究[D];大连理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梅涛;阵列式智能气体传感器综述[J];传感技术学报;1992年04期
2 魏广芬,唐祯安,余隽;基于主成分分析和BP神经网络的气体识别方法研究[J];传感技术学报;2001年04期
3 王玲;桂阳海;张顺平;谢长生;;电子鼻在危险爆炸物检测中的应用研究[J];传感技术学报;2007年01期
4 李啸,闫卫平,郝应光;气体传感器阵列信号处理的混合神经网络[J];传感器技术;2000年04期
5 高大启,杨根兴;电子鼻技术新进展及其应用前景[J];传感器技术;2001年09期
6 占琼;张顺平;范超群;李华曜;谢长生;;特征选择在电子鼻系统阵列优化中的应用[J];传感器与微系统;2008年02期
7 张宏顺;张仲欣;殷勇;;食醋分类中气体传感器阵列的一种优化方法[J];传感器与微系统;2008年08期
8 陈永华;马福泰;;半导体气体传感器[J];材料导报;1988年11期
9 谢亮;;基于支持向量机的混合气体定量分析[J];电脑与信息技术;2009年02期
10 王秀坤;张晓峰;;用一组单输出的子网络代替多输出的BP网络[J];计算机科学;2001年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王玮;基于气体传感器阵列的混合气体检测系统[D];西北工业大学;2002年
2 郝秀全;基于主成分分析和人工神经网络的酒类辨识[D];西安理工大学;2006年
3 何茂先;微结构气体传感器设计中的关键技术研究[D];南京工业大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 顾文炯;用因子分析法对农业上市公司进行财务评价[J];安徽大学学报;2005年03期
2 李瑞琪;程乃伟;郭燕;;基于蚁群神经网络火灾信息处理技术研究[J];安防科技;2011年07期
3 陈雁;;低功耗超声波测距系统的设计[J];安徽科技;2010年05期
4 赵东娟;齐伟;杨芬;;主成分聚类分析在县域生态经济分区中的应用——以东营市河口区为例[J];安徽农业科学;2007年06期
5 李景国;;重庆三峡库区生态经济区农业和农村经济状况评价[J];安徽农业科学;2007年26期
6 李景国;杨星一;;重庆渝西经济走廊地区农业发展水平的聚类分析[J];安徽农业科学;2007年35期
7 赵银德;张鑫;;关于辽宁省县域经济发展的研究[J];安徽农业科学;2008年11期
8 徐磊;张志;师永强;曹华玲;高松峰;;武汉市耕地资源的时空变化及驱动力分析[J];安徽农业科学;2008年16期
9 管琳;李春兰;张博;;基于主成分分析法的我国农村居民消费结构的综合评价[J];安徽农业科学;2011年14期
10 沈蓓雷;张维砚;胡雪芹;童琰;徐春燕;由文辉;;城市小型景观水体富营养化程度评价研究[J];安徽农业科学;2011年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 鲁峰华;马俊炯;刘强;;北京市居民消费与经济增长关系研究[A];科学发展:社会管理与社会和谐——2011学术前沿论丛(下)[C];2011年
2 郑古蕊;杨鸣;;沈阳城市生态环境可持续发展能力分析[A];创新沈阳文集(D)[C];2009年
3 骆晖;王振飞;;数字式可组态信号调理器的开发[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
4 郭炜强;燕飞;黄儒乐;韩宁;;基于视频图像的森林火灾烟雾识别方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 徐立;李培玉;;基于USB的嵌入式实时数据采集分析系统[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
6 陈联裙;张群;张锦水;潘耀忠;;实割实测数据支持下的县级尺度冬小麦产量遥感估测[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
7 薛鲁华;张楠;;聚类分析在Web数据挖掘中的应用[A];北京市第十三次统计科学讨论会论文选编[C];2006年
8 王婷;;浙江省城乡统筹和经济发展关系的实证研究[A];成渝地区城乡统筹与区域合作研讨会论文集[C];2007年
9 周炜;李小昱;王为;周竹;张军;;肉品新鲜度无损检测方法的研究进展[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
10 曹胜华;徐进亮;陈溪;胡敏强;;多功能超声波电机控制器的设计[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 张顺恒;闽东南桉树人工林生态培育机制研究[D];福建农林大学;2010年
3 杨晓东;城市商业银行跨区域经营问题研究[D];南开大学;2010年
4 赵雷刚;发动机台架试验过程实时监测与预警方法研究[D];武汉理工大学;2010年
5 赵枫;软件和信息服务业竞争力评价指标体系研究[D];东北财经大学;2010年
6 任奔滔;中小企业社会资本与融资研究[D];武汉大学;2009年
7 刘贵;精毛纺织品虚拟加工中的预报与反演模型研究[D];东华大学;2010年
8 王旭;基于声发射技术的聚乙烯自增强复合材料损伤模式识别研究[D];东华大学;2010年
9 项泾渭;中国矿业城市可持续发展力指数研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 孟凡奇;基于GIS的泥石流预测预报[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳;柳州市城镇土地集约利用研究[D];华中农业大学;2010年
2 赵杰;基于无线传输的主井绞车温度监测系统设计[D];山东科技大学;2010年
3 韦福巍;广西入境旅游市场时空变化特征研究[D];广西师范学院;2010年
4 刘国栋;核分析技术在南洼和扒村古陶瓷研究中的应用[D];郑州大学;2010年
5 邵光;基于GPRS和ZigBee自动抄表的无磁热量表的设计与实现[D];山东农业大学;2010年
6 陈万里;基于无线传感器网络的监测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 姚慧娟;光视觉球形目标识别技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王建国;水声释放器硬件电路设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 邓阳;高精度数字式电能表的研制[D];大连理工大学;2010年
10 沈艳超;车辆特征提取和分类方法的研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 魏广芬,唐祯安,余隽;基于主成分分析和BP神经网络的气体识别方法研究[J];传感技术学报;2001年04期
2 薛严冰;唐祯安;;温湿度对SnO_2基CO气体传感器敏感特性的影响[J];传感技术学报;2011年06期
3 苏高利,邓芳萍;论基于MATLAB语言的BP神经网络的改进算法[J];科技通报;2003年02期
4 童敏明;吴国庆;刘晓文;李雪花;;风流对催化传感器动态响应的影响[J];工矿自动化;2010年03期
5 王俊,胡桂仙,于勇,周亦斌;电子鼻与电子舌在食品检测中的应用研究进展[J];农业工程学报;2004年02期
6 张双岩;余隽;唐祯安;魏广芬;陈毅;申宁;;二元混合气体识别中传感器阵列优化方法研究[J];仪表技术与传感器;2010年07期
7 魏广芬,唐祯安,陈正豪,余隽,王立鼎;微气体传感器的稳定性测试研究[J];中国机械工程;2005年14期
8 张晓敏;;电子鼻在食品工业中的应用进展[J];中国食品添加剂;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 魏广芬;基于微热板式气体传感器的混合气体检测及分析[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 黄祖刚;电子鼻在卷烟鉴别和酒气检测中的应用[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
2 吝涛;环境检测电子鼻与电子舌分析仪器设计[D];浙江大学;2007年
3 唐芸;电子鼻气敏传感器的温度调制特性研究[D];重庆大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明星,张德龙;RBF网络基函数中心选取算法的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年01期
2 魏国,杨志峰,李玉红;非爆炸品类危险化学品事故统计分析及对策[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年02期
3 蒋一子;新世纪新能源汽车[J];汽车工业研究;2001年10期
4 梅涛;阵列式智能气体传感器综述[J];传感技术学报;1992年04期
5 王晗,杨建华,侯宏,王米娜;基于传感器温度动态响应信息和Kohonen算法的葡萄酒定性识别方法[J];传感技术学报;2004年02期
6 刘延辉,曾大文,王辉虎,谢长生;热氧化纳米Zn制备ZnO厚膜及其气敏特性的研究[J];传感技术学报;2005年01期
7 徐亚丹;王俊;赵国军;;检测掺假牛奶的电子鼻传感器阵列的优化[J];传感技术学报;2006年04期
8 王岩;陈向东;赵静;;基于FastICA和神经网络的电子鼻模式识别[J];传感技术学报;2007年01期
9 彭士元,赵增光,高松;在氧化锡中掺杂锑的厚膜气体传感器[J];传感器技术;1994年03期
10 庞全,谭炜,杨翠容;采用MOS气敏阵列与B-P网络的气体分析方法研究[J];传感器技术;1997年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李建平;微结构气敏传感器与电子鼻研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
2 史志存;电子鼻及其应用研究[D];中国科学院电子学研究所;2000年
3 曲建岭;人工嗅觉系统中的信息处理技术[D];西北工业大学;2000年
4 魏广芬;基于微热板式气体传感器的混合气体检测及分析[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 施京毅;基于气体传感器阵列的多气体检测及应用[D];西北工业大学;2001年
2 赖云锋;利用磁控溅射仪制作平面薄膜型H_2S硅微传感器[D];福州大学;2003年
3 黄祖刚;电子鼻在卷烟鉴别和酒气检测中的应用[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
4 潘胤飞;基于非线性模式识别的电子鼻技术在苹果分类中的应用[D];江苏大学;2003年
5 王玮;基于气体传感器阵列的混合气体检测系统[D];西北工业大学;2002年
6 王耀霆;电子元件热分析应用研究[D];西北工业大学;2004年
7 卢凉;MEMS器件的计算机辅助设计与模拟方法研究[D];电子科技大学;2004年
8 余龙;SnO_2基传统气敏材料改性及对CO_2气体的气敏特性研究[D];重庆大学;2004年
9 栾淑利;基于人工神经网络的酒精识别电子鼻研究[D];大连理工大学;2005年
10 王晗;基于动态特征的便携式电子鼻系统的研究与实现[D];西北工业大学;2005年
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1 马常霞;基于传感器阵列与前馈神经网络的气体辨识系统[J];测控技术;2001年03期
2 J.Mizsei;包立红;;用半导体气体传感器阵列系统监测大气污染[J];国外计量;1992年05期
3 梁坚,辛德瑗,陆毅新,沈悦,胡真;电子鼻——智能气体传感器[J];传感技术学报;1995年02期
4 孙广清,王磊;金属氧化物气体传感器阵列参数的讨论[J];传感技术学报;2003年04期
5 邵应清,邹小波;厚膜SnO_2气体传感器的嗅觉特征提取与处理[J];传感器技术;2000年06期
6 邹小波,赵杰文,吴守一;用传感器阵列和遗传基因块区分两种食醋(英文)[J];农业工程学报;2002年05期
7 贾建,李建平,高晓光,何秀丽;气体传感器阵列智能测试系统[J];仪表技术与传感器;2004年03期
8 太惠玲;谢光忠;蒋亚东;;运用自组织竞争网络进行气体定性分析的研究[J];中国工程科学;2006年01期
9 太惠玲;谢光忠;蒋亚东;;基于气体传感器阵列的混合气体定量分析[J];仪器仪表学报;2006年07期
10 高丛;;基于单片机的多气体检测系统设计[J];中国科技信息;2008年18期
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1 李明东;石国峰;;在线式尾矿库安全监测系统防雷设计[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
2 邵乃辰;;二滩拱坝安全监测监理[A];中国水力发电工程学会大坝安全监测专业委员会1998年学术年会暨中青年科技成果报告会论文集[C];1998年
3 顾建新;陈政清;何旭辉;黄方林;夏炜;徐利军;;南京长江大桥安全监测和评估系统[A];第十一届全国结构风工程学术会议论文集[C];2004年
4 张俊涛;王建军;;小浪底水利枢纽工程监测管理概述[A];经天纬地——全国测绘科技信息网中南分网第十九次学术交流会优秀论文选编[C];2005年
5 张保军;焦发解;;大型水电工程在施工中的危岩体处理与监测[A];全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2003年
6 陈德伟;李欣然;杨文军;;桥梁结构安全监测中的挠度测试新方法[A];第十六届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2004年
7 高明军;庞有师;;九华山隧道基坑信息化施工[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(下册)[C];2006年
8 张世平;段康廉;姚克明;;汾河水库岩塞爆破地震动的安全监测[A];矿井建设与岩土工程技术新发展[C];1997年
9 王明;李庶林;;声发射技术在结构安全监测中的研究与应用概述[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
10 池秀文;周勇;;不同开挖方法对自稳式深基坑的影响[A];第八届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 程琳;鲜奶质量安全监测即将实施[N];中国信息报;2008年
2 记者 李晶滢;进出口食品安全监测与预警系统研究通过验收[N];中国食品质量报;2003年
3 王润英 河海大学水利水电工程学院 方卫华 河海大学 贾金生 郑璀莹译 黄万里 岳建平 福建师范大学地理科学学院 河海大学土木工程学院;大坝运行的安全监测[N];中国水利报;2004年
4 本报记者 晓伟;食品安全监测从信息采集起步[N];计算机世界;2005年
5 陈姝 通讯员 林纯忠 宁珺;街市加超市建惠民街市品牌[N];深圳商报;2006年
6 记者 张春鸽;切实加强安全监测和隐患排查努力维护生产生活秩序和社会稳定[N];延安日报;2008年
7 记者徐风;进出口食品安全监测与预警系统通过验收[N];中国质量报;2003年
8 记者 向婧 实习生 刘蓟奕;“解决群众出行难是首要任务”[N];重庆日报;2009年
9 陈素娟 张宏文;福建药械安全监测点覆盖所有区县[N];中国医药报;2010年
10 记者 董少东通讯员 许国明;大型农贸市场全部纳入安全监测[N];北京日报;2007年
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1 闫嘉;基于电子鼻技术的人体伤口感染检测系统构建及算法研究[D];重庆大学;2012年
2 谢光忠;气敏薄膜及气体传感器阵列的制备及特性研究[D];电子科技大学;2007年
3 张社荣;面板堆石坝安全监测关联管理系统研究[D];天津大学;2004年
4 牛建英;战略矿产资源供应安全研究[D];中国地质大学(北京);2007年
5 郄志红;大坝安全监测资料正反分析的智能软计算方法及其应用[D];天津大学;2005年
6 张宗亮;超高面板堆石坝监测信息管理与安全评价理论方法研究[D];天津大学;2008年
7 赵志峰;基于位移监测信息的岩石高边坡安全评价理论和方法研究[D];河海大学;2007年
8 宋志宇;基于智能计算的大坝安全监测方法研究[D];大连理工大学;2007年
9 赵瑜;堤坝防渗加固的控制理论与应用研究[D];天津大学;2009年
10 王威;基于网格快速重构的三维地质体建模研究与应用[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张双岩;一种用于危化品安全监测的电子鼻系统[D];大连理工大学;2010年
2 曾贵;声表面波气体传感器阵列模式识别技术的研究[D];电子科技大学;2011年
3 王振军;基于S_nO_2气体传感器阵列电子鼻系统研究与设计[D];杭州电子科技大学;2010年
4 马剑伟;电子鼻空气质量检测系统研究[D];重庆大学;2010年
5 何鹏;变压器油中溶解气体分离和检测技术研究及实验平台研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 贺鑫;基于ARM的气体传感器阵列数据采集卡的研制[D];电子科技大学;2007年
7 王岩;基于独立分量分析与神经网络的电子鼻模式识别[D];西南交通大学;2006年
8 李宁;基于多源信息融合的复杂系统安全监测及诊断方法研究[D];云南大学;2010年
9 赵亮;重庆中梁混凝土面板堆石坝安全监测及回归模型分析[D];中北大学;2012年
10 石磊;北京邮政安全监测系统设计与实现[D];北京邮电大学;2012年
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