Pengenalan:

Hidung elektronik adalah alat yang dapat mengesan bau dengan lebih berkesan daripada deria bau manusia. Hidung elektronik terdiri daripada mekanisme pengesanan bahan kimia. Hidung elektronik adalah alat pengesan pintar yang menggunakan pelbagai sensor gas yang bertindih secara selektif bersama dengan komponen penyusunan semula corak. Kini satu hari, hidung elektronik telah memberikan manfaat luaran bagi industri komersial, pertanian, bioperubatan, kosmetik, alam sekitar, makanan, air dan pelbagai bidang penyelidikan saintifik. Hidung elektronik mengesan gas berbahaya atau beracun yang tidak mungkin dilakukan oleh manusia yang menghidu.

Hidung elektronik

Baunya terdiri dari molekul, yang mempunyai ukuran dan bentuk tertentu. Setiap molekul ini mempunyai reseptor bersaiz dan berbentuk yang sesuai di hidung manusia. Apabila reseptor tertentu menerima molekul, ia menghantar isyarat ke otak dan otak mengenal pasti bau yang berkaitan dengan molekul tertentu. Hidung elektronik berfungsi dengan cara yang serupa dengan manusia. Hidung elektronik menggunakan sensor sebagai reseptor. Apabila sensor tertentu menerima molekul, ia menghantar isyarat ke program untuk diproses, bukan ke otak.

Prinsip Kerja Hidung Elektronik:

Hidung elektronik dikembangkan untuk meniru penciuman manusia yang fungsinya bukan mekanisme yang terpisah, iaitu bau atau rasa dianggap sebagai cap jari global. Pada dasarnya instrumen ini terdiri daripada array sensor, modul penyusunan semula corak, dan pengambilan sampel ruang kepala, untuk menghasilkan corak isyarat yang digunakan untuk mencirikan bau. Hidung elektronik terdiri daripada tiga bahagian utama iaitu sistem pengesanan, sistem pengkomputeran, sistem penghantaran sampel.

Gambarajah blok hidung elektronik

Sistem penghantaran sampel: Sistem penghantaran sampel membolehkan penghasilan ruang hadapan sampel atau sebatian mudah menguap yang merupakan pecahan yang dianalisis. Sistem kemudian menghantar ruang kepala ini ke dalam sistem pengesanan hidung elektronik.

Sistem pengesanan: Sistem pengesanan yang terdiri daripada sekumpulan sensor adalah bahagian reaktif instrumen. Ketika bersentuhan dengan sebatian mudah menguap pada waktu itu sensor bertindak balas menyebabkan perubahan pada ciri elektrik.

Sistem Pengkomputeran: Di kebanyakan hidung elektronik, setiap sensor sensitif terhadap semua molekul dengan cara khusus mereka. Bagaimanapun dalam hidung bioelektrik protein reseptor yang bertindak balas terhadap molekul bau tertentu digunakan. Sebilangan besar hidung elektronik menggunakan tatasusunan sensor yang bertindak balas terhadap sebatian mudah menguap. Setiap kali sensor merasakan bau, tindak balas tertentu direkodkan bahawa isyarat dihantar ke nilai digital.

Sensor yang lebih biasa digunakan pada hidung elektronik

Semikonduktor oksida logam (MOSFET)

Mengalirkan polimer

Mikrobobal kristal kuarza

Sensor piezoelektrik

Sensor Logam Oksida

Sensor semikonduktor logam oksida:

Ini digunakan untuk menukar atau menguatkan isyarat elektronik. Prinsip kerja MOSFET adalah bahawa molekul yang memasuki kawasan sensor akan dicas positif atau negatif yang memberi kesan langsung pada medan elektrik di dalam MOSFET.

Sensor Logam Oksida: (MOS)

“pemproses komputer juga dikenali sebagai antara berikut ”

Sensor ini berdasarkan penjerapan molekul gas untuk memprovokasi perubahan kekonduksian. Perubahan kekonduksian ini adalah ukuran jumlah sebatian organik yang mudah terserap.

Sensor piezoelektrik:

Penjerapan gas ke permukaan polimer membawa perubahan jisim pada permukaan sensor. Ini menjadikan perubahan pada frekuensi resonan kristal.

Mikrobobal kristal kuarza:

Ini adalah kaedah mengukur jisim per unit luas dengan mengukur perubahan frekuensi resonator kristal. Ini boleh disimpan di pangkalan data.

Mengendalikan polimer:

Sensor gas polimer konduktif beroperasi berdasarkan perubahan rintangan elektrik yang disebabkan oleh penjerapan gas ke permukaan sensor.

Analisis Data untuk Hidung Elektronik:

Output digital yang dihasilkan oleh sensor hidung elektronik harus dianalisis dan ditafsirkan untuk memberi. Terdapat tiga jenis teknik yang tersedia secara komersial.

Analisis grafik
Analisis data multivariate
Analisis rangkaian

Analisis data untuk hidung Elektronik

Pilihan kaedah yang digunakan bergantung pada data input yang tersedia dari sensor.

Bentuk pengurangan data yang paling mudah adalah analisis grafik yang berguna untuk membandingkan sampel atau membandingkan unsur pengenalan bau penganalisis yang tidak diketahui berbanding dengan sumber yang diketahui di perpustakaan rujukan.

“jenis motor ac dan aplikasinya pdf ”

Analisis data multivariat menghasilkan satu set teknik untuk analisis data yang teknik terlatih atau tidak terlatih. Teknik yang tidak terlatih digunakan apabila pangkalan data sampel yang diketahui belum dibina sebelumnya. Teknik MDA terlatih yang paling mudah dan paling banyak digunakan adalah analisis komponen prinsip. Analisis data hidung elektronik MDA sangat berguna apabila sensor mempunyai sebahagiannya kepekaan terhadap sebatian individu yang terdapat dalam pengadun sampel. PCA paling berguna apabila tidak ada sampel yang diketahui.

Rangkaian saraf adalah teknik analisis yang paling terkenal dan paling banyak digunakan dalam pakej perisian statistik untuk hidung elektronik yang tersedia secara komersial.

Sebagai contoh sistem hidung elektronik untuk pengesanan bau buah:

Sistem hidung elektronik

Sistem hidung elektronik yang dicadangkan diuji dengan bau tiga buah iaitu leman, pisang, litchi. Baunya disiapkan dengan meletakkan sampel buah-buahan di pemutus yang ditutup dengan penutup. 8051 dimasukkan ke mod ujian atau latihan. Sekiranya sistem dalam mod latihan, nilai sensor ditunjukkan pada LCD. Sekiranya sistem dalam mod pengujian, hasil klasifikasi buah sasaran ditunjukkan pada LCD. Susunan sensor mendapat gas melalui Valve1, yang biasanya ditutup. Pam vakum dihidupkan selama 20 saat untuk mengepam gas keluar dari array sensor.

Penyediaan ujian gas untuk sistem E-Nose yang dicadangkan

Nilai1 ditutup dan rintangan sensor diberikan 60 saat untuk mencapai mod keadaan kajian. Hasil pengkelasan nilai ciri sensor muncul di LCD. Ruang array sensor terputus dari pemutus sampel buah dan injap1 dibuka untuk menghidupkan udara segar, injap 2 dibuka sehingga bau dipompa keluar. Ruang udara disiarkan dengan udara segar selama dua minit.

Aplikasi hidung Elektronik:

Diagnostik perubatan dan pemantauan kesihatan
Pemantauan persekitaran
Aplikasi dalam industri makanan
Pengesanan bahan letupan
Aplikasi ruang angkasa (NASA)
Industri penyelidikan dan pembangunan
Makmal kawalan kualiti
Bahagian proses dan pengeluaran
Pengesanan bau dadah
Pengesanan bakteria berbahaya

Saya harap sekarang anda mendapat idea tentang bagaimana hidung elektronik berfungsi. jika ada pertanyaan mengenai konsep ini atau elektrik dan projek elektronik sila tinggalkan bahagian komen di bawah.

Kredit Foto: