CN109406719A - 一种载气进样的气味检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载气进样的气味检测系统，其特征在于，所述气味检测系统包括载送气体源、气体管路、稳压阀A、压力表、稳流阀、流量计、管路过滤器、检测气体进样注射器、气体过滤室、气体过滤柱阵列、恒温室、气体检测室、传感器阵列、检测信号采集器、电脑控制软件、稳压阀B和废气排出口组成。该气味检测系统通过稳定压力和稳定流量的载送气体携带检测气体，经过滤后进入检测室经传感器阵列检测后通过废气排出口排出，同时检测信号采集器采集传感器信号，最终由电脑控制软件进行数据分析，得到检测结果。相比于现有技术中抽气进样的气味检测系统，该系统提高和优化了气体的进样程序，进而提高了检测稳定性和样品区分能力。

Description

一种载气进样的气味检测系统

技术领域

本发明涉及一种载气进样的气味检测系统。

背景技术

人类通过五种基本的感觉获取信息，分别是触觉、视觉、嗅觉、听觉和味觉。其中的视觉、听觉和触觉属于物理量传感，其相关信号可以使用对应的物理量例如光、声音、压力来表征，这些物理量的意义是简单明确并且易于测量的。然而，嗅觉属于化学量传感，其作用机理相对复杂，但对人类的生产生活有着重要的意义，因此嗅觉检测技术越来越受到关注。

目前基于气体检测的嗅觉检测技术主要有三类：第一类是基于人体本身嗅觉器官的感官评定检测法，在低浓度的气体检测中有较高的检测水平，该类方法在香料行业、食品烟酒业、化妆品行业等领域有广泛的应用。第二类是基于气相色谱(GC)或者质谱仪(MS)或者气质连用色谱(GC-MS)的检测方法，能够准确、客观地对气体进行定性与定量分析。第三类是模拟生物嗅觉的气味检测系统(又称为电子鼻)，能够对气体样品进行快速的定性和半定量检测。

然而，上述三类检测技术均存在一定的弊端：(1)感官评定检测法需要花费大量的时间和金钱对感官人员进行培训，感官品评结果受品评人员状态依赖性大，如他们的情绪、身体健康、性别、年龄等都对结果有着明显的影响。(2)气相色谱法和质谱法等方法并不能直接与气味相关联，很多影响气味的关键成分并不在气相色谱与质谱的检测范围内；此外，气相色谱与质谱的检测时间长，操作复杂需要专门的实验操作人员。(3)现阶段的气味检测系统大多采用抽气式检测方法，检测稳定性和区分能力并不是十分理想。

发明内容

为了克服上述的缺陷与弊端，本发明提供了一种基于载气进样的气体检测系统，该检测系统通过筛选和研究，以稳定压力和稳定流量的载送气体携带检测气体，经过滤后进入检测室经传感器阵列检测后通过废气排出口排出，同时检测信号采集器采集传感器信号，最终由电脑控制软件进行数据分析，得到检测结果。相比于现有技术中抽气进样的气味检测系统，该系统提高和优化了气体的进样程序，进而提高了检测稳定性和样品区分能力。

一种载气进样的气味检测系统，其特征在于，所述气味检测系统包括载送气体源、气体管路、稳压阀A、压力表、稳流阀、流量计、管路过滤器、检测气体进样注射器、气体过滤室、气体过滤柱阵列、恒温室、气体检测室、传感器阵列、检测信号采集器、电脑控制软件、稳压阀B和废气排出口组成。

所述载送气体源、稳压阀A、压力表、稳流阀、流量计、管路过滤器、检测气体进样注射器、气体过滤室、气体过滤柱阵列、恒温室、气体检测室、稳压阀B和废气排出口通过气体管路进行连接。

所述气体过滤柱阵列位于气体过滤室内，由水分过滤柱、极性成分过滤柱和非极性成分过滤柱组成。

所述气体检测室位于恒温室内，传感器阵列位于气体检测室内。

所述传感器阵列由烷烃类传感器、醇类传感器、酮类传感器、醛类传感器、芳香族化合物传感器、硫化氢传感器、硫化物传感器、氨气传感器、胺类传感器、氢气传感器、有机溶剂传感器、可燃气体传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、呋喃类传感器、吡嗪类传感器、酯类传感器组成。

所述电脑控制软件由压力控制模块、流速控制模块、温度控制模块、传感器控制模块、信号采集模块、数据分析处理模块组成，可以控制气体流速、气体压力、恒温室温度、传感器选择与检测、信号采集以及数据分析。

本发明的技术方案：

(1)以载气送样的方式替代现有技术中的抽气进样的方式，并配合稳压阀、稳流阀以及管路过滤器，使得检测气体样品以恒定的压力和流速进入检测室检测，提高了气路稳定性，进而提高了检测稳定性。

(2)增加了气体过滤柱，能够有效排除检测气体样品中的干扰成分；优化了传感器阵列，能够实现气体样品的全局化和精准化检测能力，进而提高了检测区分度。

(3)增加了恒温室，能够提高气体检测时的温度稳定性进而增加检测稳定性，还可以通过升高检测时的温度来提高检测气体的分子活跃度进而提高了检测灵敏度。

为进一步说明本发明的结构特点和作用，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是本发明具体实施例1的气味检测系统的示意图。

图2和图3是具体实施例2的检测结果图。

其中，1—载送气体源；

2—气体管路；

3—稳压阀A；

4—压力表；

5—稳流阀；

6—流量计；

7—管路过滤器；

8—检测气体进样注射器；

9—气体过滤室；

10—气体过滤柱阵列；

11—恒温室；

12—气体检测室；

13—传感器阵列；

14—检测信号采集器；

15—电脑控制软件；

16—稳压阀B；

17—废气排出口。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明的气味检测系统，包括载送气体源1、气体管路2、稳压阀A 3、压力表4、稳流阀5、流量计6、管路过滤器7、检测气体进样注射器8、气体过滤室9、气体过滤柱阵列10、恒温室11、气体检测室12、传感器阵列13、检测信号采集器14、电脑控制软件15、稳压阀B 16和废气排出口17。

载送气体源1、稳压阀A 3、压力表4、稳流阀5、流量计6、管路过滤器7、检测气体进样注射器8、气体过滤室9、气体过滤柱阵列10、恒温室11、气体检测室12、稳压阀B 16和废气排出口17通过气体管路2进行连接。

气体过滤柱阵列10位于气体过滤室9内，由水分过滤柱、极性成分过滤柱和非极性成分过滤柱组成。

气体检测室12位于恒温室11内，传感器阵列13位于气体检测室12内。

传感器阵列由烷烃类传感器、醇类传感器、酮类传感器、醛类传感器、芳香族化合物传感器、硫化氢传感器、硫化物传感器、氨气传感器、胺类传感器、氢气传感器、有机溶剂传感器、可燃气体传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、呋喃类传感器、吡嗪类传感器、酯类传感器组成。

电脑控制软件15由压力控制模块、流速控制模块、温度控制模块、传感器控制模块、信号采集模块、数据分析处理模块组成，可以控制气体流速、气体压力、恒温室温度、传感器选择与检测、信号采集以及数据分析。

本发明根据仿生学原理设计而成，当气味检测系统开始运作时，电脑控制软件控制气体管路中的压力与流速、设定恒温室温度、选择检测传感器；随后打开载送气体源，载送气体通过管路过滤器后与检测气体合流经过气体过滤柱阵列后进入气体检测室经由传感器阵列检测；与此同时，检测信号采集器在电脑控制软件的控制下对传感器信号进行采集，并传输至电脑控制软件，电脑控制软件的数据分析模块对采集所得信号进行数据处理和分析，输出检测结果。当气味检测系统结束运作时，检测过的气体经由稳压阀B和废气排出口排出检测系统。

实施例2

选择市场上销售的乘黄牌、月芽湖牌、塔牌、古越龙山牌和会稽牌共计五种品牌的黄酒作为检测样品，分别采用现有技术中抽气进样的气味检测系统和本发明的气味检测系统进行检测。

图2是现有技术中抽气进样的气味检测系统的检测结果，从图中可以看到，乘黄牌黄酒和月芽湖牌黄酒的样品区域存在重叠，塔牌和古越龙山牌黄酒的样品区域存在重叠；五种黄酒样品的区分度值(DI值)为-25.69％，说明抽气进样的气味检测系统无法很好地区分五种黄酒样品。

图3是本发明的气味检测系统的检测结果，从图中可以看出，五中品牌的黄酒样品区域相互独立，不存在重叠；五种黄酒样品的区分度值(DI值)为91.55％，说明本发明气味检测系统能够很好地区分五种黄酒样品。

本发明通过筛选和研究，以稳定压力和稳定流量的载送气体携带检测气体，经过滤后进入检测室经传感器阵列检测后通过废气排出口排出，同时检测信号采集器采集传感器信号，最终由电脑控制软件进行数据分析，得到检测结果。相比于现有技术中抽气进样的气味检测系统，该系统提高和优化了气体的进样程序，提高了检测时的稳定性和灵敏性，最终提高了检测稳定性和样品区分能力。

Claims (6)

1.一种载气进样的气味检测系统，其特征在于，所述气味检测系统包括载送气体源、气体管路、稳压阀A、压力表、稳流阀、流量计、管路过滤器、检测气体进样注射器、气体过滤室、气体过滤柱阵列、恒温室、气体检测室、传感器阵列、检测信号采集器、电脑控制软件、稳压阀B和废气排出口组成。

2.如权利要求1所述的气味检测系统，其特征在于，所述载送气体源、稳压阀A、压力表、稳流阀、流量计、管路过滤器、检测气体进样注射器、气体过滤室、气体过滤柱阵列、恒温室、气体检测室、稳压阀B和废气排出口通过气体管路进行连接。

3.如权利要求1所述的气味检测系统，其特征在于，所述气体过滤柱阵列位于气体过滤室内，由水分过滤柱、极性成分过滤柱和非极性成分过滤柱组成；气体过滤柱阵列可以根据样品测试需要进行选择性使用。

4.如权利要求1所述的气味检测系统，其特征在于，所述气体检测室位于恒温室内，传感器阵列位于气体检测室内。

5.如权利要求1所述的气味检测系统，其特征在于，所述传感器阵列由烷烃类传感器、醇类传感器、酮类传感器、醛类传感器、芳香族化合物传感器、硫化氢传感器、硫化物传感器、氨气传感器、胺类传感器、氢气传感器、有机溶剂传感器、可燃气体传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、呋喃类传感器、吡嗪类传感器、酯类传感器组成；传感器阵列可以根据样品测试需要进行选择性使用。

6.如权利要求1所述的气味检测系统，其特征在于，所述电脑控制软件由压力控制模块、流速控制模块、温度控制模块、传感器控制模块、信号采集模块、数据分析处理模块组成，可以控制气体流速、气体压力、恒温室温度、传感器选择与检测、信号采集以及数据分析。