RU2666009C1 - Способ анализа запаха газовых смесей - Google Patents
Способ анализа запаха газовых смесей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666009C1 RU2666009C1 RU2017117170A RU2017117170A RU2666009C1 RU 2666009 C1 RU2666009 C1 RU 2666009C1 RU 2017117170 A RU2017117170 A RU 2017117170A RU 2017117170 A RU2017117170 A RU 2017117170A RU 2666009 C1 RU2666009 C1 RU 2666009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensors
- smell
- gas mixtures
- odor
- intensity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике анализа запахов газовых смесей, содержащих обладающие запахом компоненты, и может быть использовано для определения качественного и количественного анализа запаха таких смесей. В способе анализа запаха газовых смесей, заключающемся в том, что отбираемые на анализ газовые смеси пропускают через измерительные сенсоры, измеряют при помощи измерительных сенсоров значения электрических сигналов отклика, определяют по совокупности измеренных электрических сигналов с использованием градуировочных функций, полученных на газовых смесях с известным качественным и количественным составом, интенсивность запаха, осуществляют измерения электрических сигналов отклика при помощи линейного неселективного измерительного сенсора и линейных различных селективных сенсоров, при этом оценивают интенсивности запаха в условных баллах по величине электрических сигналов отклика каждого измерительного сенсора с использованием градуировочных функций в виде зависимостей интенсивности запаха в условных баллах от величины электрических сигналов отклика, определяют величины пропорциональных соотношений показаний сенсоров между собой в условных баллах, сравнивают величины пропорциональных соотношений показаний сенсоров в условных баллах с величинами таких пропорциональных соотношений, соответствующих определенным запахам, и при совпадении одного из пропорциональных соотношений в пределах погрешностей каждого измерительного сенсора считают, что имеет место соответствующий конкретный запах, интенсивность которого относительно максимальной пропорциональна отношению условных баллов, определенных для любого из сенсоров, к их максимальному значению. Достигается уменьшение трудоемкости и расширение функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к технике анализа запахов газовых смесей, содержащих обладающие запахом компоненты, и может быть использовано для определения качественного и количественного анализа запаха таких смесей, при контроле окружающей среды или любых хозяйственных объектов на наличие конкретного запаха и допустимого уровня запаха.
Известен способ качественного анализа запаха газовых смесей, заключающийся в том, что отбираемые на анализ газовые смеси пропускают через измерительные сенсоры, измеряют при помощи измерительных сенсоров значения электрических сигналов, сравнивают измеренные электрические сигналы с электрическими сигналами от образцов запаха и на основе такого сравнительного анализа идентифицируют конкретный запах (см. патент РФ на изобретение №2332657, МПК G01N 21/63, 2006). К недостаткам известного способа можно отнести невозможность определения интенсивности запаха, а также необходимость при анализе использования блока хранения образцов запахов, что усложняет реализацию способа.
Наиболее близким по технической сущности является способ анализа запаха газовых смесей, заключающийся в том, что отбираемые на анализ газовые смеси пропускают через измерительные сенсоры, измеряют при помощи измерительных сенсоров значения электрических сигналов, определяют по совокупности измеренных электрических сигналов с использованием градуировочных функций, полученных на газовых смесях с известным качественным и количественным составом интенсивность запаха и вид запаха (см. патент РФ на изобретение №2460077, МПК G01N 35/00, 2012). К недостаткам известного способа можно отнести его большую трудоемкость, что обусловлено необходимостью использования большого количества измерительных сенсоров и большого количества измерений при формировании большого количества градуировочных функций, и, соответственно, большого объема вычислительных операций при сравнительном анализе, что предполагает использование большого объема памяти компьютера, при этом в известном способе не определяется конкретный тип запаха.
Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи и достижение технического результата, состоящего в уменьшении трудоемкости за счет уменьшения как количества измерительных количества измерительных сенсоров, так и измерений при формировании градуировочных функций, и, соответственно, уменьшения объема вычислительных операций при сравнительном анализе при том, что имеет место расширение функциональных возможностей за счет возможности определения конкретного типа запаха.
Данный технический результат достигается тем, что в способе анализа запаха газовых смесей, заключающемся в том, что отбираемые на анализ газовые смеси пропускают через измерительные сенсоры, измеряют при помощи измерительных сенсоров значения электрических сигналов отклика, определяют по совокупности измеренных электрических сигналов с использованием градуировочных функций, полученных на газовых смесях с известным качественным и количественным составом интенсивность запаха, осуществляют измерения электрических сигналов отклика при помощи линейного неселективного измерительного сенсора и линейных различных селективных сенсоров, при этом оценивают интенсивности запаха в условных баллах по величине электрических сигналов отклика каждого измерительного сенсора с использованием градуировочных функций в виде зависимостей интенсивности запаха в условных баллах от величины электрических сигналов отклика, определяют величины пропорциональных соотношений показаний сенсоров между собой в условных баллах, сравнивают величины пропорциональных соотношений показаний сенсоров в условных баллах с величинами таких пропорциональных соотношений, соответствующих определенным запахам, и при совпадении одного из пропорциональных соотношений в пределах погрешностей каждого измерительного сенсора считают, что имеет место соответствующий конкретный запах, интенсивность которого относительно максимальной пропорциональна отношению условных баллов, определенных для любого из сенсоров, к их максимальному значению.
При этом в качестве неселективного измерительного сенсора целесообразно использовать фотоионизационный детектор.
Осуществление измерений электрических сигналов при помощи линейного неселективного измерительного сенсора и линейных различных селективных сенсоров позволяет уменьшить трудоемкость способа за счет уменьшения количества измерений при формировании градуировочных функций ввиду того, что при использовании таких сенсоров достаточно измерить их характеристики хотя бы в двух точках, и вся остальная область характеристики легко определяется исходя из имеющейся линейности характеристики в целом. При этом использование линейного неселективного измерительного сенсора обусловлено тем, что обычно такой сенсор, например, фотоионизационный детектор, обеспечивает большую величину сигнала отклика на воздействие любого газового компонента, в том числе и на наличие практического любого запаха, по отношению к селективным измерительным сенсорам. Селективные же сенсоры позволяют определить наличие конкретного определяемого компонента в конкретном запахе, в котором обычно присутствует несколько газовых компонентов. Причем различным типам запаха часто соответствует набор одинаковых газовых компонентов, только соотношения концентраций которых будет различно, что позволяет использовать незначительное количество измерительных сенсоров для определения большого количества типов запаха.
Оценивают интенсивности запаха в условных баллах по величине электрических сигналов отклика каждого измерительного сенсора с использованием градуировочных функций в виде зависимостей интенсивности запаха в условных баллах от величины электрических сигналов отклика, определяют величины пропорциональных соотношений показаний сенсоров между собой в условных баллах, сравнивают величины пропорциональных соотношений показаний сенсоров в условных баллах с величинами таких пропорциональных соотношений, соответствующих определенным запахам, и при совпадении одного из пропорциональных соотношений в пределах погрешностей каждого измерительного сенсора считают, что имеет место соответствующий конкретный запах, интенсивность которого относительно максимальной пропорциональна отношению условных баллов, определенных для любого из сенсоров, к их максимальному значению, представляет собой последовательность операций по обработке показаний линейных сенсоров и линейных градуировочных функций, в результате которой происходит идентификация конкретного запаха и его интенсивность. Соответственно, при этом имеет место небольшое количество вычислительных операций (ввиду линейного характера показаний сенсоров и градуировочных функций), что обеспечивает снижение трудоемкости определения качественного и количественного анализа запаха газовых смесей.
Предлагаемый способ анализа запаха газовых смесей осуществляется следующим образом.
Основной принцип осуществления предлагаемого способа состоит в том, что для каждого конкретного запаха любой интенсивности должно соблюдаться строго определенное пропорциональное соотношение между показаниями всех сенсоров в условных баллах, а при изменении интенсивности запаха или величины сигналов отклика сенсоров в силу линейности характеристик сенсоров изменяется лишь величина показаний каждого сенсора в баллах, то есть каждого члена в определенной пропорциональной зависимости без изменения величины пропорционального соотношения в целом.
Предварительно при помощи ольфактометра осуществляют формирование градуировочных функций, в которых зависимость показаний каждого линейного сенсора (величина сигнала отклика) от изменяющейся интенсивности запаха выражена в условных баллах для каждого определенного запаха, количество которых может быть различно. Так как каждый сенсор является линейным, то и градуировочные функции тоже будут иметь линейный характер и для формирования каждой из них достаточно снять показания только в одной или двух точках. При этом формируют градуировочные функции для каждого измерительного сенсора в условных баллах от нулевого до максимального значения, например, от 0 до 100 баллов, в отношении интенсивности конкретного запаха от нулевой до максимальной, например, соответствующей раздражающему действию запаха в зависимости от величины сигнала отклика сенсора.
На чертеже представлен пример выполнения градуировочных функций для одного из типов запаха (моча кошки) для одного неселективного сенсора (фотоионизационный детектор) и трех селективных (H2S, NH3, NO2). Очевидно, что для каждого конкретного запаха совокупность линейных градуировочных функций будет строго определенной. При этом и в отношении любых одинаковых величин сигналов отклика сенсоров показания измерительных сенсоров в условных балах будут соотноситься в одном и том же пропорциональном соотношении во всем диапазоне изменений этих сигналов.
При обследовании какого-либо объекта при измерении неизвестного запаха неизвестной интенсивности осуществляют измерения электрических сигналов отклика при помощи линейного неселективного измерительного сенсора и линейных различных селективных сенсоров. Обычно ориентируются на показания неселективного сенсора, так как он реагирует практически на любые виды запахов. При этом оценивают показания этого неселективного сенсора в условных баллах для всех заданных определенных запахов, а также для всех селективных сенсоров в условных баллах аналогичным образом для всех заданных определенных запахов. В результате получают множество совокупностей условных баллов, а количество таких совокупностей соответствует количеству конкретных типов запахов, в отношении которых ранее получены конкретные совокупности градуировочных функций. Соответственно для каждой из таких совокупностей определяют величину пропорционального соотношения показаний сенсоров в условных баллах и сравнивают величины этих соотношений с соотношениями, полученными на основе градуировочных функции для каждого конкретного запаха. Если обнаружено, что для какого-то типа запаха имеет место совпадение в пределах погрешностей каждого измерительного сенсора этих пропорциональных соотношений, то делается вывод о том, что обнаружен именно этот запах, интенсивность которого относительно максимальной пропорциональна отношению условных баллов, определенных для любого из сенсоров, к их максимальному значению. В случае отсутствия такого совпадения делается вывод о том, что такой запах отсутствует в базе данных.
Пример осуществления способа
Предварительно получают градуировочные функции для, например, 30 типов запахов для показаний для одного неселективного сенсора (фотоионизационный детектор) и трех селективных (H2S, NH3, NO2). Причем для каждого конкретного запаха имеет место конкретное пропорциональное соотношение между показаниями сенсоров. Для одного из типов запаха (моча кошки), как показано на чертеже, изменение сигнала отклика от сенсоров от 0 до 0,4 милливольт соответствует изменению интенсивности запаха от 0 до 100 условных баллов для неселективного сенсора, соответствующего раздражающему действию запаха. При этом в соответствии с основным принципом заявленного способа, если при показаниях неселективного сенсора 0,4 милливольта имеет место совокупность показаний всех сенсоров в условных баллах 100:60:30:20 (здесь 100 баллов - показание неселективного сенсора, 60, 30, 20 - показания селективных сенсоров), то для такого типа запаха, и только такого типа, любая другая совокупность таких показаний, например, 50:30:20:10 или 25:15:10:5, также будет свидетельствовать только о таком типе запаха.
Например, при измерении неизвестного запаха показания неселективного сенсора составляют 0.2 милливольт. Для градуировочных функций, соответствующих различным запахам в соответствии с сигналами отклика селективных сенсоров таким показаниям неселективного сенсора, могут соответствовать самые различные совокупности показаний сенсоров в условных баллах, например, 100:80:30:20 или 50:40:30:20, которые свидетельствуют об отсутствии таких запахов при измерении, и только в одном случае показания сенсоров в условных баллах 50:30:20:10 свидетельствует, что имеет место конкретный запах, а именно запах мочи кошки, интенсивность которого 50 баллов или половина по отношению к раздражающему уровню запаха.
Предлагаемый способ имеет небольшую трудоемкость за счет уменьшения как количества измерительных сенсоров, так и измерений при формировании градуировочных функций, и, соответственно, уменьшения объема вычислительных операций при сравнительном анализе при том, что имеет место расширение функциональных возможностей за счет возможности определения конкретного типа запаха.
Claims (2)
1. Способ анализа запаха газовых смесей, заключающийся в том, что отбираемые на анализ газовые смеси пропускают через измерительные сенсоры, измеряют при помощи измерительных сенсоров значения электрических сигналов отклика, определяют по совокупности измеренных электрических сигналов с использованием градуировочных функций, полученных на газовых смесях с известным качественным и количественным составом, интенсивность запаха, отличающийся тем, что осуществляют измерения электрических сигналов отклика при помощи линейного неселективного измерительного сенсора и линейных различных селективных сенсоров, при этом оценивают интенсивности запаха в условных баллах по величине электрических сигналов отклика каждого измерительного сенсора с использованием градуировочных функций в виде зависимостей интенсивности запаха в условных баллах от величины электрических сигналов отклика, определяют величины пропорциональных соотношений показаний сенсоров между собой в условных баллах, сравнивают величины пропорциональных соотношений показаний сенсоров в условных баллах с величинами таких пропорциональных соотношений, соответствующих определенным запахам, и при совпадении одного из пропорциональных соотношений в пределах погрешностей каждого измерительного сенсора считают, что имеет место соответствующий конкретный запах, интенсивность которого относительно максимальной пропорциональна отношению условных баллов, определенных для любого из сенсоров, к их максимальному значению.
2. Способ качественного и количественного анализа запаха газовых смесей по п. 1, отличающийся тем, что в качестве неселективного измерительного сенсора используют фотоионизационный детектор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017117170A RU2666009C1 (ru) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | Способ анализа запаха газовых смесей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017117170A RU2666009C1 (ru) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | Способ анализа запаха газовых смесей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2666009C1 true RU2666009C1 (ru) | 2018-09-05 |
Family
ID=63459971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017117170A RU2666009C1 (ru) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | Способ анализа запаха газовых смесей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2666009C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2209425C1 (ru) * | 2002-01-08 | 2003-07-27 | Антоненко Владимир Иванович | Способ распознавания газообразных веществ и устройство для его осуществления |
RU2214591C1 (ru) * | 2002-01-25 | 2003-10-20 | Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия | Способ экспертизы кофе |
RU2267780C1 (ru) * | 2004-05-05 | 2006-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия | Способ распознавания искусственного и натурального апельсинового аромата в соках и напитках |
RU2327985C1 (ru) * | 2007-01-15 | 2008-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия | Способ экспресс-оценки качества ароматных (эфирных) масел и продуктов на их основе |
RU2442158C2 (ru) * | 2010-04-23 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА) | Способ формирования матрицы сенсоров "статического электронного носа" для идентификации мускатного аромата винограда, виноградного сырья и сока |
RU2460077C1 (ru) * | 2011-05-17 | 2012-08-27 | Юрий Николаевич Николаев | Способ определения концентрации газовых компонентов в газовоздушной смеси, соответствующей раздражающему действию запаха, и мультисенсорный газоанализатор непрерывного контроля |
KR20150134665A (ko) * | 2014-05-22 | 2015-12-02 | 삼성전자주식회사 | 냄새를 측정하는 후각 감지 장치 및 방법 |
-
2017
- 2017-05-17 RU RU2017117170A patent/RU2666009C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2209425C1 (ru) * | 2002-01-08 | 2003-07-27 | Антоненко Владимир Иванович | Способ распознавания газообразных веществ и устройство для его осуществления |
RU2214591C1 (ru) * | 2002-01-25 | 2003-10-20 | Государственное образовательное учреждение Воронежская государственная технологическая академия | Способ экспертизы кофе |
RU2267780C1 (ru) * | 2004-05-05 | 2006-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия | Способ распознавания искусственного и натурального апельсинового аромата в соках и напитках |
RU2327985C1 (ru) * | 2007-01-15 | 2008-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия | Способ экспресс-оценки качества ароматных (эфирных) масел и продуктов на их основе |
RU2442158C2 (ru) * | 2010-04-23 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА) | Способ формирования матрицы сенсоров "статического электронного носа" для идентификации мускатного аромата винограда, виноградного сырья и сока |
RU2460077C1 (ru) * | 2011-05-17 | 2012-08-27 | Юрий Николаевич Николаев | Способ определения концентрации газовых компонентов в газовоздушной смеси, соответствующей раздражающему действию запаха, и мультисенсорный газоанализатор непрерывного контроля |
KR20150134665A (ko) * | 2014-05-22 | 2015-12-02 | 삼성전자주식회사 | 냄새를 측정하는 후각 감지 장치 및 방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100570105B1 (ko) | 냄새측정장치 | |
Bro | Multivariate calibration: what is in chemometrics for the analytical chemist? | |
de Souza et al. | A procedure to assess linearity by ordinary least squares method | |
JP2007033132A5 (ru) | ||
Raudienė et al. | Rapid evaluation of fresh chicken meat quality by electronic nose | |
Rieger et al. | Quantifying the uncertainty of on-line sensors at WWTPs during field operation | |
Bockreis et al. | Odour monitoring by the combination of sensors and neural networks | |
RU2666009C1 (ru) | Способ анализа запаха газовых смесей | |
JP5109932B2 (ja) | におい測定装置 | |
EP3150996A1 (en) | Apparatus and method for determining a water hardness value | |
JP4736911B2 (ja) | におい評価装置 | |
Li Voti et al. | Testing procedure for performance evaluation of electronic noses for environmental odour monitoring | |
WO2009029763A3 (en) | Method transfer for automated protein analysis | |
RU2460077C1 (ru) | Способ определения концентрации газовых компонентов в газовоздушной смеси, соответствующей раздражающему действию запаха, и мультисенсорный газоанализатор непрерывного контроля | |
JP4941453B2 (ja) | におい測定装置 | |
JP2003232759A (ja) | におい識別装置 | |
Seifert et al. | A review on innovative procedures for the analysis of data from gas sensor systems and networks | |
JP6346991B2 (ja) | Nmr測定の結果に信号として含まれる情報を抽出するための方法 | |
Correia et al. | Assessment of the determination of heavy metals in organic soil improvers by ICP–OES | |
Burgués et al. | Using net analyte signal to estimate the limit of detection in temperature-modulated MOX sensors | |
Taleuzzaman et al. | Bio-Analytical Method Validation-A Review | |
Jurcovan et al. | Quantification of the analytical parameters and uncertainty budget for traceable measurements of benzoic acid in soft drinks by HPLC method | |
Dentoni et al. | Development of an electronic nose for environmental monitoring: Detection of specific environmentally important gases at their odor detection threshold concentration | |
Seifert et al. | SimSens–A new mathematical procedure for simultaneous analysis of gases with resistive gas sensors | |
Masson et al. | Quality control procedures for chloride and nitrate ions analysis in plant samples by ion chromatography |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190518 |