基于车用材料气味识别的阵列电子鼻开发

童丽萍，徐树杰，刘伟，王雷，刘雪峰，崔晨

基于车用材料气味识别的阵列电子鼻开发

童丽萍，徐树杰，刘伟，王雷，刘雪峰，崔晨

（中国汽车技术研究中心有限公司 中汽数据有限公司，天津 300300）

为满足汽车厂家和消费者对汽车内材料气味等级快速检测的要求，文章设计了一种便携的传感器阵列电子鼻，经传感器筛选和多指标阵列优化采用了8种金属氧化物半导体（MOS）型气体传感器。使用了中值滤波和Savitzky-Golay滤波两种方法对传感器信号进行降噪处理；结合各传感器响应强度，综合分析各传感器的变异系数、相关系数和因子载荷矩阵指标后进行阵列优化；比较了K最近邻法和支持向量机法对车用材料气味等级的识别效果，改进后的K最近邻法对气味等级的识别正确率可达86.2%，从而实现了车用材料气味等级的在线检测和识别功能。

电子鼻；气味等级评价；车用材料；传感器阵列优化；模式识别算法

前言

车内空气质量关乎乘客健康，各汽车消费大国对此高度关注[1]。目前，通过专业人员进行化学实验分析结合人工判别是目前国际上对车用材料气味评价的主要手段[2]。但已有检测和评价方法存在可重复性差、结果缺乏确定性和一致性、费用高、对评价人员专业要求较高等缺点[3]。电子鼻是受生物嗅觉原理启发，在结构和功能上模仿哺乳动物嗅觉系统的现代检测仪器，相比于传统的气味检测和分析仪器或方法，其具有快速、便携、智能等特点，已广泛应用到国防和工业安全、食品安全、环境监测、疾病诊断和产品质量控制等众多领域[4]。……