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医用电子鼻及传感器灵敏度研究

作者：代才莉 Publish: 2007-10-25 Hits:-

【中文题名】

医用电子鼻及传感器灵敏度研究

【英文题名】

Study on Medical Electronic Nose and the Sensitivity of Gas Sensor

【学科专业】

信号与信息处理

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-10-25

【中关键词】

医用电子鼻,乳腺癌,金属氧化物气体传感器,灵敏度,最低检测限,

【英关键词】

Medical Electronic Nose,Mammary Cancer,MOS,Sensitivity,LOD,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>生物传感器、医学传感器

【论文摘要】

电子鼻在环境、食品质量检测等方面都具有广泛的应用。目前,医用电子鼻尚不成熟,仍处于实验室研究阶段。本项目研究并构建了一个医用电子鼻系统,重点研究金属氧化物气体传感器的灵敏度和最低检测限。在此基础上,针对乳腺癌医用电子鼻系统,进行传感器选型和传感器阵列设计。论文从病理学的角度,对医用电子鼻的可行性进行了论证。阐述了医用电子鼻的发展现状,指出其发展中存在的问题,并对其工作原理做出详细介绍。以TGS822为代表,对金属氧化物传感器的性能进行测试,包括其工作电阻的特性、重复性、稳定性等,重点研究其灵敏度和最低检测限特性。研究表明,TGS822对乙醇气体具有较高的灵敏度,最低能够检测到61ppb的乙醇气体。研究了加热电压对TGS822灵敏度的影响,研究表明,随着加热电压由3.5V-5.5V变化,传感器灵敏度先升高后降低,存在一个最佳加热电压。对几种信号采样电路进行比较,分析了采样电路对传感器灵敏度的影响。采用了一种双传感器电路,与传统的分压法相比,传感器的灵敏度得到明显提高。论文以检测乳腺癌为目标,围绕着患者呼气中的挥发性生物标志物,进行了气体传感器的调查研究,最终选定了日本FI...

【论文题纲】

摘要	3-4
ABSTRACT	4-8
1 绪论	8-15
1.1 医用电子鼻的研究背景	8-12
1.1.1 疾病呼吸检测的可行性与优越性	8-9
1.1.2 医用电子鼻在呼吸诊断中的优势	9-10
1.1.3 电子鼻技术日趋成熟	10-12
1.2 医用电子鼻国内外研究现状	12-14
1.3 医用电子鼻发展存在的主要问题	14
1.3.1 疾病标志性气体的确定	14
1.3.2 传感器灵敏度问题	14
1.4 论文的研究内容和目的	14-15
2 医用电子鼻原理	15-31
2.1 生物嗅觉系统原理	15-16
2.1.1 嗅觉产生的机理	15-16
2.1.2 嗅觉系统的结构	16
2.2 电子鼻系统原理	16-17
2.3 传感器阵列	17-23
2.3.1 气体传感器定义	18
2.3.2 传感器分类	18-20
2.3.3 传感器阵列构造	20-22
2.3.4 传感器发展方向	22-23
2.4 信号预处理	23-24
2.5 信号特征提取	24-25
2.6 模式识别算法	25-31
2.6.1 模式识别技术分类	25-27
2.6.2 模式识别方法概述	27-31
3 金属氧化物半导体气体传感器灵敏度研究	31-58
3.1 金属氧化物半导体气体传感器原理及技术指标	31-35
3.1.1 表面电阻式半导体气体传感器的原理	31-33
3.1.2 表面电阻式半导体气体传感器的主要技术指标	33-35
3.2 TGS 822 气体传感器及工作特性	35-41
3.3 TGS822 灵敏度和最低检测限研究	41-47
3.3.1 实验装置	41-42
3.3.2 实验配气方法	42-43
3.3.3 TGS822 的灵敏度研究	43-45
3.3.4 TGS822 的最低检测限研究	45-47
3.4 加热电压对灵敏度的影响	47-50
3.4.1 加热电压对传感器工作电阻的影响	48-49
3.4.2 加热电压对传感器灵敏度的影响	49-50
3.5 采样电路对传感器灵敏度的影响	50-53
3.6 双传感器提高灵敏度实验	53-56
3.6.1 实验原理	53-54
3.6.2 实验过程及结论	54-56
3.7 提高电子鼻系统灵敏度的其他方法	56-58
4 医用电子鼻系统的构建	58-67
4.1 病理学依据	58-60
4.1.1 肝病的特征VOCS 及分类	58-59
4.1.2 乳腺癌特征VOCs 及分类	59-60
4.2 传感器选型	60-63
4.2.1 医用电子鼻对传感器的特殊要求	60-61
4.2.2 传感器型号选择	61-63
4.3 预浓缩方法	63-67
4.3.1 预浓缩的必要性	63-64
4.3.2 预浓缩常用的方法	64-67
5 结论和展望	67-69
5.1 结论	67
5.2 展望	67-69
致谢	69-70
参考文献	70-75
附录	75-78

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.386085



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