人工味觉系统——电子舌的研究

电子舌是一种化学分析仪器，它由一个具有部分专一性的电子化学传感器阵列和一个合适的模式识别系统组成，能识别单一的或混合的溶液。客观的需要、传感器技术的现状和人对味觉过程的理解程度决定了电子舌的产生和发展。由味觉传感器获取溶液信息，经过预处理电路及特征提取后，对其进行信息处理是人工味觉的另一主要个内容。 本文首先介绍了味觉感受的生理基础，接下来介绍了电子鼻的概念和发展、人工味觉系统结构和发展概况、电子舌信号处理的发展概况、电子舌的一些典型模式识别方法。 第三章主要介绍了实验所要用到的算法和软件。其中算法有神经网络，混沌，主成分分析(PCA，Principal Components Analysis)和偏最小二乘法(PLS，Partial Least Square)。软件用到的是LABVIEW和MATLAB。 第四、五、六章分别介绍了实验设计的三种不同的电子舌系统——基于混沌理论的电子舌、基于伏安法的电子舌和混合电子舌。基于混沌理论的电子舌主要是根据混沌对初始参数的敏感性设计的，加入不同味觉物质时候膜振荡波形的尖峰间隔序列不同，相对应的吸引子图也就不同，由此可区分不同味觉物质。基于伏安法的电子舌是使用多电极脉冲伏安法测得电极响应，然后用PCA算法来对结果进行区分，这个可应用于区分不同饮料。混合电子舌应用在海水重金属元素检测，采用一种新的电极——硫属玻璃电极作为工作电极来检测海水重金属元素，最后采用PCA、BP算法对结果进行分析比较。