基于相空间的MOS气体传感器信号特征分析开题报告
2020-04-23 19:56:54
1. 研究目的与意义(文献综述)
电子鼻是一种模拟生物嗅觉的气体气味分析仪器,相对于传统的气体分析仪器,其具有分析快速、操作简单、可便携、成本低等优点,可应用于食品质量检测与控制、环境监测、公共安全、医疗卫生、航空航天等一系列国家重大需求领域。电子鼻中最核心的组成部分是气体传感器阵列,其中金属氧化物气体传感器是应用最广泛的一类传感器。但电子鼻技术应用推广中存在许多科学技术瓶颈。本文分析和探讨了电子鼻技术应用研究中的一个问题:气体传感器响应信息提取的研究。
在气体传感器响应信息提取的研究中,我们分别在时域空间和相空间中分析了传感器响应曲线的特性。时域空间中,通过分析响应曲线积分信号、差分信号、微分信号以及二次微分信号中各时刻对应的特征参数的信息含量与相关性,而建立起来的快速特征参数提取方法,虽然可以满足应用需求,但是这种特征提取方法获取的样本信息量有限,为了尽可能多的获取样本信息,我们需要在相空间中分析传感器响应动力学的特性。相空间是动力学系统分析中的一个核心概念,相空间可定义为用传感器的观测变量和该观测变量的变化速率组成空间来描述传感器的响应曲线。
时域空间中,一般采用传感器电导(gt)随时间的变化关系或传感器敏感度(st)随时间的变化关系,来表示传感器对气体的响应。相空间中,采用传感器的敏感度与敏感度的变化速率来描述传感器的响应曲线。相空间的响应曲线,在曲线形状上呈现明显不同。尽管同一气体浓度下响应曲线的幅值变化很大,但是同一类别气体响应曲线的形状非常相似不同类别气体响应曲线的形状差别较大。因而相空间中传感器响应曲线的形状与气体类别有关,与气体浓度无明显关系。
2. 研究的基本内容与方案
研究内容
本研究通过特征参数的提取,得到相空间中的响应曲线,与时域空间中响应曲线对比,对信号特征分析
研究目标
3. 研究计划与安排
第1-2周:收集资料、文献查阅。根据研究课题查阅相关文献资料,明确研究课题内容,了解相关课题的国内外最新研究进展。
第3-4周:完成开题报告和英文文献翻译。结合实验室现有研究进展以及实验室设备条件,设计实验方案,开展前期可行性试验,完成开题报告;选取与课题相关的英文文献进行查阅,熟悉专业词汇并对全文进行翻译。
第5-10周:开展实验。根据确定的实验方案购买相关传感器。测试数据。
4. 参考文献(12篇以上)
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[2] sungkwon choa, dai-hong kimb, byoung-sun leeb,et al. ethanol sensors based on zno nanotubes with controllable wall thicknessvia atomic layer
deposition, an o2 plasma process and an annealing process[j]. sensorsand actuators b. 2013, 162: 300-306.