基本信息
书名:电子鼻系统原理及技术
定价:45.00元
作者:魏广芬,余隽,唐祯安
出版社:电子工业出版社
出版日期:2014-07-01
ISBN:9787121231919
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.4kg
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内容提要
本书主要内容包括电子鼻系统的基本原理、电子鼻系统的实验测试平台设计、微热板式气体传感器的结构及其性能测试分析、气体传感器的混合气体响应机理分析、气体传感器阵列信号的特征参数分析和盲分离处理、气体传感器温度调制原理和测试及基于傅里叶变换和Hilbert-Huang变换的动态特征分析技术,以及新的压缩感知理论在电子鼻系统中的应用。书中每章包含了大量反映电子鼻和气体传感器领域的新研究成果和当前研究热点的总结,提供了大量有关实验和算法的详细分析步骤和测试结果。
目录
章 绪论 1.1 气体被测对象 1.2 电子鼻系统 1.2.1 电子鼻系统原理 1.2.2 电子鼻应用及发展 1.2.3 集成化电子鼻芯片 1.3 电子鼻系统关键技术 1.3.1 气体传感器 1.3.2 气体传感器阵列技术 1.3.3 气体信息特征参数的提取 1.3.4 模式识别 1.3.5 温度调制技术 1.3.6 气敏机理及模型的研究 1.4 当前亟待解决的问题 1.5 主要内容简介第2章 电子鼻系统研究测试平台 2.1 实验平台设计 2.2 配气系统 2.2.1 动态配气系统 2.2.2 静态配气系统 2.3 控制测试系统 2.3.1 硬件系统设计 2.3.2 软件界面设计 2.3.3 测试系统的性能 2.4 温度调制实验系统 2.4.1 基于DDS技术的气体传感器温度调制实验系统 2.4.2 基于程控电源的气体传感器温度调制实验系统 2.5 测试 2.6 本章 小结第3章 气体传感器及其性能测试和分析 3.1 半导体气体传感器的发展 3.2 微热板式气体传感器的结构及工艺流程 3.3 微热板式气体传感器的性能测试 3.3.1 工作温度-加热功耗曲线 3.3.2 灵敏度-工作温度曲线 3.3.3 微热板升(降)温曲线 3.3.4 选择性 3.3.5 灵敏度-气体浓度曲线 3.3.6 响应时间和恢复时间 3.3.7 稳定性 3.3.8 预热时间的影响 3.3.9 环境温湿度的影响 3.3.10 对混合气体的响应 3.4 与标准CMOS工艺及气敏材料的制备工艺兼容的微热板 3.4.1 微热板式气体传感器加热材料的选取 3.4.2 钨微热板式气体传感器的加工流程 3.4.3 钨微热板式气体传感器性能测试 3.5 本章 小结第4章 气体传感器的混合气体响应机制 4.1 SnO2薄膜的敏感机理 4.1.1 敏感机理综述 4.1.2 SnO2薄膜 4.2 气敏机理的密度泛函分析 4.2.1 密度泛函理论 4.2.2 计算平台 4.2.3 DFT计算和分析 4.3 微热板式气体传感器的电学响应模型 4.3.1 模型描述 4.3.2 参数优化 4.4 环境中O2的影响分析 4.5 本章 小结第5章 气体传感器特征参数分析 5.1 阵列信号处理方法综述 5.1.1 信号预处理 5.1.2 特征参数优化 5.1.3 模式分类 5.2 稳态响应特征参数 5.3 特征分析 5.3.1 气体传感器响应测量 5.3.2 响应特征分析 5.3.3 电阻和电导参数比较 5.3.4 其他特征分析 5.4 混合气体识别 5.4.1 神经网络模式识别 5.4.2 气体量化识别 5.5 本章 小结第6章 气体传感器阵列信号的盲分离 6.1 盲分离模型的建立 6.1.1 混合气体分析问题描述 6.1.2 盲信号分离问题 6.1.3 混合气体分析的盲可辨识性 6.2 基于盲分离模型的信号处理算法 6.2.1 主成分分析法(PCA) 6.2.2 独立成分分析法(ICA) 6.2.3 非线性主成分分析法(NLPCA) 6.3 二元混合气体的BSS分析 6.3.1 稳态数据的BSS分析 6.3.2 连续测量数据的ICA分析 6.3.3 非线性叠加模型的信号处理探讨 6.4 与BP神经网络的结合 6.4.1 特征选择 6.4.2 特征提取和预处理 6.4.3 在二元混合气体分析问题中的应用 6.5 本章 小结第7章 气体传感器的温度调制技术 7.1 温度调制原理 7.2 温度调制技术现状 7.2.1 温度调制模式的多样化 7.2.2 气体传感器动态响应信号处理技术 7.2.3 动态响应机理分析及建模 7.3 温度调制实验 7.3.1 实验设置 7.3.2 测试结果及分析 7.4 调制信号预处理 7.5 虚拟阵列 7.6 本章 小结第8章 基于傅里叶变换的动态特征分析 8.1 傅里叶变换 8.2 动态信号处理 8.2.1 信号分析 8.2.2 特征提取 8.2.3 特征分析依据 8.3 温度调制模式分析 8.3.1 温度调制实验设计 8.3.2 甲烷和气体特征差异 8.3.3 乙醇和气体特征差异 8.3.4 乙醇和甲烷气体特征差异 8.3.5 模式分析结论 8.4 混合气体检测 8.5 本章 小结第9章 基于Hilbert-Huang变换的动态特征参数分析 9.1 Hilbert-Huang变换 9.1.1 经验模态分解(EMD) 9.1.2 Hilbert谱分析(HSA) 9.2 动态信号处理 9.2.1 信号的HHT分析 9.2.2 瞬时频谱特征 9.2.3 调制周期的影响 9.2.4 其他波形中的应用 9.3 混合气体检测 9.4 本章 小结0章 压缩感知电子鼻系统 10.1 物联网环境下的新需求 10.2 压缩感知理论 10.2.1 稀疏变换 10.2.2 测量矩阵 10.2.3 信号重构 10.3 压缩感知电子鼻系统 10.3.1 原理框架 10.3.2 压缩感知电子鼻系统模拟仿真 10.3.3 压缩感知电子鼻系统中的关键问题 10.4 本章 小结总结与展望参考文献
作者介绍
文摘
序言
我对生物信息学和计算化学领域的研究产生了浓厚的兴趣,而电子鼻系统似乎是这两个领域交叉的一个有趣切入点。我购买《电子鼻系统原理及技术》,是希望能在这本书中找到将化学信息转化为可识别数据的方法论。我非常惊喜地发现,书中对气味分子与传感器之间相互作用的分子机制有非常深入的探讨,这与我所学的化学知识有很好的呼应。特别是关于非特异性传感器的设计理念,以及如何通过组合效应来模拟生物嗅觉的复杂性,让我耳目一新。书中对信号处理和机器学习算法的介绍,也让我看到了如何利用先进的计算方法来解析这些复杂的数据。我特别欣赏书中对模式识别和聚类分析在气味分类和识别中的应用,这让我对如何构建一个能够区分微妙气味差异的系统有了更清晰的认识。
评分我一直在寻找能够帮助我理解人类感官机制的书籍,而《电子鼻系统原理及技术》这本书,以一种创新的方式,让我对“嗅觉”这个原本模糊的概念有了具体的认知。书中并没有简单地罗列传感器,而是深入地探讨了传感器阵列的设计理念,以及如何通过组合不同的传感器来模拟生物嗅觉的复杂性。我被书中关于气味分子与传感器表面相互作用的物理化学过程的讲解所吸引,这让我能够理解为什么不同的材料会对不同的气味分子产生响应。更让我着迷的是,书中对数据处理和模式识别算法的介绍,让我明白了电子鼻是如何将海量的传感信号转化为可识别的“气味指纹”。这本书就像一座桥梁,连接了物理、化学、计算机科学和生物学,让我看到了一个多学科交叉的迷人领域。
评分我最近在研究关于生物传感器方面的内容,偶然间翻到了这本《电子鼻系统原理及技术》。一开始我以为这可能只是介绍一些基础的传感器知识,但当我深入阅读后,才发现它的视野远比我想象的要广阔。书中对不同类型的传感器的原理进行了细致的剖析,从化学传感器到物理传感器,再到生物传感器,都有涉及,并且着重强调了它们在构建电子鼻系统中的协同作用。我特别关注了书中关于传感器阵列设计的部分,了解了如何通过优化传感器的种类、数量和排列方式,来最大化系统的气味识别能力和区分度。此外,书中还详细介绍了信号处理和模式识别的技术,这对于理解电子鼻如何从海量的传感器信号中提取有意义的信息至关重要。我发现,这不仅仅是一本关于传感器的书,更是一本关于如何模拟人类嗅觉功能的系统工程的书。书中对机器学习和人工智能在电子鼻数据分析中的应用也进行了深入探讨,这让我对如何构建更智能、更鲁棒的电子鼻系统有了全新的认识。
评分作为一名对新兴技术充满热情的研究生,我一直在寻找能够引导我进行前沿课题研究的书籍。《电子鼻系统原理及技术》这本书,正是这样一本宝贵的资源。它不仅提供了电子鼻系统设计的理论框架,更重要的是,它展示了许多实际的应用案例和研究方向。我对于书中关于传感器材料的最新进展以及它们在提高电子鼻灵敏度和选择性方面的潜力,感到非常兴奋。同时,书中对机器学习算法在电子鼻数据分析中的应用,也为我提供了许多新的思路。我了解到,如何选择合适的模型,如何进行有效的特征工程,以及如何处理传感器漂移等问题,都是在实际研究中需要重点关注的。这本书的深度和广度,为我未来在电子鼻领域的深入研究打下了坚实的基础。
评分作为一名对创新科技和未来生活方式充满好奇的读者,我一直关注着那些能够改变我们日常生活的技术。《电子鼻系统原理及技术》这本书,无疑就是其中之一。我原本以为电子鼻只是一个听起来很酷的概念,但读完后,我才发现它已经悄然渗透到我们生活的方方面面,从食品安全到医疗诊断,再到环境保护,它的应用前景广阔得令人惊叹。书中对电子鼻系统构成要素的详细介绍,让我能够理解这项技术的实现原理,而书中对各种应用场景的深入剖析,则让我看到了这项技术是如何切实地解决现实问题,提升我们的生活品质。我尤其欣赏书中对未来发展趋势的展望,让我对电子鼻技术在未来可能扮演的角色充满了期待。
评分作为一个在工业领域工作多年的工程师,我一直在寻找能够提高产品质量控制和生产效率的先进技术。当我在一次行业展会上看到关于电子鼻系统的介绍时,我立刻被它在快速、无损检测方面的潜力所吸引。而《电子鼻系统原理及技术》这本书,正好为我提供了深入了解这一技术的绝佳机会。书中详细介绍了电子鼻系统在不同工业场景下的应用,例如食品加工中的品质评估、医药制造中的原料鉴别、以及化工生产中的环境监测等。我尤其关注了书中关于如何针对特定工业需求设计和优化电子鼻系统的章节,这对于我将这项技术引入我自己的工作流程至关重要。书中对传感器选择、阵列布局、数据采集策略和模型训练的详细指导,都为我提供了宝贵的实践参考。我了解到,要成功部署一个电子鼻系统,不仅需要扎实的理论基础,还需要丰富的工程经验,而这本书恰恰兼顾了这两方面。
评分说实话,我之前对“电子鼻”的了解非常有限,只知道它似乎是一种可以检测气味的机器。购买《电子鼻系统原理及技术》纯粹是出于好奇,但读完后,我才意识到自己之前是多么的“井底之蛙”。这本书彻底颠覆了我对气味感知的认知。书中关于气味分子与传感器相互作用的物理化学原理的讲解,让我恍然大悟,原来微小的气味分子竟然能与如此精密的材料产生如此丰富的化学反应。特别是关于传感器响应机制的阐述,让我了解了不同材料的电子、光学、质量等性质是如何随着气味分子的吸附而发生变化的。我被书中对传感器阵列设计的精妙之处深深吸引,作者似乎非常擅长将复杂的概念用清晰的逻辑呈现出来,让我能够一步步理解为何选择特定的传感器组合能带来更佳的识别效果。更让我惊叹的是,书中对数据采集、预处理和特征提取的深入讲解,揭示了如何将原始的传感信号转化为具有区分度的“气味指纹”。
评分我对环境监测和可持续发展领域的研究一直抱有浓厚的兴趣,而气味污染和室内空气质量是其中非常重要的环节。偶然间看到了《电子鼻系统原理及技术》这本书,立刻被它在解决这些问题上的巨大潜力所吸引。书中详细介绍了电子鼻系统在检测和识别挥发性有机化合物(VOCs)等有害气体方面的应用,这对于我理解环境污染物的来源和扩散规律非常有帮助。我尤其关注了书中关于传感器选择和数据分析方法的部分,了解了如何通过电子鼻技术来实时监测空气质量,并为污染治理提供科学依据。书中展示的案例,让我看到了电子鼻在污染源追溯、环境风险评估等方面的实际价值。这本书为我提供了一个全新的工具和视角,来应对日益严峻的环境挑战。
评分一直以来,我对人类的五感之一——嗅觉,充满了好奇。它如此神秘,又如此重要。《电子鼻系统原理及技术》这本书,恰好满足了我对这个领域的好奇心,并给了我一个全新的视角去理解嗅觉。我原本以为电子鼻只是简单的传感器堆砌,但读完后才发现,它是一门集传感器技术、信号处理、模式识别、以及人工智能于一体的综合性科学。书中关于传感器阵列的设计,让我看到了科学家们如何巧妙地利用不同材料的敏感性来捕捉复杂的气味信息。而信号处理和数据分析的部分,则揭示了如何将这些原始数据转化为有意义的“气味图谱”。我尤其喜欢书中对气味识别算法的讲解,让我能够理解电子鼻是如何通过学习和比对来区分不同气味的。这本书就像一本百科全书,让我对电子鼻系统的方方面面都有了深入的了解。
评分这本书我早就想入手了,一直被它的名字吸引。虽然我对“电子鼻”这个概念之前只停留在科幻小说的层面,觉得它是一种能够嗅探各种气味的“机器鼻子”,但《电子鼻系统原理及技术》这个名字,立刻让我觉得它背后蕴藏着深厚的科学原理和前沿的技术。我预想这本书会像打开一扇通往全新感官世界的大门,让我了解那些肉眼看不见、但却真实存在的“味道”是如何被捕捉、分析和转化的。我期待它能深入浅出地解释电子鼻的每一个组成部分,从传感器阵列的多样性,到信号处理的复杂算法,再到数据解读的智能模型,每一个环节都应该有详尽的阐述。我希望它不仅能告诉我“是什么”,更能告诉我“为什么”,比如为什么特定的材料对某些气味特别敏感,为什么需要如此庞大的数据集来训练一个模型,以及在实际应用中,这些技术是如何克服干扰、提高准确性的。我尤其好奇书中会如何探讨电子鼻在环境监测、食品安全、医疗诊断等领域的应用案例,是否会有真实的实验数据和成果展示,让我看到这些看似高深的理论是如何落地生根,解决现实问题的。
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