电子鼻-SmartNose series

概述

电子鼻也可以称为气味分析仪或者气味指纹分析仪，是20世纪90年代中期发展起来的一种用于分析、识别气味物质总体特征的新型检测仪器。THINKSENSO&SENSO电子鼻是基于仿生模拟原理，采用多种非特异性传感器获取样品多层次特征信息，通过计算机模式识别模糊判断的方式针对不同样品的气味进行区分辨别的智能感官分析设备。

THINKSENSO&SENSO电子鼻检测技术主要是利用气敏传感器阵列对所测样品的所有挥发出的气体成分进行整体响应。主要可分为五个部分，即包括样品的采集、传感器阵列、信号处理呈现、模式识别和数据处理。理想状态下的电子鼻传感器可以达到与人类鼻子相比拟的灵敏性，以及可以具有可重复性和稳定性高等优良性能。当所测样品的挥发性气体经过传感器阵列时，所有的传感器与挥发的气体发生一系列物理化学反应通过转化为信号被采集并记录下来。气体化合物通过在传感器表面不断被吸附和洗脱，一直保持着动态的平衡。电子鼻可以通过对样品挥发性成分进行检测来反映整体的信息，也可以通过观察比较不同传感器对不同样品物质响应信号的不同，来大致反映所测样品的挥发性气体含有某一类组分的气体。

原理图：

电子鼻的主要检测对象是挥发性的风味物质。电子鼻检测系统中配备的10~14或更多个不同的金属氧化物传感器对醇类、醛类、烷烃类、碳氧化合物、氮氧化合物、芳香类化合物等有机物质有很好的选择性。当一种或多种风味物质经过电子鼻时，该风味物质的“气味指纹”能被传感器感知并经过特殊的智能模式识别算法提取。不同风味物质的“气味指纹”信息不同，某些特定的风味物质（样品的特征风味）可以表征样品在不同的原料产地、不同的收货时间、不同的加工条件、不同存放环境等多变量影响下的综合质量信息。样品气味可以被电子鼻检测系统学习和识别。用户通过PCA、DFA、SIMCA、PLS、Euclidean Dis欧氏距离、CORRELATION相关系数、MAHALANOBIS马氏距离、DP dis个体识别率、DI dis区分指数、Scores Dd得分值分离度、Eigenvalue Dd特征值分离度等等“LDA、ISOMAP、LLE、LE、SVM、KNN、TSNE、DBSCAN、K-Means、BP神经网络等等”自带的智能算法就能直观的得测试结果图。电子鼻主要适用于检测含有挥发性物质的液体、固体样品。

应用领域：

食品：酒类，饮料，茶叶，水产品，畜产品，禽肉蛋制品，蜂产品， 食用油，粮食贮存，果蔬及加工产品，乳及乳制品，调味料及发酵食品，各种汤料，香精香料，保健食品等。

制药：中药原料鉴别，中药饮片品质控制，西药配方，气味分析等。

烟草：各种药草的产地、等级、品种判断、成品烟烟气分析。

化工：化妆品，化工原料等品质及工艺控制等。

环境：恶臭污染，气体泄漏，污水气味监控和现场检查。

医疗诊断：通过病人呼出气体检查响应疾病，肿瘤筛查，消化功能等。

主机技术参数

1. 传感器：传感器14以及更多高温金属氧化物传感器

2. 传感器核心工作温度：200~500℃。

3. 传感器气室：传感器舱室材料为铝合金腔体。

4. 气源：外接空气发生器或钢瓶。

5. 压力调节范围：0.05-0.15MP，推荐0.1MP。

6. 样品检测流量： 0.01~2.00L/min 可调。

7. 传感器清洗流量：0.01-6.00L/min 可调。

8. 采样系统：利用进样针、定量环（10ml）和空气压缩机（或钢瓶）进行采样。利用进样针采样后，注入定量环中，利用气压把被测样品和过滤后的载气一起带入到检测气室。

9.采样系统寿命：非耗材，连续工作时间（满负荷，24小时不间断测试）160000小时以上。

10.数据采集分析软件：可以调节检测流量，设置采集时间；可以任意选择测试的传感器以及显示样品的相应曲线和雷达分布图。传感器贡献率分析等等20余种分析及模式识别方法。。

11.连续工作：电子鼻主机可连续保持不断电状态，测试性能稳定，不受影响。

12.应用领域：适用于检测含有挥发性物质的气体、液体和固体样品。在酒类、饮料、茶叶、水产品、畜产品、禽蛋肉制品、蜂产品、食用油、粮食、果蔬及加工品、乳制品、调味品及发酵食品、各种汤料、香精香料、保健食品等食品的品质和质量控制，真假辨别，货架期和新鲜度评价，原产地保护，不同品牌、不同品种和不同加工方法样品的区分辨别，样品感官属性的定性和定量分析等方面得到了充分的应用。

14.主机尺寸：495mm*245mm*410mm

15.主机重量：15KG

16.主机功率：80W

自动进样器技术参数

1.进样方式：全自动顶空进样（软件预设进样程序）

2.进样器工位：30位

3.顶空瓶规格：40ml

4.进样器尺寸：565mm*460mm*455mm

5.进样器重量：35KG

6.进样器功率：100W

应用举例：

智能电子鼻以其稳定性、客观性、普遍性、可重复性的优点，可以作为经典人工感官评价的有效补充和延申。以下是部分案例，谨为抛砖引玉，希望能对您的应用开发有所启发。

1.电子鼻-SmartNose在判断产品相似度中的应用

判别函数分析（LDA）结果图中，图中各个样品分布在图中的不同区域内，且相互之间没有重叠，重复性较好；DI值为100.00%，说明每个样品可以被区分开。可以看到样品3（柠檬蒸馏酒）和4（芒果蒸馏酒）聚集在一起，样品8芒果米酒（不锈钢陈酿）和9芒果酒（橡木桶陈酿）聚集在一起，样品5（种植大果山楂酒）6（猕猴桃酒）7（丹桂酒）被划分到同一区域中，样品1（银桂酒）2（柠檬发酵酒）10（丹桂酒）则在另一区域中。综合上述结果来看，各个种类的果酒在滋味上是有区别的；蒸馏法制得的酒在滋味上相近，说明酒的制作方式（蒸馏与非蒸馏）对酒的滋味具有一定的影响，不同种类蒸馏酒之间的差异小于同种原料不同制作方式的样品。

2. 电子鼻-SuperNose在黄酒异样品排查中的应用

由不同黄酒样品传感器响应雷达图可知，A1/A2/A3号样品的雷达图较为接近，A4与这3种样品的气味响应信号相差较大。他们的气味差异主要体现是在1、2、4、6、7、9、10、11号传感器上。对于四个样品来说，进行传感器优化，优化的传感器结果为：S11_P_S7_P_S6_P。PCA图中，横坐标表示第一主成分所占整体信息量的百分比，纵坐标表示第二主成分所占整体信息量的百分比。在图中DI值为94.63 %,说明主成分分析法的整体区分效果很好，主成分1和主成分2的总贡献率为99.95%，基本可以代表样品全部信息。图中，各样品的重复性较好。此外，样品1-3聚集在一起，4单独在自己的区域，说明样品1-3的气味信息比较相似，4和他们区别较大。说明在生产过程中，1/2/3号阶段均生产正常，4号时出现了生产异常，需要排查问题关键所在。

3. 电子鼻-iNose在八角含量预测中的应用

以样品实际质量分数为横坐标，电子鼻输出结果为纵坐标，进行PLS线性拟合，相关系数达到0.9896，其预测八角液质量分数平均相对误差为6.8%，小于10%。对于香料这样一个组成和结构非常复杂的植物组织，可以认为，模型较好地预测了八角煮制液的质量分数。

4. 电子鼻-iNose在鸡肉检测中的应用

在图中DI值为94.2%,说明主成分分析法的整体区分效果很好。样品2、3的气味较为相近，1、4号样品的气味与这两个样品有较大差异。结合人的感官认知结果，4号样品气味佳，2、3号样品的气味较差，这与电子鼻结果中2、3号样品离得较近，而与其他样品离得较远相一致。根据实验结果可以推测，与糖进行美拉德反应要想得具有较佳气味的产物，需要鸡肉蛋白酶解控制在一定的分子量，酶解过度（样品3）或不足（样品2）都可能导致反应产物气味不佳。