污水中臭味检测方案(感官智能分析)

北京盈盛恒泰科技有限责任公司www.ensoultech.com 北京盈盛恒泰科技有限责任公司 P-PEN3 型便携式电子鼻 -最新的气味分析仪器 电子鼻是模仿人的嗅觉系统，利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统，是20世纪后期兴起的全新的气体分析技术。德国 AIRSENSE 是世界上最早开发商业化电子鼻的公司，其 PEN 系列电子鼻为全世界众多的气味研究者提供了供的解决方案。P-PEN3 是 AIRSENSE 公司最新研发的便携式常态气味分析仪，其在环境恶臭污染和环境有机气体分析方面已经有了广泛的应用。 P-PEN3的应用方向 与恶臭污染的嗅觉测试法建立相关性，以期开发恶臭污染的仪器检测方法。 对污水处理厂和垃圾填埋场的恶臭气体进行在线实时监控。 对突发性恶臭污染事故进行现场快速分析，评估危害程度，划定污染界限。 对生物过滤法污水过程进行监控和评价。 天然气泄漏分析。 大气中有机气体的分析。 化肥厂挥发性气体的管理。P-PEN3的组成P-PEN3主要由取样操作器即气路流量控制系统、气体传感器阵列和信号处理系统三种功能器件组成。取样操作器相当于人的鼻子、传感器阵列相当于嗅觉感受细胞、信号处理系统相当于人的大脑。取样操作器即气路流量控制系统是依靠 AIRSENSE 多年的气体流量控制经验开发的专利技术，主要部件是自动进样泵和流量控制器。它保证了在各种复杂的情况下电子鼻内部气流的稳定，使电子鼻实现了在实验室、在线控制、开放环境等各种复杂状况下正常使用，起着类似于人的鼻子的作用。 气体传感器阵列 P-PEN3 电子鼻采用十个不同的金属氧化物传感器作为传感器阵列，这是电子鼻硬件的核心部分。AIRSENSE 公司是世界上最大的传感器生产厂家之一，经过多年的实践总结，最终决定使用十个不同的金属氧化物传感器作为传感器阵列。 信号处理系统 AIRSENSE 开发的 Winmuster 软件具有K-NN (欧氏距离、玛式距离)、DFA判别函数分析、PCA 主成分分析、LDA线性判别分析、PLS偏最小二乘法、BP-ANN神经元网络等流行算法。 P-PEN3特点 稳定，对于新兴的检测技术，良好的稳定性和实用性是仪器的基础 小巧、便携、高效，这一点对环境监测至关重要特别是野外现场检测 分析时间快，一次循环分析时间不超过1分钟，这得益于 P-PEN3 所使用的传感器的最高耐受温度达 500℃，可以使吸附在传感器上的分子迅速脱除，这也有助于提高传感器的使用寿命 现场在线进样，方便进行污染源监控 常态分析(常态进样、空气作为背景气)，这是与人类的嗅觉建立相关性的基础 可直接接浓度富集装置和气质联用仪，方便开发仪器联用检测技术 自动化程度高，自动调整检测范围(自动稀释样品功能)、自动校正功能、自动浓缩富集功能。 ( 邮编：100055 ) EMAIL： sxd13911789445@163.com www.ensoultech.com PEN3 电子鼻与嗅觉检测法在环境恶臭污染评价中的对比试验 试验介绍 恶臭污染作为世界七大环境公害之一，在全球范围内已受到各国的广泛重视，但是恶臭污染是个非常复杂的问题，到目前为止，各国的标准检测方法还是依靠人的嗅觉系统。本试验就是依靠电子鼻的嗅觉模仿功能，试图建立电子鼻和人的嗅觉测试法之间的相关性，试图研究恶臭污染的仪器分析方法。 试验方法 原理：利用电子鼻和嗅觉测试法，分别对相同臭气源进行多次测试，然后在同一坐标轴上建立两种测试方法的相关 性。 臭气源：从一个基于生物滤池的污水处理厂的三个区域的不同过滤阶段采集臭气作为试验样品。分析方法：电子鼻自带的Winmuster软件，利用欧式距离、玛式距离、PCA主成分分析、PLS 定量分析的方法。 结果分析 用两种方法对一个污水处理厂的P、R、A三个区域的各个处理阶段的臭气进行了检测，电子鼻的PCA主成分分析结果属下(图1) 地址：北京西客站南广场融信大厦2110室 邮编：100055 电话：010-83993592；83993593 传真：010-83993562 EMAIL： sxd13911789445@163.com 技术参数 北京盈盛恒泰科技有限责任公司 图1 从图1可以看出，电子鼻能清楚的将三个区域的臭味分开。图2、图3、图4和图5是及将电子鼻对三个区域的检测结果对嗅觉员的检测结果作相关性曲线。 图2 图3 图4 图5 可以看出，嗅觉测试法和 PEN3 的检测结果有很好的相关性。而且可以看出，对于过滤后的臭味气体，直 ( 邮编：100055 ) 线的斜率偏小，证明电子鼻的灵敏度要比比觉测定法高。 试验结论 1)PEN3 便携式电子鼻可以用来评价污水处理厂的恶臭气体。 2) 电子鼻可以区分不同区域的恶臭污染 3)电子鼻的响应信号强度与嗅觉员的恶臭浓度测试结果有很好的相关 国内某著名大学教授在2004年到2006年3年应用德国 AIRSENSE 公司的 PEN 电子鼻所发表的部分论文举例： 序号 论文题目 发表刊物 1 Electronic nose technique potential monitoring mandarin maturity Sensors and Actuators B-Chemical 2 Detection of adulteration in camellia seed oil and sesame oil using an electronic nose European Journal of Lipid ScienceandTechnology 3 Electronic nose and data analysis for detection of maize oil adulteration in sesame oil Sensors and Actuators B 4 Discrimination of Longjing green-tea grade by electronic nose Sensors & Actuators： B. Chemical 5 Discrimination of Storage Shelf live for Mandarin by Electronic Nose Technique Food Science and Technology (lwt)". 6 Electronic nose assessing tomato maturity Computers and Electronics in Agriculture 7 Mandarin ripeness monitoring and (quality indices evaluation using electronic nose technique Transaction of the ASAE 8 Detection of Stored-grain age and insects-damage for Wheat by Electronic Nose Journal of Stored Products Research 9 Evaluation of peach quality indices using an electronic nose Postharvest Biology and Technology 10 Electronic nose technique potential monitoring mandarin maturity Journal of Food Engineering 11 Identification of Green Tea Grade Using Different Feature of Response Signal from E-nose Sensor Analytica Chimica Acta 12 Identification of Stored-Grain Age Using Electronic Nose By ANN Applied Engineering in Agriculture 13 Optimized of Sensor array and Detection of Stored-grain age for Wheat by Electronic Nose IEEE Sensors Journal---SpecialIssueon Intelligent sensors 14 电子鼻信号特征提取与传感器优化研究 传感技术学报 15 电子鼻用于检测掺假牛奶时其传感器阵列的优化 传感技术学报 16 基于电子鼻的番茄成熟度及贮藏时间评价的研究 农业工程学报 17 电子鼻与电子舌在食品检测中的应用研究进展 农业工程学报 18 基于电子鼻的山茶油芝麻油掺假检测研究 中国粮油学报 19 基于电子鼻的对掺假的“伊利”牛奶的检测 中国食品学报 20 电子鼻技术的研究进展及其在农产品加工中的应用 浙江大学学报：农业与生命科学版 21 电子鼻在食品检测中应用研究的进展 食品发酵与工艺 22 电子鼻无损检测柑橘成熟度的实验研究 食品与发酵工业 23 番茄硬度的电子鼻评价与预测的研究 园艺学报 24 电子鼻传感器阵列优化与谷物霉变程度的检测 传感技术学报 25 电子鼻传感器阵列优化与谷物霉变程度的检测 农业工程学报 邮编：100055 EDU3全自动采样和解吸装置 EDU3 是 AIRSENSE 开发的气体样品富集装置，它通过气路控制系统和吸附剂对样品进行吸附，然后用加热的方法解吸，可达到10---1000陪的吸附作用，从而大大降低检测仪器的检测限，而且通过选择特定的填料，EDU3可以实现选择性吸附，从而屏蔽掉背景和干扰气体。 人的嗅觉系统对大多数的气味物质的嗅阀值是非常底的，在1ppb左右，利用 EDU3的富集作用，可以大大提高 PEN3 电子鼻的敏感性，以达到人的嗅觉系统的嗅阀值。 EDU3可以与气相色谱联用，在分离前先对样品进行选择性富集，从而提高分离的选择性、加快分离时间。 特点及应用： 提高仪器的选择性 降低仪器的检测限 从采样到加热解吸附自动循环 吸附管可以很容易更换 利用软件可以程序采集 一 可独立使用 EDU/GC 联用 电子鼻与 EDU、自动进样器联用 吸附剂：提供不同的吸附物质，通常为 TENAX TA 125克，或者 TENAX/木炭的混合物100/50毫克 管路固定器：固定器固定一个管，可以很容易更换 样品流量： 0.2-0.5L/MIN司可调 样品温度：可调，，一般为30度，最大为100度 解吸附流量：可调，2ML/MIN---200ML/MIN(外置) 解吸附温度：可调，高于250度，清洗期间会更高 样品进样：加热管，温度超过150度，特殊的流体和电路连接器 采样系统：一个内置泵，内置多道电路管，可加热 循环时间：一般为6分钟，全部循环过程包括取样、解吸附、注射、清洗和冷却(200度解吸附温度) 显示：主机含宽大液晶屏显示试验过程，也可接电脑进行操作显示 > 电路界面： TTL/RELAY，连接部件 计算机接口： RS232 接口或者 USB 接口 功率：110-230V或者 12VDC(可选)，最大80W重量：2.3千克 尺寸：230*285*68毫米 操作温度：一般为+5-——40度 操作湿度：相对湿度5%--95%，没有凝结 操作系统：输入参数，系统控制(WIN95、WIN98等) ( > 安全级别：达到IEC61010-1 ) 地址：北京西客站南广场融信大厦电话： 传真： 地址：北京西客站南广场融信大厦电话： 传真： EMAIL： sxdcom