工作原理

　　電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號預(yù)處理和模式識別三部分組成。某種氣味呈現(xiàn)在一種活性材料的傳感器面前，傳感器將化學(xué)輸入轉(zhuǎn)換成電信號，由多個傳感器對一種氣味的響應(yīng)便構(gòu)成了傳感器陣列對該氣味的響應(yīng)譜。顯然，氣味中的各種化學(xué)成分均會與敏感材料發(fā)生作用，所以這種響應(yīng)譜為該氣味的廣譜響應(yīng)譜。為實現(xiàn)對氣味的定性或定量分析，須將傳感器的信號進行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(消除噪聲、特征提取、信號放大等)后采用合適的模式識別分析方法對其進行處理。理論上，每種氣味都會有它的特征響應(yīng)譜，根據(jù)其特征響應(yīng)譜可區(qū)分小同的氣味。同時還可利用氣敏傳感器構(gòu)成陣列對多種氣體的交叉敏感性進行測量，通過適當(dāng)?shù)姆治龇椒?，實現(xiàn)混合氣體分析。

　　電子鼻正是利用各個氣敏器件對復(fù)雜成分氣體都有響應(yīng)卻又互不相同這一特點，借助數(shù)據(jù)處理方法對多種氣味進行識別，從而對氣味質(zhì)量進行分析與評定。

　　電子鼻識別的主要機理是在陣列中的每個傳感器對被測氣體都有不同的靈敏度，例如，一號氣體可在某個傳感器上產(chǎn)生高響應(yīng)，而對其他傳感器則是低響應(yīng)；同樣，二號氣體產(chǎn)生高響應(yīng)的傳感器對一號氣體則不敏感，歸根結(jié)底，整個傳感器陣列對不同氣體的響應(yīng)圖案是不同的，正是這種區(qū)別，才使系統(tǒng)能根據(jù)傳感器的響應(yīng)圖案來識別氣體。

　　電子鼻的工作可簡單歸納為：傳感器陣列－信號預(yù)處理－神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和各種算法－計算機識別(氣體定性定量分析）。從功能上講，氣體傳感器陣列相當(dāng)于生物嗅覺系統(tǒng)中的大量嗅感受器細胞，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和計算機識別相當(dāng)于生物的大腦，其余部分則相當(dāng)于嗅神經(jīng)信號傳遞系統(tǒng)。

　　電子鼻技術(shù)響應(yīng)時間短、檢測速度快，不像其它儀器，如氣相色譜傳感器、高效液相色譜傳感器需要復(fù)雜的預(yù)處理過程；其測定評估范圍廣，它可以檢測各種不同種類的食品；并且能避免人為誤差，重復(fù)性好；還能檢測一些人鼻不能夠檢測的氣體，如毒氣或一些刺激性氣體，它在許多領(lǐng)域尤其是食品行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用。并且目前在圖形認知設(shè)備的幫助下，其特異性大大提高，傳感器材料的發(fā)展也促進了其重復(fù)性的提高，并且隨著生物芯片、生物技術(shù)的發(fā)展和集成化技術(shù)的提高及一些納米材料的應(yīng)用，電子鼻將會有更廣闊的應(yīng)用前景。