基于便携式电子鼻的白酒快速识别开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

白酒气味芳香纯正，酒精含量较高，属日常消费品。目前，绝大多数酿酒企业对白酒的品鉴依靠人的感官鉴定，其鉴定标准模糊，同时人的感官容易受到环境、情绪、身体状况等影响。另一种白酒品质检验的方法是化学分析，例如qi peng等^[1]采用气相色谱技术（gc）对不同产地的铜山高粱酒进行了鉴别。化学分析法设备复杂、成本高、周期长，不适合白酒的在线、快速测量。

电子鼻是一种利用气体传感器阵列来识别气体种类的系统，它具有检测速度快，重复性好，客观性好等优点，在食品行业中越来越受到重视。周红标等^[2]采用5只商业tgs金属氧化物（mos）气体传感器实现了对4种商业白酒的识别。王立川等^[3]利用7只tgs传感器分析测量了7种市售白酒，重点研究了白酒蒸发温度对动态测试过程的影响。陈秀丽等^[4]采用4只mos商业传感器对3种白酒进行了识别，识别率分别为90%。macias等^[5]利用4只tgs传感器对3种不同浓度葡萄酒进行了分类。上述研究存在的最大问题在于传感器为mos商业传感器，这些传感器原本用于各种报警电路，作为白酒测量体积大、功耗高，无法实现电子鼻设备的微型化和便携性。为了将实验室测试平台微型化，以利于商业应用，国内外研究者也做了大量的尝试，例如l.c. wang等^[6]研制了一种可识别日本清酒、高粱酒、威士忌和医用酒精的电子鼻，体积为28cm×18cm×12cm，重量为540g。这种电子鼻内置泵吸式采样系统，因而体积、重量均较大，且造价昂贵是限制其商业应用的最大障碍。一些进口电子鼻系统，如pen3^[7]、mk3.3.0等，存在与之相同的问题。

本次课程设计采用了一种基于顶空采样的新型便携式电子鼻。该电子鼻包含一个8阵列不同掺杂纳米sno2气体传感器，电子鼻尺寸为Ф6.0×2.5cm，总量仅50g。携带方便。通过在相同测量条件下对不同品牌的白酒进行测量，采用主成分分析法（pca）对电子鼻信号进行分析，应用人工神经网络（ann）对白酒进行识别，检验该电子鼻是否具有快速准确识别酒类的功能。通过在不同加热温度下对相同品牌、不同系列的白酒进行测量，采用主成分分析法（pca）对电子鼻信号进行分析，进一步研究测试温度和样品准备过程对电子鼻测试的影响，进而优化电子鼻测试方法。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

为了了解该电子鼻对白酒种类的识别情况，用该电子鼻对多种白酒进行测量。记录测试时间，样品用量等过程。采用主成分分析法（pca）对电子鼻信号进行分析，应用人工神经网络（ann）对几种白酒进行识别。通过识别率了解该新型电子鼻对白酒种类的识别情况。

为了了解样品加热温度对白酒种类的识别情况，进一步提高测量难度，用该电子鼻对同一品牌的不同星级、不同陈酿时间的白酒进行测量。采用主成分分析法对电子鼻信号进行分析，通过测量结果的聚类情况了解加热温度对白酒种类的识别情况。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定 技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，实现电子鼻白酒测量。

第9－12周：电子鼻信号处理、模式识别算法的实现。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] qi peng, rungang tian, feiran chen, et al.discrimination of producing area of chinese tongshan kaoliang spirit usingelectronic nose sensing characteristics combined with the chemometrics methods[j]. food chemistry, 2015 (178) :301–305.

[2] 周红标，张宇林，丁友威等. 自适应概率神经网络及其在白酒电子鼻中的应用[j] . 智能系统学报，2013,4:177-182.

[3] 王立川，张覃轶，黄伟. 蒸发温度对电子鼻白酒评价的影响研究[j] .传感器与微系统，2011,30(7):13-15.