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基于气体传感器阵列对有毒气体的定性识别

时间:2022-02-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:本实验中SAW气体传感器阵列针对3种VOC的不同浓度进行了测量,每种VOC浓度依次从饱和蒸汽浓度逐渐用载气稀释到50% SVC的6个不同的浓度值,共18种浓度。对甲醇、乙醇和异丙醇的定性识别网络的训练过程如图6-12所示,在步长为8时,误差已经低于1026,训练速度很快。由表6-3可知传感器阵列对于甲醇,乙醇和异丙醇的定性判别完全正确。
基于气体传感器阵列对有毒气体的定性识别_质量敏感型有毒有

本实验中SAW气体传感器阵列针对3种VOC的不同浓度进行了测量,每种VOC浓度依次从饱和蒸汽浓度(100% SVC)逐渐用载气稀释到50% SVC的6个不同的浓度值,共18种浓度。在BP-ANN分析中,选取其中9个浓度的样本作为训练样本,其余9个浓度的样本作为测试样本。在测试样本的挑选中,为保证样本的均衡性和可比性,间隔的选取不同浓度的测量样本作为测试样本,其余样本作为训练样本。

BP-ANN算法中采用了3层网络,输入神经元为3个,对应不同的3个传感器阵列的特征值;隐层神经元个数为10;输出层含3个神经元,每个神经元代表一种VOC,(1,0,0)代表甲醇,(0,1,0)代表乙醇,(0,0,1)代表异丙醇。隐层神经元和输出层神经元的激励函数分别采用正切Sigmoid函数(tansig)和线性函数purelin。网络训练采取了L-M反向传播算法,即采用trainlm函数训练网络。输入训练样本,当网络收敛到规定的误差指标时,停止训练,固定网络权值和节点阈值;然后将测试样本输入经过上述训练的网络,从而得到预测的结果。对甲醇、乙醇和异丙醇的定性识别网络的训练过程如图6-12所示,在步长为8时,误差已经低于10−26,训练速度很快。

图6-12 甲醇、乙醇和异丙醇定性识别网络的训练过程

将测量样本输入上述训练的网络后,得到甲醇、乙醇和异丙醇的定性识别的预测结果,如表6-3所示。对于定性识别而言,预测值大于0.7视为1,预测值小于0.3视为0,预测值介于(0.3,0.7)之间视为预测出错。由表6-3可知传感器阵列对于甲醇,乙醇和异丙醇的定性判别完全正确。

表6-3 甲醇、乙醇和异丙醇的定性预测结果

(续表)

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