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惡臭電子鼻:城市環(huán)境治理的新手段

更新時(shí)間:2024-12-18      點(diǎn)擊次數(shù):417
  惡臭電子鼻,又稱惡臭在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),是一種模仿人類嗅覺(jué)系統(tǒng)的智能仿生電子儀器。它通過(guò)傳感器陣列將被檢測(cè)氣體轉(zhuǎn)化為電信號(hào),并利用多元統(tǒng)計(jì)方法對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)揮發(fā)性氣體的分析、檢測(cè)和識(shí)別。惡臭電子鼻結(jié)合了傳感技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),能夠在多種混合氣體環(huán)境中快速、準(zhǔn)確地辨認(rèn)出各種惡臭氣體的濃度,并作出定量分析和及時(shí)報(bào)警。
 
  一般由供電單位、采樣單元、樣氣過(guò)濾單元、傳感器檢測(cè)單元、數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元和傳輸單元等組成。其工作流程為:惡臭氣味分子被傳感器檢測(cè)單元陣列吸附,產(chǎn)生信號(hào),這些信號(hào)被送到信號(hào)處理子系統(tǒng)進(jìn)行處理和加工,最終由模式識(shí)別子系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理的結(jié)果作出判斷。具有靈敏度高、重復(fù)性好、體積小、便于網(wǎng)格化布設(shè)等特點(diǎn),是城市環(huán)境治理中的工具。
 
  技術(shù)原理:
 
  惡臭電子鼻的技術(shù)原理主要包括傳感器技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
 
  1、傳感器技術(shù)
 
  傳感器通過(guò)感知?dú)怏w分子吸附產(chǎn)生的信號(hào),將氣體信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)?,F(xiàn)代惡臭電子鼻普遍采用廣譜型傳感器技術(shù),如MEMS傳感器,通過(guò)多個(gè)氣敏陣列傳感器組成傳感器陣列,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種惡臭氣體的同時(shí)檢測(cè)。這些傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),能夠確保準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
 
  2、模式識(shí)別技術(shù)
 
  模式識(shí)別技術(shù)用于對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行處理和分析,以實(shí)現(xiàn)對(duì)惡臭氣體的識(shí)別和定量檢測(cè)。惡臭電子鼻采用多元統(tǒng)計(jì)方法和人工智能算法,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等,對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和建模,構(gòu)建惡臭氣體的指紋圖譜。通過(guò)比對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和指紋圖譜,可以準(zhǔn)確識(shí)別出惡臭氣體的種類和濃度。
 
  3、數(shù)據(jù)處理技術(shù)
 
  數(shù)據(jù)處理技術(shù)用于對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析,以提取有用的信息。惡臭電子鼻通過(guò)大數(shù)據(jù)智能分析和人工智能學(xué)習(xí)模型,綜合利用多種氣象數(shù)據(jù)和污染源數(shù)據(jù),構(gòu)建惡臭指紋庫(kù)和污染溯源模型。這些模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)惡臭污染的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和溯源,為城市環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。
 
  惡臭電子鼻在城市環(huán)境治理中具有廣泛的應(yīng)用前景,以下是一些典型的應(yīng)用案例。
 
  1、石油化工企業(yè)
 
  石油化工企業(yè)是惡臭污染的主要來(lái)源之一,通過(guò)安裝惡臭電子鼻,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廠區(qū)內(nèi)的惡臭氣體濃度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理泄漏問(wèn)題。
 
  2、垃圾處理設(shè)施
 
  垃圾處理設(shè)施是城市惡臭污染的重點(diǎn)區(qū)域之一,通過(guò)安裝,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)垃圾處理過(guò)程中的惡臭氣體濃度,指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)企業(yè)開(kāi)展異味管控工作。
 
  3、城市街道和居民區(qū)
 
  城市街道和居民區(qū)是居民生活的主要區(qū)域,惡臭污染直接影響居民的生活質(zhì)量。通過(guò)安裝惡臭電子鼻,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)街道和居民區(qū)的惡臭氣體濃度,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理污染源。例如,在一些城市的主要街道和居民區(qū)安裝惡臭電子鼻,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中惡臭氣體的濃度,并向相關(guān)部門發(fā)出預(yù)警,以便及時(shí)采取措施進(jìn)行治理。
 
  惡臭電子鼻在城市環(huán)境治理中具有諸多優(yōu)勢(shì):
 
  1、準(zhǔn)確性高:采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)和模式識(shí)別算法,能夠準(zhǔn)確識(shí)別和定量檢測(cè)惡臭氣體,提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。
 
  2、實(shí)時(shí)性強(qiáng):能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理惡臭污染問(wèn)題,避免了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的滯后性。
 
  3、智能化程度高:惡臭電子鼻結(jié)合了大數(shù)據(jù)智能分析和人工智能學(xué)習(xí)模型,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)惡臭污染的智能化管理,提高了治理效率。
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