基於電子鼻技術評定刨花板氣味等級方法初探

本文采（cǎi）用電子鼻（bí）對刨花板氣味進行（háng）檢測，探索一（yī）種更便捷高（gāo）效的人造板氣味檢測方法。定製家具主要原材料為刨花板，因此以刨花板板材作為試（shì）驗（yàn）對象，共收集了183份刨花板樣品。

檢測儀器

德國AIRSENSE公司PEN3型電子鼻（bí） ，主要由取樣操作器、氣體傳感器陣列和（hé）信號（hào）處理係統（tǒng）組成。其中，傳感器陣列由10個不同的金屬氧化（huà）物傳感器（qì）組（zǔ）成（chéng）。PEN3型電子鼻氣味（wèi）檢測的原理：通過（guò）取樣裝置采集樣品的氣味分（fèn）子，並（bìng）流經氣（qì）體傳感器，氣味分子被氣體傳（chuán）感（gǎn）器陣（zhèn）列（liè）吸附，產生信號。生成的信（xìn）號被（bèi）送到信號處（chù）理係（xì）統進行處理和加工，得出各傳感器樣品（pǐn）氣味數據和標準大氣數據的相對電阻率（G/G0）值，最後由設（shè）備自帶軟件輸出檢測結果。通過軟件自帶的數據分析係統，以不同樣（yàng）品的電阻率值為數據基礎對不同氣味等級的樣品進行分類。

分析方法

將電子鼻采集到（dào）的所有刨花板樣品的（de）氣（qì）味數據，分別采用主成分分析法（PCA）、線性判（pàn）別法（LDA）和負荷加載分析（xī）法（Loadings）進行分析（xī）。在用PCA進行分析時（shí），兩個主成分的貢獻率（lǜ）相加大於95%時，則表示最終結果具備較好的分析可行性。LDA分析方法的基本原理是將高維的模式樣本投影到最佳鑒別矢量空間，投影後保證（zhèng）模式（shì）樣本在新（xīn）的子空間有最大的類間（jiān）距離和最小的類（lèi）內距（jù）離，具有分類效果好、易實（shí）現等優點，該分析方法注重類別的分類以及各種組之間的距離（lí）分析。Loadings分析方法（fǎ）通常用來檢（jiǎn）查在PCA空間（由模（mó）型數據中（zhōng）主成（chéng）分變換所得）中傳感器對模型數據分布的影（yǐng）響，即（jí）可判定各（gè）傳感器對分類的貢獻率。

結（jié）果與分析

由圖（tú）2和圖3可知，電子鼻對刨花板氣（qì）味成分有明顯響應，且每個傳感器響應各不相（xiàng）同，表明利（lì）用電（diàn）子鼻PEN3對不同（tóng）的刨（páo）花板氣味進行識（shí）別具（jù）備可行性。圖4為183份刨花板（bǎn）樣品的氣味電子鼻檢測（cè）數據的（de）PCA分（fèn）析圖。從圖4可知，第一主（zhǔ）成分（fèn）軸（橫軸）和第二主成分軸（縱軸）貢獻（xiàn）率（lǜ）分別為81.99%和17.39%，總貢獻率達99.38%，兩個主成分的貢獻率（lǜ）相加大於95%，表示采用此2個主（zhǔ）成分的數據來分析刨花板樣品的氣（qì）味分類情況（kuàng）可行。從圖6中可看出，6號傳感器W1S（對甲基類靈（líng）敏）和7號（hào）傳感器W1W（對硫（liú）化物靈敏）的響應值最大，說明這兩個傳（chuán）感器對PCA分析時第一主成分和第二（èr）主成分的貢獻率最大，也表明在（zài）判別樣品的過程中起到的（de）作用（yòng）最大。

結論與建議

本試（shì）驗發現，不同刨花板樣品的電子鼻（bí）氣味檢測（cè）數據有差異，而且采（cǎi）用PCA分析方法（fǎ）能很好地（dì）分類（lèi）氣味級為0級、1級和4級的刨花板樣品的電子鼻數據，表明采用電子鼻檢測刨花板樣品的氣味等級（jí）具有可行性。建議事先選（xuǎn）擇各種氣味等級的樣本量足夠大的刨花板樣（yàng）品作為數據庫樣本，嚴格（gé）按LY/T 3236—2020方法對樣品氣味進（jìn）行檢測，同時使用電子鼻采集各樣品（pǐn）氣味數據，通過PCA等化（huà）學計量學分（fèn）析方（fāng）法建立樣品按（àn）照LY/T 3236—2020進行氣味等級檢測的結果與電子（zǐ）鼻數據間的（de）模型，形成刨花（huā）板氣味等（děng）級電子鼻檢測數據庫，以實現新樣品的電子鼻快速檢測。

文章來源：廣州質量監督檢測研究院《基於電子鼻技術評定刨花板（bǎn）氣味等級方法初探》