多场景适应性电子鼻子用于检测环境气味污染物
Chen Qu1, Zhuoran Zhang2, Jinhua Liu3
1School of Chemistry and Biological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; State Environmental Protection Key Laboratory of Odor Pollution Control, Tianjin Academy of Eco-environmental Sciences, Tianjin 300191, China.
Journal of hazardous materials
|February 21, 2025
概括
开发了一种先进的电子鼻子系统,用于准确的环境监测. 它的场景适应策略显著改善了对各种污染源 (如垃圾填埋场和农场) 的污染物检测.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 传感器技术 传感器技术
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 电子鼻子对于实时环境监测至关重要.
- 确保各种场景的准确性和适用性是一个重大挑战.
- 来自复杂环境的干扰会影响电子鼻子的性能.
研究的目的:
- 开发一种具有多种场景适用性和更高准确性的电子鼻子系统.
- 测量垃圾填埋场,废水处理厂和畜牧场的关键污染物度.
- 提出一个适应场景的策略,以减轻干扰和提高测量精度.
主要方法:
- 一个层次结构化的定性场景特定子网络被设计用于处理传感器数据.
- 随机森林和支持矢量机算法用于场景分类.
- 随机森林回归和人工神经网络用于在特征选择后预测污染物度.
主要成果:
- 随机森林在所有场景中对176个样本进行分类,实现了100%的准确性.
- 适应场景的策略为污染物预测产生了R2值>0.88.
- 与统一模型相比,观察到平均绝对百分比误差 (MAPE) 的减少至少为15%.
结论:
- 拟议的场景适应策略有效地提高了电子鼻子在各种环境场景中的性能.
- 这种方法最大限度地减少了干扰的影响,从而使污染物监测更强大,更准确.
- 该研究为开发适应性和可靠的电子鼻子系统为环境应用提供了基础.
