本文采用電子鼻對刨花板氣味進(jìn)行檢測,,探索一種更便捷高效的人造板氣味檢測方法,。定制家具主要原材料為刨花板,因此以刨花板板材作為試驗對象,,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 ,主要由取樣操作器,、氣體傳感器陣列和信號處理系統(tǒng)組成,。其中,傳感器陣列由10個不同的金屬氧化物傳感器組成,。PEN3型電子鼻氣味檢測的原理:通過取樣裝置采集樣品的氣味分子,,并流經(jīng)氣體傳感器,氣味分子被氣體傳感器陣列吸附,,產(chǎn)生信號,。生成的信號被送到信號處理系統(tǒng)進(jìn)行處理和加工,得出各傳感器樣品氣味數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)大氣數(shù)據(jù)的相對電阻率(G/G0)值,,最后由設(shè)備自帶軟件輸出檢測結(jié)果,。通過軟件自帶的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),以不同樣品的電阻率值為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)對不同氣味等級的樣品進(jìn)行分類,。
分析方法
將電子鼻采集到的所有刨花板樣品的氣味數(shù)據(jù),,分別采用主成分分析法(PCA)、線性判別法(LDA)和負(fù)荷加載分析法(Loadings)進(jìn)行分析,。在用PCA進(jìn)行分析時,,兩個主成分的貢獻(xiàn)率相加大于95%時,則表示最終結(jié)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,,投影后保證模式樣本在新的子空間有最大的類間距離和最小的類內(nèi)距離,具有分類效果好,、易實現(xiàn)等優(yōu)點,,該分析方法注重類別的分類以及各種組之間的距離分析。Loadings分析方法通常用來檢查在PCA空間(由模型數(shù)據(jù)中主成分變換所得)中傳感器對模型數(shù)據(jù)分布的影響,,即可判定各傳感器對分類的貢獻(xiàn)率,。
結(jié)果與分析
由圖2和圖3可知,電子鼻對刨花板氣味成分有明顯響應(yīng),,且每個傳感器響應(yīng)各不相同,,表明利用電子鼻PEN3對不同的刨花板氣味進(jìn)行識別具備可行性。圖4為183份刨花板樣品的氣味電子鼻檢測數(shù)據(jù)的PCA分析圖,。從圖4可知,,第一主成分軸(橫軸)和第二主成分軸(縱軸)貢獻(xiàn)率分別為81.99%和17.39%,,總貢獻(xiàn)率達(dá)99.38%,兩個主成分的貢獻(xiàn)率相加大于95%,,表示采用此2個主成分的數(shù)據(jù)來分析刨花板樣品的氣味分類情況可行,。從圖6中可看出,6號傳感器W1S(對甲基類靈敏)和7號傳感器W1W(對硫化物靈敏)的響應(yīng)值最大,,說明這兩個傳感器對PCA分析時第一主成分和第二主成分的貢獻(xiàn)率最大,,也表明在判別樣品的過程中起到的作用最大。
結(jié)論與建議
本試驗發(fā)現(xiàn),,不同刨花板樣品的電子鼻氣味檢測數(shù)據(jù)有差異,,而且采用PCA分析方法能很好地分類氣味級為0級、1級和4級的刨花板樣品的電子鼻數(shù)據(jù),,表明采用電子鼻檢測刨花板樣品的氣味等級具有可行性。建議事先選擇各種氣味等級的樣本量足夠大的刨花板樣品作為數(shù)據(jù)庫樣本,,嚴(yán)格按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氣味數(shù)據(jù),通過PCA等化學(xué)計量學(xué)分析方法建立樣品按照LY/T 3236—2020進(jìn)行氣味等級檢測的結(jié)果與電子鼻數(shù)據(jù)間的模型,,形成刨花板氣味等級電子鼻檢測數(shù)據(jù)庫,,以實現(xiàn)新樣品的電子鼻快速檢測。

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