Electronic Nose Under Dynamic Temperature Modulation for Highly Selective Identification of Industrial Toxic Chemicals

电子鼻 鉴定(生物学) 调制(音乐) 材料科学 电子工程 光电子学 工程类 纳米技术 声学 物理 植物 生物
作者
Shouwen Zhang,Zhenyu Yuan,Fanli Meng
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:74: 1-11 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tim.2025.3588944
摘要

The identification of volatile organic compounds (VOCs) using electronic nose (E-nose) presents significant challenges within cross-sensitivity, response time, and cross-scenario adaptability. This study develops an E-nose that integrates a semiconductor sensor array with pattern recognition techniques for the highly selective, real-time, and cross-scene adaptable identification of toxic VOCs in industry. Specifically, dynamic temperature modulation (DTM) measurements are utilized to improve sensor selectivity. The response data undergo data augmentation to expand sample size and enable real-time identification. Leveraging the augmented samples, a multitask identification model named multiscale CNN-LSTM with attention (MCLA) is developed by combining multiscale learning strategy, convolutional neural network (CNN), long short-term memory (LSTM), and attention mechanism, achieving a species classification accuracy of 99.2% and a low mean absolute error (MAE) of 3.99 for concentration. Furthermore, MCLA can serve as a pretrained model that can be fine-tuned on small sample set for mixture gas identification, thereby enabling cross-scenario adaptability in complex environments. Accordingly, the proposed E-nose can be further integrated with embedded devices, cloud computing, the Industrial Internet of Things (IoT), and artificial intelligence, with the potential for broad applications in environmental monitoring, noninvasive medical diagnosis, and industrial production safety.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
板凳板凳完成签到 ,获得积分10
刚刚
岁月如歌完成签到 ,获得积分0
2秒前
Caiyuping完成签到 ,获得积分10
4秒前
乌龙茶会酸完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
张印航完成签到 ,获得积分10
6秒前
8秒前
苹果一斩发布了新的文献求助10
12秒前
学术小白完成签到,获得积分10
16秒前
哈基米完成签到 ,获得积分10
20秒前
外向的斑马完成签到 ,获得积分10
22秒前
怜熙完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
kbcbwb2002完成签到,获得积分0
25秒前
26秒前
小河流水完成签到 ,获得积分10
26秒前
31秒前
nick完成签到,获得积分10
32秒前
喜悦向日葵完成签到 ,获得积分10
32秒前
薛之谦的猫完成签到,获得积分10
34秒前
38秒前
生动的沛白完成签到 ,获得积分10
39秒前
pengyh8完成签到 ,获得积分10
47秒前
54秒前
Ta沓如流星完成签到,获得积分10
1分钟前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
清风徐来应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
清风徐来应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
yangsheng完成签到 ,获得积分10
1分钟前
谭访冬完成签到,获得积分10
1分钟前
不想起床完成签到 ,获得积分10
1分钟前
neu_zxy1991完成签到,获得积分10
1分钟前
竹舍翁暮雨君完成签到 ,获得积分10
1分钟前
King完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
physicalpicture完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Cognitive Psychology in a Changing World 600
On nonlinear stability of contact discontinuities. In: Hyperbolic problems: theory, numerics, applications (Stony Brook, NY, 1994) 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
微电子器件实验教程 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7681585
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9245554
关于积分的说明 19935357
捐赠科研通 7252066
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3287867
关于科研通互助平台的介绍 2445603
邀请新用户注册赠送积分活动 2291459