基于气体浓度定量的嗅觉刺激器优化设计

• 作者: 孙韦 王慧 张寅 常严 杨晓冬
• 来源期刊: 波谱学杂志
• 学科: 物理学
• 关键词: 嗅觉刺激器 气体浓度定量 反馈调节 光离子化气体传感器(PID)
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 12-21
• 页数: 10页
• 分类号: O482.53
• 语种: 中文
• DOI: 10.11938/cjmr20202820

摘要

现有的基于磁共振测量的嗅觉刺激器,通过调节嗅剂液体浓度的方法可以实现不同浓度的嗅觉刺激,但随着实验进行,受到嗅剂挥发以及实验环境(温度、湿度、气流量)变化的影响,很难确保输送至鼻腔的嗅剂气体浓度的稳定性,进而影响实验结果的准确性.本研究对本实验室前期开发的嗅觉刺激装置进行改进,实现了气体浓度精确定量.改进后的嗅觉刺激器主要分为三个部分:控制系统、反馈系统和气路系统.控制系统主要实现气路系统的送气控制和嗅剂气体浓度调节;反馈系统则负责对气体浓度进行测量;气路系统则在原有基础上添加活性炭装置,降低无关因素干扰.装置改进之后,不同气路切换时间为75.2 ms,比原装置减少了1 s,有效提高刺激精度.实验结果显示,气体浓度调节前,300 s内乙醇、吡啶、乙酸戊酯嗅剂气体浓度分别下降6.7％、71.4％、79.2％,嗅剂气体浓度短时间内发生较大改变.加入气体浓度调节功能后,当气体浓度下降至目标浓度的90％时,可通过调节气泵电压改变嗅剂气流与空气气流比例,从而调节嗅剂气体浓度至目标值,其中吡啶、乙酸戊酯用时13 s.