Некоторые аспекты применения мультисенсорных систем в процессе выявления веществ, оборот которых запрещен или ограничен на территории Российской Федерации | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Прочее

Опубликовано в Молодой учёный №4 (84) февраль-2 2015 г.

Дата публикации: 14.02.2015

Статья просмотрена: 39 раз

Библиографическое описание:

Ситников А. И., Берлёв С. В. Некоторые аспекты применения мультисенсорных систем в процессе выявления веществ, оборот которых запрещен или ограничен на территории Российской Федерации // Молодой ученый. — 2015. — №4. — С. 318-319. — URL https://moluch.ru/archive/84/15694/ (дата обращения: 25.09.2018).

В статье рассматривается детектирование и фиксация запаховых следов веществ, оборот которых ограничен или запрещен, с помощью мультисенсорной системы контроля многокомпонентных проб на основе пьезосенсоров.

Ключевые слова: мультисенсор, электронный нос, запаховые следы, нейронная сеть, состав запаха.

 

В настоящее время преступный мир широко осведомлен о формах и методах раскрытия преступлений и активно противодействует этому. Практически каждому преступнику известно о дактилоскопировании в криминалистике и поэтому они стараются не оставлять пальцевых отпечатков или уничтожать их. Однако при совершении преступлений остаются другие следы, в том числе запаховые. Таким образом, становится актуальным применение новационных технических средств для выявления и фиксации следов не только преступника, но и веществ, оборот которых ограничен или запрещен. Высокие наукоемкие технологии, еще вчера демонстрировавшиеся на выставках, не только стали реалиями сегодняшнего дня для экспертно-криминалистических подразделений правоохранительных органов, но и активно применяются при раскрытии преступлений, в частности уже идет речь об использовании нанотехнологий.

Необходимость осуществлять контроль в режиме реального времени объектов, представляющих оперативный интерес постоянно растет. Достаточно получить информацию на уровне скрининга («да, нет», «содержится, не содержится») и полуколичественно оценить содержание вещества, группы близких или родственных соединений, некоторой определенной комбинации веществ в пробе. Решение таких задач осуществляется тест–методами, сенсорными устройствами различных типов [1]. Среди методов, обеспечивающих быстрое определение веществ с минимальной пробоподготовкой, автоматизацию контроля, воспроизводимое измерение в различных условиях проведения анализа, отдельную группу составляют химические сенсоры для анализа газов.

Применяемые в сенсорных системах датчики характеризуются перекрестной чувствительностью (чувствительны к нескольким или ко всем компонентам пробы), поэтому для обеспечения мониторинга следует определять сразу несколько независимых параметров. Выходные аналитические сигналы обрабатывают методами распознавания образцов, при этом качественно и количественно оценивают присутствующие в анализируемом образце вещества [4].

Известно несколько аналитических подходов к созданию экспертных систем - сенсорные группы с участием человека, биологические и медицинские тесты. Такие подходы, как правило, не согласуются с современными химическими представлениями. По предлагаемым визуальным образам можно выбирать газо-чувствительные материалы, сопоставимые на одном визуальном отпечатке. Оценка визуального образа вещества необходима при конструировании сенсорной системы, подобной биологической копии (человеку).

Чем больше различие в чувствительности модификаторов к определяемым веществам, тем это полезнее для разрабатываемой мультисенсорной системы контроля многокомпонентных проб.

Руководствуясь выбранной моделью, сделана попытка создать электронный аналог системы обоняния человека — «электронный нос» [2]. В качестве обонятельных рецепторов электронного носа выбраны пьезосенсоры.

Таким образом, пьезосенсоры осуществляют сбор первичной информации о природе и составе запаха, то есть соответствуют обонятельным рецепторным нейронам первого уровня модели [3].

Сигналы пьезосенсоров, зависящие от чувствительности, интенсивности запаха, затем группируются системой сбора и передачи информации на втором уровне модели.

Для многоканальной регистрации сигналов десяти пьезосенсоров в системе «электронный нос» и последующей передаче полученных данных в персональный компьютер нами использована программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) фирмы Altera. Такое решение позволило создать малогабаритную высокоинтегрированную систему сбора данных с гибкой структурой, поддерживающую также функцию внутрисхемного программирования.

Затем общий выходной сигнал электронного носа обрабатывается на третьем уровне модели, который располагается уже в ЭВМ. Наиболее целесообразным в рассматриваемых условиях неполноты и противоречивости входных данных для моделирования таких систем, является использование нейронных сетей, которые как и естественная биологическая нейросеть, может обучаться решению задач: она содержит внутренние адаптивные параметры нейронов и своей структуры, и, меняя их, может менять свое поведение; для решения задачи не нужно программировать алгоритм — нужно взять универсальный нейросетевой инструмент.

«Электронный нос» может, несомненно, оказать существенную помощь в обеспечении объективных и имеющих криминалистическую значимость оценок объектов с характерным запахом. Применение средств и технологий современной электроники для решения различных задач связанных с установлением качества запаха в криминалистике, при раскрытии и расследовании преступлений в сфере незаконного оборота наркотиков, а также для идентификации лиц, совершающих преступления, является, без сомнения, чрезвычайно актуальным. В течение последних нескольких лет интерес к развитию технологий «электронного носа» носит экспоненциальный характер. Можно обоснованно прогнозировать, что в самом ближайшем будущем появится целое семейство устройств мультисенсорного типа, интегрированных в портативные приборы специального назначения.

 

Литература:

 

1.         Патент № 2266532 Россия, МПК 7 G 01 N 5/02. Мультисенсорное устройство для определения качественных и количественных показателей табачных изделий / А. И. Ситников, А. В. Калач, В. В. Рыжков. — Изобретения. -2005. — Бюл. № 35.

2.         Калач А. В. Раздельное определение алифатических нитроуглеводородов C1-C3 в воздухе с применением «электронного носа» / А. В. Калач, В. Ф. Селеменев, А. И. Ситников // Журн. аналит. химии. — 2008. — Т.63, № 6. — С. 658–661.

3.         Патент № 2247367 Россия, МПК 7 G 01 N 5/02. Сенсорная ячейка детектирования / А. В. Калач, А. И. Ситников. — Изобретения. — 2005. — Бюл. № 6.

4.         Калач А. В. Автогенераторы колебаний пьезокварцевых резонаторов, применяемых для анализа газов и паров / А. В. Калач, В. А. Шульгин, В. А. Юкиш, А. И. Ситников, В. В. Рыжков // Датчики и системы. — 2005. № 3. С.43–46.

Основные термины (генерируются автоматически): электронный нос, состав запаха, уровень модели.


Ключевые слова

нейронная сеть, мультисенсор, электронный нос, запаховые следы, состав запаха.

Похожие статьи

«Электронный нос» как прорыв в неинвазивной диагностике...

[1] К такому оборудованию можно отнести «электронный нос», который обладает

Ярким примером может слушать появления запаха ацетона изо рта у больных сахарном диабетом.

Всё вышеперечисленное выводит этот метод диагностики на совершенно новый уровень.

Риноцитограмма как метод диагностики аллергического ринита

Диагностика патологии полости носа по риноцитограмме основывается на изменении клеточного состава секрета слизистой.

Уровень эозинофилов также может быть повышен при неаллергическом эозинофильном рините — заболевании, при котором

Электронная почта.

Перспективы оснащения высших учебных заведений...

Необходимо разработать сравнительно быстродействующие, простые и дешевые приборы для оценки состава запахов пищевых продуктов.

Электронный нос, несомненно, пригодится для определения качества, свежести, а также подлинности продуктов питания, качества молока...

Разработка перколяционной модели газовых сенсоров

Таким образом, предложена перколяционная модель газовых сенсоров и проанализировано влияние пористости материала на порог обнаружения газов.

Электронная почта.

Принципы диагностики базальной ликвореи | Статья в журнале...

Уровень глюкозы 2,3–4,0 ммоль/л подтверждает наличие ликвореи [2, 16]. Недостатком данного теста является необходимость наличия не менее 2–3

Диагностировать НЛ можно при помощи прибора «Электронный нос». Он оценивает изменения газового состава носовой полости с...

Аргументация состава капель для профилактики ринита...

Ринит (Rhinitis) – воспалительный процесс в слизистой оболочке полости носа.

Характерная особенность капель — отсутствие в них обычно веществ, служащих для исправления запаха или вкуса, т. о капли состоят лишь из лекарственных веществ и растворителя.

Электронная почта.

Методы модификации зондов для атомно-силовой микроскопии...

Это, в первую очередь, устройства электронного назначения (диоды и др.).

Наконечник из углеродной нанотрубки особенно полезен для наблюдения биологических объектов на молекулярном уровне [9].

Маркетинговый анализ ассортимента противовирусных препаратов...

Гендерный состав участников представлен следующим образом: 20

Рис. 4. Уровень спроса на синтетические и растительные противовирусные препараты.

Запах является существенным предпочтением для аэрозолей, таблеток, капсул, порошков, мазей, гелей (17 %).

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

«Электронный нос» как прорыв в неинвазивной диагностике...

[1] К такому оборудованию можно отнести «электронный нос», который обладает

Ярким примером может слушать появления запаха ацетона изо рта у больных сахарном диабетом.

Всё вышеперечисленное выводит этот метод диагностики на совершенно новый уровень.

Риноцитограмма как метод диагностики аллергического ринита

Диагностика патологии полости носа по риноцитограмме основывается на изменении клеточного состава секрета слизистой.

Уровень эозинофилов также может быть повышен при неаллергическом эозинофильном рините — заболевании, при котором

Электронная почта.

Перспективы оснащения высших учебных заведений...

Необходимо разработать сравнительно быстродействующие, простые и дешевые приборы для оценки состава запахов пищевых продуктов.

Электронный нос, несомненно, пригодится для определения качества, свежести, а также подлинности продуктов питания, качества молока...

Разработка перколяционной модели газовых сенсоров

Таким образом, предложена перколяционная модель газовых сенсоров и проанализировано влияние пористости материала на порог обнаружения газов.

Электронная почта.

Принципы диагностики базальной ликвореи | Статья в журнале...

Уровень глюкозы 2,3–4,0 ммоль/л подтверждает наличие ликвореи [2, 16]. Недостатком данного теста является необходимость наличия не менее 2–3

Диагностировать НЛ можно при помощи прибора «Электронный нос». Он оценивает изменения газового состава носовой полости с...

Аргументация состава капель для профилактики ринита...

Ринит (Rhinitis) – воспалительный процесс в слизистой оболочке полости носа.

Характерная особенность капель — отсутствие в них обычно веществ, служащих для исправления запаха или вкуса, т. о капли состоят лишь из лекарственных веществ и растворителя.

Электронная почта.

Методы модификации зондов для атомно-силовой микроскопии...

Это, в первую очередь, устройства электронного назначения (диоды и др.).

Наконечник из углеродной нанотрубки особенно полезен для наблюдения биологических объектов на молекулярном уровне [9].

Маркетинговый анализ ассортимента противовирусных препаратов...

Гендерный состав участников представлен следующим образом: 20

Рис. 4. Уровень спроса на синтетические и растительные противовирусные препараты.

Запах является существенным предпочтением для аэрозолей, таблеток, капсул, порошков, мазей, гелей (17 %).

Задать вопрос