Tăng cường nhận dạng hỗn hợp khí VOCs bằng mảng cảm biến và mạng nơ-ron SSA-BP

Tóm tắt

Việc nhận dạng chính xác các khí VOCs trong hỗn hợp là hết sức cần thiết nhằm giám sát các loại khí độc hại và dễ cháy nổ, phục vụ cho các ứng dụng trong công nghiệp, môi trường, cũng như trong quân sự và quốc phòng. Nghiên cứu này đề xuất mạng nơ-ron SSA-BP kết hợp với mảng cảm biến nano-SnO₂ dựa trên công nghệ MEMS nhằm nâng cao hiệu quả phát hiện khí. Các cảm biến nano-SnO₂ mang lại độ nhạy cao, trong khi mạng SSA-BP tối ưu hóa quá trình xử lý dữ liệu nhờ lọc nhiễu, trích rút đặc trưng và mô hình học mạnh mẽ với dữ liệu phi tuyến. Hệ thống đạt độ chính xác phân loại tới 99% với các hỗn hợp acetone, ethanol và methanol, cùng hệ số R² là 0,95 trong dự đoán nồng độ. Ngoài ra, số lượng cảm biến có thể được tối giản mà vẫn duy trì hiệu năng. Sự tích hợp này cho thấy tiềm năng lớn trong các ứng dụng giám sát khí theo thời gian thực, phát hiện VOCs trên thiết bị di động và các ứng dụng an toàn.