ارائه روشی برای انتخاب مناسب‌ترین حسگرهای گازی به منظور توسعه یک سامانه بینی الکترونیک برای کیفیت‌سنجی غیر مخرب گیاهان دارویی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم دانشکده مهندسی زراعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

doi
10.30494/jndt.2022.330025.1082
چکیده

در این پژوهش، قدرت پاسخ حسگرهای گازی نیمه هادی اکسید فلزی (MOS) به منظور ساخت یک سامانه بینی الکترونیک قابل حمل برای کیفیت‌سنجی بویایی غیر مخرب انواع مختلف گیاهان دارویی بر اساس ترکیبات آلی فرار آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. در این مطالعه زعفران (Crocus sativus L.) به عنوان یکی از مهم‌ترین گیاهان دارویی تولید کشور استفاده شد. یک سامانه بینی الکترونیک متشکل از ده حسگر گازی اکسید فلزی (MOS)، مدارات الکترونیکی واسط، کامپیوتر و نرم‌افزار پردازشگر توسعه داده شد. داده‌های بویایی یازده نمونه مختلف زعفران توسط آرایه حسگرها در زمان‌های 350 تا 360 ثانیه دریافت و با استفاده از تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA) و خوشه‌بند سلسله مراتبی (HCA) به منظور ارزیابی قدرت تمایز حسگرها تحلیل شدند. کیفیت‌سنجی و طبقه‌بندی نمونه‌های زعفران با روش طیف‌سنجی محلول استاندارد نمونه‌های زعفران (روش مخرب آزمایشگاهی با شماره استاندارد ISO3632) نیز به منظور مقایسه با روش غیر مخرب بینی الکترونیک انجام شد. نتایج تحلیل PCA و HCA داده‌های حسگرها در پاسخ به مواد فرار نمونه‌های زعفران نشان داد نمونه‌ها در سه گروه متفاوت قرار گرفتند. همچنین بررسی قدرت تمایز حسگرها نشان داد 2 عدد از حسگرهای استفاده شده زائد و در نتیجه امکان حذف این حسگرها وجود دارد. نتایج تحلیل آزمایشگاهی نیز منطبق بر نتایج طبقه‌بندی بوسیله بینی الکترونیک حاصل شد. با استفاده از روش ارائه شده در این پژوهش، کمترین و موثرترین تعداد حسگرهای گازی MOS به منظور کاهش هزینه‌های ساخت سامانه بینی الکترونیک و همچنین افزایش دقت طبقه‌بندی آن در نتیجه کاهش حجم داده-های پردازشگر در ارزیابی کیفیت بویایی زعفران انتخاب شدند.