電子舌是一種模仿生物感受味覺機制設(shè)計的現(xiàn)代化儀器,設(shè)計模型源于多傳感器和多組分化學分析方法,利用傳感器陣列檢測液體樣品,通過模式識別處理對樣品進行定量或定性分析。主要由3部分組成:傳感器陣列、信號采集模塊和模式識別模塊。
味覺是一個復雜的生物系統(tǒng),舌頭上被稱為“味蕾”的味覺感受器是產(chǎn)生味覺的主要組織。一個味蕾由多個味覺細胞構(gòu)成,一個味細胞有30-50mV的膜電位,在舌面上放一味覺物質(zhì),則味覺細胞會發(fā)生極化現(xiàn)象,被稱為感受器電位變化。
一旦產(chǎn)生電位變化,刺激信號就能夠從味細胞傳到味神經(jīng),由味神經(jīng)產(chǎn)生脈沖放電,不同的味道具有不同刺激,隨后,大腦會根據(jù)不同刺激強度味覺的感官特性。
電子舌由傳感器陣列、組合脈沖馳豫譜信號激發(fā)與接收裝置及多種智能算法組成。電子舌采用電化學測量三電極體系,即由工作電極、輔助電極和參比電極構(gòu)成傳感器陣列。傳感器陣列由6個工作電極和1個輔助電極組成1個獨立單元機構(gòu),與1個參比電極共同組成一個完整的傳感器陣列。
輔助電極排列在各個工作電極的中間,確保每個工作電極與輔助電極的距離相等,消除不同工作電極由溶液電阻產(chǎn)生的背景干擾因素。硬件電路由信號激發(fā)單元、信號調(diào)理單元以及數(shù)據(jù)采集單元組成。
信號激發(fā)單元負責產(chǎn)生檢測物質(zhì)體系所需的激勵信號;調(diào)理單元負責調(diào)整脈沖信號,加以組合,以滿足不同檢測物質(zhì)的需要;數(shù)據(jù)采集單元負責采集被檢物質(zhì)對于激勵信號的響應信號。