Prawa psychofizyczne w olfaktometrii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Prawa psychofizyczne w olfaktometrii – prawa dotyczące zależności siły (intensywności) odczuwanego zapachu od stężenia odorantów w powietrzu, wynikające z ogólnych praw psychofizycznych.

Ogólne prawa psychofizyczne[edytuj]

Ogólnymi prawami psychofizycznymi są nazywane prawa dotyczące zależności siły (intensywności) różnego rodzaju odczuwanych wrażeń zmysłowych od wielkości bodźców, które te wrażenia wywołują. Są stosowane zależności, znane jako:

gdzie:
w – reakcja układu biologicznego (wrażenie zmysłowe)
B – natężenie bodźca
B0 – wartość początkowa natężenia bodźca (próg percepcji)
ln – logarytm naturalny
gdzie:
I – wielkość bodźca wywołującego wrażenie
Ψ(I) – psychofizyczna funkcja, opisująca zależność subiektywnie odbieranej siły wrażenia od wielkości bodźca
a – wykładnik potęgowy, różny dla różnych zmysłów
k – współczynnik proporcjonalności, zależny od rodzaju bodźców i stosowanych jednostek miar

Od chwili opublikowania w 1957 roku wyników badań Stevensa, nie rozstrzygnięto, które z równań lepiej opisuje zależność siły wrażenia od wielkości bodźca. W zakresie wrażeń o średniej sile obie funkcje mają podobny przebieg (różnice trudno jednoznacznie wykazać ze względu na niewielką precyzję ocen siły wrażenia). W zakresie bodźców bardzo małych różnica jest istotna. Zgodnie z prawem Stevensa wrażenie przestaje być wyczuwalne, gdy wielkość bodźca zmierza do zera. Według prawa Webera–Fechnera wrażenie nie jest odbierane, gdy bodziec jest słabszy od określonej wartości progu percepcji.

Zależność intensywności zapachu od stężenia odorantów[edytuj]

W dziedzinie olfaktometrii jest akceptowane stosowanie obu praw psychofizycznych, co wyrażono w normie europejskiej PN-EN 13725:2007[3]. Symbole zgodne z normą zestawiono w tabeli z innymi oznaczeniami, stosowanymi w różnych obszarach psychofizyki oraz w olfaktometrii – przed ustanowieniem normy[1][2][3][4][5].

Symbole stosowane w równaniach wyrażających prawa psychofizyczne
Ogólne prawa psychofizyczne Prawo Webera-Fechnera[1] Prawo Stevensa[2] Olfaktometria Prawo Webera-Fechnera Prawo Stevensa
Bodziec (Stimulus) B[1], S[4], I[3] I[2], ,Φ[4] Stężenie odoranta S[5], c[3] S[5], c[3]
Reakcja (Response) w[1], R Ψ(I)[2], φ[4] Intensywność zapachu I[5], S[3] I[5], S[3]
1. stała empiryczna B0[1], S0[5], I0[3] a, n 1. stała empiryczna SPWW[5], cth[3], ITE[3] n
2. stała empiryczna k k 2. stała empiryczna kW k

Odniesione do badań olfaktometrycznych ogólne prawa psychofizyczne wyraża się zgodnie z normą jako:

Poglądowy wykres empirycznych funkcji S = f (c)[5]. Intensywność zapachu (S) jest oceniana za mało precyzyjnie, żeby było możliwe wskazanie lepiej spełnianej zależności S od stężenia odorantów (c).
  • prawo Webera—Fechnera:
S = kW · log (c : cth)
  • Prawo Stevensa:
S = k · log c n

Przebieg obu funkcji S = f (c) jest bardzo podobny, zwłaszcza w tym zakresie, w którym wrażenia są już wyraźne, ale jeszcze niezbyt mocne. Przez chmurę punktów doświadczalnych na wykresach (naturalny rozrzut wyników ocen intensywności zapachu jest duży) można przeprowadzić zarówno krzywą logarytmiczną, jak potęgową. W obu przypadkach uzyskuje się podobne współczynniki korelacji, co uniemożliwia stwierdzenie, które z praw jest lepiej spełniane. Nie wyklucza się, że zależność intensywności zapachu różnych związków, a zwłaszcza mieszanin odorantów, od ich stężenia w powietrzu powinna być opisywana z użyciem bardziej złożonych funkcji nieliniowych, które są poszukiwane[6][7][8].

W praktyce laboratoryjnej (olfaktometria i inne techniki analiz sensorycznych) powszechnie akceptowane jest logarytmiczne prawo Webera-Fechnera. Na jego podstawie opracowano procedury przygotowywania skal wzorców intensywności zapachu i serii rozcieńczeń próbek zanieczyszczonych gazów w celu oznaczenia stężenia zapachowego.

Przypisy

  1. a b c d e f Za narodziny psychofizyki uważa się wydanie książki: Gustav Theodor Fechner: Elemente der Psychophysik (Elements of Psychophysics). 1860.
  2. a b c d e W roku 1957 ukazał artykuł: Stanley Smith Stevens. On the psychophysical law. „Psychological Review”. 64, s. 153–181, 1957. PMID: 13441853 (ang.). 
  3. a b c d e f g h i j W normie europejskiej PN-EN 13725: Jakość powietrza. Oznaczanie stężenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej (pol.). PKN Warszawa, 2007. [dostęp 2015-11-21]. s. 52.  Cytat: Załącznik B (informacyjny): (...) Intensywność jest rosnącą funkcją stężenia. Tę zależność można opisać funkcją logarytmiczną, wyprowadzoną teoretycznie zgodnie z Weberem i Fechnerem (...) lub funkcją potęgową, zgodnie ze Stevensem... Norma wprowadza wyraźnie zróżnicowane oznaczeń bodźców progowych wyznaczanych zespołowo i indywidualnie, odpowiednio: cth i ITE (ang. Individual Threshold Estimate).
  4. a b c d Nina Baryłko-Pikielna: Zarys analizy sensorycznej żywności. Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1975, s. 43-45.
  5. a b c d e f g h [3.4.1: Prawa psychofizyczne]. W: J. Kośmider, B. Mazur-Chrzanowska, B. Wyszyński: Odory. Wyd. 1. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 28-37. ISBN 978-83-01-14525-5. (pol.)
  6. J. Kośmider, M. Sosialuk, B. Krajewska. Odour Intensity Close to Detection Threshold. „Archiwum Ochrony Środowiska”. 31 (2), s. 3-14, 2005 (ang.). 
  7. J. Kośmider. Model analizatora intensywności zapachu. „Archiwum Ochrony Środowiska”. 29 (3), s. 17-30, 2003 (pol.). 
  8. J. Kośmider, B. Wyszyński. Relationship between odour intensity and odorant concentration: logarithmic or power equation. „Archiwum Ochrony Środowiska”. 28 (1), s. 29-41, 2002 (ang.).