電子鼻傳感技術(shù)研究進(jìn)展

  電子鼻作為一種新興智能感官儀器，是通過模擬人類嗅覺系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)對(duì)象的品質(zhì)評(píng)價(jià)，主要通過氣味指紋信息對(duì)氣體或揮發(fā)性成分做定性或定量檢測(cè)。利用不同風(fēng)味物質(zhì)的不同“氣味指紋”信息，就可以來區(qū)分、辨識(shí)不同的氣體樣本。另外，某些特定的風(fēng)味物質(zhì)恰好可以表征樣品在不同的原料產(chǎn)地、不同的收獲時(shí)間、不同的加工條件、不同存放環(huán)境等多變量影響下的綜合質(zhì)量信息。目前已開始應(yīng)用于食品、醫(yī)學(xué)、材料、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)。近幾年，電子鼻技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用得到不斷拓展，顯示出很好的應(yīng)用前景。

  上海保圣電子鼻c-Nose采用先進(jìn)的傳感器組合而成，是目前同類儀器穩(wěn)定性，檢測(cè)精度zui高的電子鼻。非常適用于檢測(cè)含有揮發(fā)性物質(zhì)的液體、固體樣品。該產(chǎn)品采用的是電導(dǎo)型氣敏傳感器中的金屬氧化物半導(dǎo)體電導(dǎo)型氣敏傳感器。

原理：

金屬氧化物，如SnO₂、ZnO、Fe₂O₃和WO₃等屬于N型半導(dǎo)體材料，其敏感膜表面存在大量空穴，在300-500℃時(shí)，易被H₂、CO、CH₄和H₂S等還原性氣體還原，敏感膜得電子，是電導(dǎo)率發(fā)生改變。對(duì)于某種特定氣體，電導(dǎo)率變化量和氣體濃度相關(guān)。

具有電化學(xué)特性的聚合物材料，在吸附氣體后，會(huì)產(chǎn)生聚合物分子鏈的電子密度，進(jìn)而導(dǎo)致氣敏材料電導(dǎo)率改變，該變化與被測(cè)物的種類及濃度有關(guān)。

特點(diǎn)：

通過在制備過程中添加鉑金等貴金屬，可以降低金屬氧化物氣敏傳感器的工作溫度，增加其靈敏度。目前該傳感器制作工藝已經(jīng)十分成熟，穩(wěn)定性好，產(chǎn)品商業(yè)化程度高。而其他種類的傳感器，目前大多還處在研制階段。

其他種類的傳感器還有：

1.有機(jī)聚合物膜電導(dǎo)型氣敏傳感器

同屬于電導(dǎo)型的有機(jī)聚合物膜氣敏傳感器靈敏度高，常溫下即可工作，體積小。但制作工藝較費(fèi)時(shí)，其電導(dǎo)率受到制備工藝的影響大，檢測(cè)時(shí)存在漂移現(xiàn)象；地濕度較敏感，對(duì)極性弱的氣體敏感性低，檢測(cè)范圍有一定的局限性。

2.質(zhì)量敏感型氣敏傳感器

由交變電場(chǎng)作用在壓電材料上而產(chǎn)生聲波信號(hào)，通過測(cè)量聲波參數(shù)變化而得到被檢測(cè)物的信號(hào)。主要適用于有機(jī)氣體的檢測(cè)，但是其信噪比小，且電路要求更復(fù)雜，重復(fù)性也難以保證。

3.基于光譜變化原理的光纖氣敏傳感器

通過光學(xué)特性表征，zui直接的測(cè)量方法是在特定的頻率范圍內(nèi)檢測(cè)目標(biāo)氣體吸光度的變化。

有很強(qiáng)的抗噪能力和*的靈敏度，但控制系統(tǒng)較復(fù)雜，成本高，熒光染料受白光化作用影響，使用壽命有限。

4.基于電荷功耗作用的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管氣敏傳感器

基于敏感膜與氣體相互作用時(shí)漏源電流發(fā)生變化，使得傳感器性能發(fā)生變化，通過分析該變化即可對(duì)不同的氣體進(jìn)行檢測(cè)分析。對(duì)CH₄、CO₂、NO₂以及有機(jī)氣體等進(jìn)行定量檢測(cè)。但芯片不易封裝與集成，存在基準(zhǔn)漂移，其種類單調(diào)，廣泛性不及其他傳感器。