電子鼻傳感技術(shù)研究進展

  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)來實現(xiàn)對檢測對象的品質(zhì)評價，主要通過氣味指紋信息對氣體或揮發(fā)性成分做定性或定量檢測。利用不同風味物質(zhì)的不同“氣味指紋”信息，就可以來區(qū)分、辨識不同的氣體樣本。另外，某些特定的風味物質(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、材料、環(huán)境保護等行業(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采用先進的傳感器組合而成，是目前同類儀器穩(wěn)定性，檢測精度zui高的電子鼻。非常適用于檢測含有揮發(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，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)。

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

特點：

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.有機聚合物膜電導(dǎo)型氣敏傳感器

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

2.質(zhì)量敏感型氣敏傳感器

由交變電場作用在壓電材料上而產(chǎn)生聲波信號，通過測量聲波參數(shù)變化而得到被檢測物的信號。主要適用于有機氣體的檢測，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

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

有很強的抗噪能力和*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)體場效應(yīng)管氣敏傳感器

基于敏感膜與氣體相互作用時漏源電流發(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不同的氣體進行檢測分析。對CH₄、CO₂、NO₂以及有機氣體等進行定量檢測。但芯片不易封裝與集成，存在基準漂移，其種類單調(diào)，廣泛性不及其他傳感器。