傳感器的鼻子能聞出惡臭氣味，你相信嗎？

傳感器技術(shù)，又稱電子鼻，將人工嗅辯與儀器測(cè)定技術(shù)相結(jié)合， 模擬人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別、測(cè)試惡臭氣體，在在線、原位監(jiān)測(cè)上展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，已成為惡臭污染源在線監(jiān)測(cè)的主要手段。

電子鼻是傳感器陣列及模式識(shí)別模塊集成的分析惡臭氣體的儀器。氣體中的惡臭物質(zhì)與傳感器陣列相接觸，產(chǎn)生輸出信號(hào)。電子鼻通過多傳感器信息融合及數(shù)模轉(zhuǎn)化技術(shù)將交叉靈敏度的特性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成惡臭氣體濃度或總惡臭強(qiáng)度輸出。

惡臭電子鼻中的傳感器多種多樣。 理想的傳感器可以在常溫下操作， 對(duì)惡臭化合物選擇性高，響應(yīng)速度快，恢復(fù)時(shí)間短、重現(xiàn)性好，性能穩(wěn)定。 選擇傳感器時(shí)，首先應(yīng)考慮要測(cè)定的惡臭物質(zhì)的種類及濃度，其次，要熟悉不同傳感器的工作原理、范圍及優(yōu)勢(shì)，盡量選擇在其優(yōu)勢(shì)范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。 除此以外，還要考慮現(xiàn)場(chǎng)儀器的攜帶是否方便，傳感器的更換是否容易等。

惡臭氣體主要來源于石化、制藥、畜牧養(yǎng)殖、屠宰場(chǎng)、污水處理廠、垃圾填埋場(chǎng)、造紙、印染、皮革等行業(yè)， 對(duì)人體健康和環(huán)境有很大的負(fù)面影響。

國外電子鼻研制工作起步較早，20 世紀(jì) 30年代就有人開始進(jìn)行氣體傳器的研發(fā)，60 年代出現(xiàn)了使用電化學(xué)反應(yīng)模擬人體嗅辯的裝置，20 年后，隨著多種氣體傳感器聯(lián)合完成高精度的識(shí)別工作， 電子鼻的概念在國際上得到的統(tǒng)一界定，即“電子鼻是由多個(gè)性能彼此重疊的氣體傳感器的模式分類方法組成的具有識(shí)別單一和復(fù)雜氣味能力的儀器"。 經(jīng)過 30 年的努力，特別是20 世紀(jì) 90 年代后精密儀器制造業(yè)蓬勃發(fā)展，加快了電子鼻的發(fā)展步伐。

隨著21世紀(jì)的到 來，納米材料、軟件技術(shù)、微加工技術(shù)迅 猛發(fā)展，加上研究人員的不懈努力，使電子鼻的應(yīng)用再次迎來新的高潮。 如今，發(fā)達(dá)國家的電子鼻技術(shù)已達(dá)到很高水平，選擇性高，精密度好，反應(yīng)快速，穩(wěn)定性和延展性都很好，電子鼻的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)涵蓋了各行各業(yè)，如食品安全，農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)學(xué)、安全保障、航空航天等。

美國和加拿大一些地區(qū)已經(jīng)大規(guī)模使用現(xiàn)場(chǎng)儀器檢測(cè)惡臭，歐洲雖然現(xiàn)在還不能用電子鼻執(zhí)法，但已按照法規(guī)成立專家組，對(duì)電子鼻的設(shè)備定義、數(shù)模轉(zhuǎn)換原則及測(cè)定結(jié)果進(jìn)行考察，以期建立電子鼻的操作要求， 近期會(huì)出臺(tái)電子鼻連續(xù)監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn) 。最近，3D 打印技術(shù)代替蝕刻 工 藝， 使電子鼻的體積進(jìn)一步減小，成本降低且攜帶方便， 其應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。有人預(yù)計(jì)：至 2027 年，電子鼻的交易額可達(dá) 30億美元。

惡臭物質(zhì)活性大，揮發(fā)性強(qiáng)，嗅闕值低，擴(kuò)散時(shí)間短，瞬時(shí)濃度高，感官感受明顯。 儀器分析成本高，周期長，采樣至分析有時(shí)間差。 人工嗅辯方法耗時(shí)長，不能分辨單個(gè)污染物，且不能連續(xù)測(cè)定。 傳感器陣列（電子鼻）方法是連續(xù)監(jiān)測(cè)中最有潛力的檢測(cè)技術(shù)。 電子鼻技術(shù)的成本較低，操作簡(jiǎn)單，測(cè)定快速。 可以通過算法優(yōu)化，對(duì)污染物進(jìn)行特征提取，實(shí)時(shí)判斷物質(zhì)種類及濃度、擴(kuò)散方式、范圍等，通過互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，即可獲取一定區(qū)域內(nèi)惡臭污染物的分布情況，進(jìn)而進(jìn)行惡臭污染的預(yù)測(cè)和評(píng)估。

目前，電子鼻技術(shù)已經(jīng)可以完成圖像識(shí)別、多維檢測(cè)等復(fù)雜任務(wù)，是惡臭氣體污染源在線監(jiān)測(cè)的主力軍， 不遠(yuǎn)的將來，它不僅可以代替人鼻進(jìn)行惡臭污染物的檢測(cè)，而且與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，可以完成無人參與的惡劣環(huán)境中惡臭污染的分析、識(shí)別工作。隨著納米科技的發(fā)展，電子鼻將更加小型化，精密化，便攜化，相信通過一系列標(biāo)準(zhǔn)化工作，如設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證、 標(biāo)準(zhǔn)化操作及氣味標(biāo)準(zhǔn)庫的建立等，電子鼻在環(huán)境惡臭污染方面一定會(huì)發(fā)揮更大的作用。