传感器的鼻子能(néng)闻出恶臭气味，你相信吗？

传感器技术，又(yòu)称電(diàn)子鼻，将人工嗅辩与仪器测定技术相结合， 模拟人的神经网络识别、测试恶臭气體(tǐ)，在在線(xiàn)、原位监测上展现出明显的优势，已成為(wèi)恶臭污染源在線(xiàn)监测的主要手段。
 

電(diàn)子鼻是传感器阵列及模式识别模块集成的分(fēn)析恶臭气體(tǐ)的仪器。气體(tǐ)中的恶臭物(wù)质与传感器阵列相接触，产生输出信号。電(diàn)子鼻通过多(duō)传感器信息融合及数模转化技术将交叉灵敏度的特性数据转化成恶臭气體(tǐ)浓度或总恶臭强度输出。

恶臭電(diàn)子鼻中的传感器多(duō)种多(duō)样。 理(lǐ)想的传感器可(kě)以在常温下操作， 对恶臭化合物(wù)选择性高，响应速度快，恢复时间短、重现性好，性能(néng)稳定。 选择传感器时，首先应考虑要测定的恶臭物(wù)质的种类及浓度，其次，要熟悉不同传感器的工作原理(lǐ)、范围及优势，尽量选择在其优势范围内进行测定。 除此以外，还要考虑现场仪器的携带是否方便，传感器的更换是否容易等。

恶臭气體(tǐ)主要来源于石化、制药、畜牧养殖、屠宰场、污水处理(lǐ)厂、垃圾填埋场、造纸、印染、皮革等行业， 对人體(tǐ)健康和环境有(yǒu)很(hěn)大的负面影响。

國(guó)外電(diàn)子鼻研制工作起步较早，20 世纪 30年代就有(yǒu)人开始进行气體(tǐ)传器的研发，60 年代出现了使用(yòng)電(diàn)化學(xué)反应模拟人體(tǐ)嗅辩的装置，20 年后，随着多(duō)种气體(tǐ)传感器联合完成高精度的识别工作， 電(diàn)子鼻的概念在國(guó)际上得到的统一界定，即“電(diàn)子鼻是由多(duō)个性能(néng)彼此重叠的气體(tǐ)传感器的模式分(fēn)类方法组成的具有(yǒu)识别单一和复杂气味能(néng)力的仪器”。 经过 30 年的努力，特别是20 世纪 90 年代后精密仪器制造业蓬勃发展，加快了電(diàn)子鼻的发展步伐。

随着21世纪的到 来，纳米材料、软件技术、微加工技术迅 猛发展，加上研究人员的不懈努力，使電(diàn)子鼻的应用(yòng)再次迎来新(xīn)的高潮。 如今，发达國(guó)家的電(diàn)子鼻技术已达到很(hěn)高水平，选择性高，精密度好，反应快速，稳定性和延展性都很(hěn)好，電(diàn)子鼻的应用(yòng)领域已经涵盖了各行各业，如食品安全，农业、、环境保护、医學(xué)、安全保障、航空航天等。

美國(guó)和加拿(ná)大一些地區(qū)已经大规模使用(yòng)现场仪器检测恶臭，欧洲虽然现在还不能(néng)用(yòng)電(diàn)子鼻执法，但已按照法规成立专家组，对電(diàn)子鼻的设备定义、数模转换原则及测定结果进行考察，以期建立電(diàn)子鼻的最低操作要求， 近期会出台電(diàn)子鼻连续监测的基准 。最近，3D 打印技术代替蚀刻 工 艺， 使電(diàn)子鼻的體(tǐ)积进一步减小(xiǎo)，成本降低且携带方便， 其应用(yòng)将会越来越广泛。有(yǒu)人预计：至 2027 年，電(diàn)子鼻的交易额可(kě)达 30亿美元。

恶臭物(wù)质活性大，挥发性强，嗅阙值低，扩散时间短，瞬时浓度高，感官感受明显。 仪器分(fēn)析成本高，周期長(cháng)，采样至分(fēn)析有(yǒu)时间差。 人工嗅辩方法耗时長(cháng)，不能(néng)分(fēn)辨单个污染物(wù)，且不能(néng)连续测定。 传感器阵列（電(diàn)子鼻）方法是连续监测中最有(yǒu)潜力的检测技术。 電(diàn)子鼻技术的成本较低，操作简单，测定快速。 可(kě)以通过算法优化，对污染物(wù)进行特征提取，实时判断物(wù)质种类及浓度、扩散方式、范围等，通过互联网和大数据系统，即可(kě)获取一定區(qū)域内恶臭污染物(wù)的分(fēn)布情况，进而进行恶臭污染的预测和评估。

目前，電(diàn)子鼻技术已经可(kě)以完成图像识别、多(duō)维检测等复杂任務(wù)，是恶臭气體(tǐ)污染源在線(xiàn)监测的主力军， 不遠(yuǎn)的将来，它不仅可(kě)以代替人鼻进行恶臭污染物(wù)的检测，而且与机器人技术相结合，可(kě)以完成无人参与的恶劣环境中恶臭污染的分(fēn)析、识别工作。随着纳米科(kē)技的发展，電(diàn)子鼻将更加小(xiǎo)型化，精密化，便携化，相信通过一系列标准化工作，如设备的标准化认证、 标准化操作及气味标准库的建立等，電(diàn)子鼻在环境恶臭污染方面一定会发挥更大的作用(yòng)。