http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 16:24:53 來源:《電子工程專輯》
【導讀:歐洲機構研發氣相傳感器“電子鼻”。該種號稱靈敏度高、耗電量卻很低的氣相傳感器(vapor sensor),據說能與無線網絡結合,用以偵測各種氣體,可供醫療照護或是食品業等領域使用。】
歐洲研究機構IMEC與旗下的Holst Center研究人員開發出一種性能更好的“電子鼻”;該種號稱靈敏度高、耗電量卻很低的氣相傳感器(vapor sensor),據說能與無線網絡結合,用以偵測各種氣體,可供醫療照護或是食品業等領域使用。

上述研究成果是以所謂的微網橋(microbridge)數組做為基礎,即一種會各自振動的懸吊式結構(suspended structure);透過采用噴墨印刷技術,將各種不同的聚合物塗布於該種結構,由於聚合物對目標氣相的吸收程度不同,就能改變微網橋的振動模式。
據(ju)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)表(biao)示(shi),該(gai)種(zhong)振(zhen)動(dong)模(mo)式(shi)的(de)改(gai)變(bian)細(xi)微(wei)到(dao)足(zu)以(yi)偵(zhen)測(ce)目(mu)標(biao)氣(qi)體(ti)的(de)存(cun)在(zai),其(qi)敏(min)感(gan)度(du)甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)幾(ji)百(bai)萬(wan)分(fen)之(zhi)一(yi)。因(yin)此(ci)新(xin)研(yan)發(fa)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)望(wang)取(qu)代(dai)各(ge)種(zhong)傳(chuan)統(tong)的(de)化(hua)學(xue)電(dian)阻(zu)(chemical resistor)或是石英晶體,而後者的那些組件已無法在功耗或尺寸上微縮,以符合無線感測網絡應用需求。
IMEC所設計的MEMS傳感器,會根據塗布了吸收性聚合物的微結構振動變化來識別各種氣體
這種傳感器整合了壓電組件(piezoelectric elements),能以低耗電量讀取數據;研究人員指出,該傳感器還能達到低於1微瓦(microwatt)的耗電,不過目前尚未達成高生產良率。
目前所製作出的8.8×8.8mm尺寸傳感器耗電量為170納瓦(nanowatt),是同類產品的萬分之一,不過性能卻能進步260倍。IMEC的研究人員Mercedes Crego-Calama指出,這類組件的價格可能也不到100美元,而市麵上的氣體偵測係統不但體積大,還要價8,000美元。
IMEC的技術研發已經接近可用階段,不過該機構還需要為該 MEMS傳感器完成封裝設計;不過Crego-Calama也表示,要重建市場對此類裝置的期待是最大的障礙,因為到目前為止,這種電子鼻都無法達成最初承諾的效果。
在應用方麵,這種傳感器可藉由受測者的呼氣樣本,用以偵測氣喘、肺癌、腎髒疾病甚至不良的飲食習慣;或是用來判斷酒類或是吉士等食品的成熟度與質量,以及監測空氣中的毒素或是汙染物質等。
“這種傳感器並不會取代人類的鼻子,但卻可以整合在智能手機或是汽車中,提供多樣化的應用。”Crego-Calama表示。