電子鼻是一種模擬生物嗅覺系統的智能氣體分析儀器,廣泛應用于食品品質監控、環境監測、醫療診斷及工業安全等領域。它不依賴單一傳感器,而是通過多傳感陣列+模式識別算法,對復雜氣味進行整體識別。
電子鼻性能優劣取決于各核心部件的協同精度與穩定性,深入理解其構造,是高效應用與技術選型的關鍵。

一、氣體傳感器陣列
多類型傳感器組合:常見包括金屬氧化物半導體(MOS)、導電聚合物(CP)、石英晶體微天平(QCM)及表面聲波(SAW)等,每類對不同揮發性有機物(VOCs)敏感度各異;
交叉敏感設計:單個傳感器可響應多種氣體,多個傳感器共同構成高維響應矩陣,提升識別維度;
微型化與低功耗:現代電子鼻多采用MEMS工藝集成傳感器芯片,適用于便攜或嵌入式場景。
二、氣路與采樣系統
自動進樣泵與流量控制器:確保樣品氣體以恒定流速(如100–500mL/min)通過傳感區,保障重復性;
過濾與除濕模塊:前置PTFE濾膜和干燥管,去除粉塵與水汽干擾,延長傳感器壽命;
清洗吹掃單元:測試后通入潔凈空氣或氮氣,快速恢復基線,縮短檢測周期。
三、信號調理與數據采集
高精度ADC轉換器:將傳感器微弱電阻、頻率或電容變化轉化為數字信號(分辨率≥16位);
溫度/濕度補償電路:內置溫濕度傳感器,實時校正環境波動對氣體響應的影響;
低噪聲放大器:抑制電磁干擾,提升信噪比,尤其對ppb級痕量氣體至關重要。
四、智能分析軟件
機器學習算法集成:支持PCA(主成分分析)、LDA(線性判別分析)、SVM(支持向量機)及深度神經網絡,實現氣味分類、濃度預測與異常報警;
數據庫與模型庫:預置食品腐敗、溶劑泄漏、疾病呼氣標志物等典型氣味模板,支持用戶自建模型;
可視化界面:實時顯示雷達圖、聚類圖及趨勢曲線,便于非專業人員解讀。