今天為您介紹太陽誘電的氣味傳感器。

下面概述氣味傳感器的核心功能與精巧結(jié)構(gòu)。太陽誘電致力于模仿人類的嗅覺系統(tǒng)，研發(fā)氣味傳感器。

由于氣味分子是通過吸附在傳感器的感應(yīng)膜上進(jìn)行檢測的，因此開發(fā)一種能夠吸附多種氣味分子的膜是關(guān)鍵所在。檢測到的氣味分子會通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號并進(jìn)行量化。

QCM型氣味傳感器量化頻率變化。MEMS型氣味傳感器則量化電阻變化。通過機(jī)器學(xué)習(xí)從量化數(shù)據(jù)中識別出氣味。與人類識別氣味的原理相同，傳感器通過以上過程識別氣味。

因此，如果能夠通過傳感器識別氣味并將其可視化，我們就可以解決各種社會問題。例如工廠內(nèi)外危險氣味的檢測、危險物的檢測等。

如圖，把氣味分類和氣味質(zhì)的變化作為橫軸，精密評估和實(shí)時性作為縱軸。在精密評估中，需要人的感官來評估氣味，或?qū)σ詺馕稙樘卣鞯漠a(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量控制時，將會大大增加人員的工作負(fù)荷。通過傳感器實(shí)時記錄氣味并使其可視化，不但可以解決上述問題，也可以避免工作人員在危險環(huán)境下直接接觸危險氣味和異臭，這是非常大的一個優(yōu)勢。

太陽誘電目前正在研發(fā)兩款氣味傳感器。上方為QCM型傳感器，為感官評估和產(chǎn)品質(zhì)量控制用途進(jìn)行開發(fā)。下方為MEEMS型傳感器，為檢測潛在的危險和異常氣味的用途進(jìn)行開發(fā)。

如您所見，我們意在積極開發(fā)其他高靈敏度傳感器。在此闡述兩種氣味傳感器的檢測機(jī)制。首先介紹QCM型氣味傳感器的檢測原理。

在QCM傳感器中，電極被牢固地貼合在石英基板上，當(dāng)對其施加電壓時，會激發(fā)其以特定的頻率振動，隨后在電極表面會覆蓋一層高靈敏度的薄膜用以捕捉并吸附氣味分子。當(dāng)氣味分子被吸附后，傳感器的振動頻率會發(fā)生相應(yīng)的變化。正如邏輯公式所示，頻率變化與吸附質(zhì)量成正比，通過該頻率變化進(jìn)行氣味傳感。

為實(shí)現(xiàn)氣味的精準(zhǔn)檢測，我們配備了多樣化的感應(yīng)膜與傳感器組合。具體而言，我們的QCM系統(tǒng)集成了16種特制感應(yīng)膜，通過16個獨(dú)立通道對氣味進(jìn)行高效識別與分析。

16個通道中，不同氣味的氣味分子在各感應(yīng)膜上的附著情況各不相同，如圖所示，即便使用同一傳感器，氣味A與氣味B的響應(yīng)結(jié)果也是不同的。利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)分析不同的響應(yīng)結(jié)果，可以識別出氣味的種類。接下來將對MEMS半導(dǎo)體型氣味傳感器的檢測原理進(jìn)行說明。

在半導(dǎo)體型傳感器中，氣味分子附著在傳感器表面，通過氧化還原反應(yīng)使電阻值發(fā)生變化。其運(yùn)作機(jī)制是根據(jù)電阻變化來檢測氣味。與其他公司銷售的傳感器相比，本公司生產(chǎn)的傳感器對氣味更加敏感。檢測之后，與QCM傳感器一樣，MEMS半導(dǎo)體型傳感器也是利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來識別氣味。下面對氣味的顯示進(jìn)行說明。

關(guān)于嗅覺顯示器，我們正與東京科學(xué)大學(xué)進(jìn)行共同研發(fā)。使用本公司saw器件技術(shù)可使香料霧化。還可以通過改變混合比來使用較少的香料再現(xiàn)更多的香味。

通過再現(xiàn)香味，我們可以體驗(yàn)代入感極強(qiáng)的全新嗅覺環(huán)境，游戲、購物、烹飪等。太陽誘電將繼續(xù)以氣味為主題推動技術(shù)開發(fā)。

審核編輯 黃宇