一年一度的傳感器博覽會（Sensor Expo 2018）結束了。我們注意到日本東京Aroma Bit 公司推出的結合Aroma Coder 35Q使用的氣味成像產品，就是基于聲波原理的氣體傳感器陣列。

“聲波氣體傳感器是根據涂敷在聲波傳播路徑上的敏感膜吸附氣體分子，吸附氣體后導致在傳播過程中聲波參數發生變化，測量變化量即可得到被分析物質（質量和濃度等）相關信息，從而實現對氣體的檢測。許多不同類型的聲波器件被用于氣體傳感器中，例如體聲波（Bulk Acoustic Wave，BAW，又叫厚度切變模式聲傳感器（TSM）和石英晶體微量天平（Quartz Crystal Microbalance，QCM））、表面聲波（Surface Acoustic Wave SAW）、表面橫波（Surface Transverse Wave，STW）、水平剪切聲平板波（Shear Horizontal Acoustic Plate Mode，SH-APM）等?！?此次日本公司的產品使用的是石英晶體微量天平。

“石英晶體微量天平（QCM）和表面聲波器件（SAW），由于這兩種傳感器的工作原理主要是應用了質量敏感效應，所以國際純化學與應用化學聯合會（IUPAC）分析化學委員會將他們歸類于質量敏感型傳感器?！?/p>

“質量敏感型氣體傳感器QCM和SAW本身對氣體或蒸汽不具有選擇性，作為氣體傳感器的選擇性僅僅依賴于表面涂層物質的性質。所以還需要在器件上涂覆適當的氣體敏感薄膜，敏感薄膜通過與待測氣體的吸附引起聲波器件的等效參數，從而構成了不同的聲波氣體傳感器，實現對氣體濃度的檢測?！?/p>

日本公司該產品的亮點還在于其模仿了生物的嗅覺系統，將不同的氣味通過圖像直觀的表現出來，如下圖：

 

小編覺得該產品的另外一個創新點在于，它跳出了檢測氣體不是定性就是定量的傳統思維，從客戶需求出發來研發產品。該產品的應用前景除了展會上演示的可以將可口可樂（Coca-Cola）與百事可樂（Pepsi）氣味差異科學的顯示出來，還可以應用于氣味類產品出廠檢測，搜索，定義等這些目前仍靠人鼻來完成的工作。比如香水，香精，熏香類產品。

“表面敏感膜對待測氣體的吸附形式是影響聲波型氣體傳感器性能的主要因素，表面敏感膜與被測氣體分子之間的吸附作用包括物理吸附，化學吸附和分子間作用力。物理吸附主要依靠范德華力的相互作用，吸附力不是很強，溫度稍微提高或通入解析氣體就會完全脫附，雖然是可逆過程但選擇性差；化學吸附依靠化學鍵形成或破裂的相互作用，即使溫度升高，吸附質也不脫附，所以選擇性好但卻是不可逆過程。為了使氣體分子在敏感膜上吸附和脫附可逆，同時又有一定的選擇性，敏感膜和被吸附分子之間形成的作用關系通常是分子間作用力?！睋摴竟倬W介紹，該公司產品敏感膜和被吸附分子之間形成的作用關系是分子間作用力。如圖：