Что такое датчик запаха?

Что такое датчик запаха?

Датчик запаха — это устройство, которое может количественно оценить запахи, которые традиционно полагались на опыт членов комиссии по сенсорному тестированию и судей по запахам.

Среди пяти человеческих чувств обоняние и вкус распознаются рецепторами в носу и языке, которые обнаруживают компоненты пищи, косметики и т. д. Однако химические вещества, входящие в состав этих компонентов, сильно различаются и часто воспринимаются сложными способами, поэтому исследования и разработки датчиков отстают от других чувств.

Обоняние человека — неоднозначное чувство, которое сильно различается у разных людей, но датчики запаха позволяют объективно оценивать запахи.
Хотя существуют газовые датчики и другие устройства, которые идентифицируют и количественно определяют отдельные компоненты, датчики запаха позволяют комплексно оценивать качество и интенсивность запаха.

Применение датчиков запаха

В настоящее время датчики запахов полезны в следующих областях: (1) исследования, разработки и контроль качества продуктов питания и косметики, (2) измерение запахов окружающей среды и (3) мониторинг отклонений от нормы в газе, пожаре и т. д.

В случае (1) датчик используется не для отдельных компонентов газа, а для тонкой идентификации запаха, испускаемого объектом.

В случае (2) он используется, когда интенсивность запаха является проблемой, например, при управлении рабочей средой и измерении эффективности дезодорирующего оборудования.

В случае (3) он используется в целях контроля безопасности, хотя и не требует соответствия обонянию человека.

Кроме того, в целях медицинской диагностики разрабатывается датчик, который проверяет наличие или отсутствие заболевания путем обнаружения компонентов дыхания, уникальных для онкологических больных, для практического использования.

Принцип работы датчиков обоняния

Существует два основных типа датчиков обоняния: полупроводниковые и кварцевые.

«Полупроводниковый тип» давно используется в качестве газового датчика, и он обнаруживает запахи, используя изменение сопротивления полупроводника из-за поверхностной реакции, вызванной адсорбцией молекул запаха на поверхности полупроводника. Эти системы можно далее классифицировать на два типа: оксидный полупроводниковый тип и органический полупроводниковый тип.
Оксид олова и оксид цинка используются в оксидно-полупроводниковом типе, который используется для получения выходного сигнала, пропорционального присутствию или отсутствию вещества и его концентрации. Неорганические одоранты, такие как газы, обычно обнаруживаются, но чувствительность к органическим соединениям, таким как ароматизаторы, низкая.
Полипиррол и полиацетилен используются в органическом полупроводниковом типе и способны различать запахи. Однако их недостатком является их дороговизна.

Тип резонатора из кварцевого кристалла состоит из липидной мембраны, которая является чувствительной мембраной, имитирующей обонятельные клетки человека, прикрепленной к поверхности резонатора. Когда молекулы запаха адсорбируются на чувствительной мембране, резонансная частота резонатора уменьшается из-за эффекта нагрузки массы. Используя механизм, при котором величина уменьшения пропорциональна массе адсорбированного одоранта, концентрация одоранта измеряется путем измерения величины уменьшения. Система особенно хороша для обнаружения органических одорантов и может различать виски, японское саке, кофе и духи.
Типы используемых чувствительных к запаху мембран включают мембраны из эпоксидной смолы, мембраны из винилацетатной смолы и мембраны Ленгмюра-Блоджетт.

Что такое датчик запаха, устанавливаемый на смартфон?

В 2019 году был разработан компактный датчик запаха, который можно прикрепить к смартфону (смартфону). Датчики запаха можно обнаружить, подключив датчики запаха к смартфону через USB Yype-C. Обнаруженные запахи можно использовать для обнаружения утечки газа, контроля свежести продуктов питания, запаха тела, проверки алкоголя и т. д.

Этот датчик запаха представляет собой кварцевый кристалл с чувствительной мембраной. Он включает в себя детекторные частицы с различными чувствительными мембранами для обнаружения широкого спектра запахов.

При подключении к смартфону смартфон служит аналитической платформой. Анализируется тип и сила каждого обнаруженного запаха, а результаты отображаются на смартфоне.

Хотя общие продажи датчиков запаха, устанавливаемых на смартфоны, еще не определены, исследования и усовершенствования продолжаются, и ожидается, что датчик сможет обнаруживать около 10 различных типов запахов. Ожидается, что продукт будет продаваться по цене менее 100 долларов, что сделает его доступным для всех в будущем. Устройство портативное, легко носить с собой, и может легко и удобно обнаруживать и управлять запахами.

В настоящее время проводятся исследования по преобразованию типов запахов в данные и использованию ИИ для машинного обучения. Планируется повысить точность датчиков запахов и анализа. Также планируется увеличить количество типов запахов, которые можно обнаружить.

Количественная оценка запахов в датчиках запахов

Термин «запах» не имеет четкого стандарта или единицы, как, например, «запах» и «вонь», «аромат» и «аромат». В датчиках запаха также необходим метод измерения «запаха». Запах измеряется и выражается на основе интенсивности и комфорта или дискомфорта, воспринимаемых человеческим обонянием.

Ольфактометрия выражает интенсивность и комфорт или дискомфорт, воспринимаемые человеческим обонянием. Они далее классифицируются на четыре типа, и каждый запах количественно определяется поэтапно.

Четыре метода: «интенсивность запаха», «приятность/неудовольствие», «индекс запаха» и «периодическая частота».

Метод отображения индекса запаха представляет собой количественную оценку концентрации запаха и индекса запаха.

Концентрация запаха определяется как «коэффициент разбавления, необходимый для достижения отсутствия запаха при разбавлении чистым воздухом без запаха». Индекс запаха — это значение, полученное путем умножения обычного логарифма концентрации запаха на 10. Эти значения используются в качестве эталонных и встраиваются в датчики запаха.