近年来，电子鼻在医疗诊断、环境监测、公共安全和农业等多个领域应用广泛，与传统的分析手段相比具有检测范围广、检测速度快、体积小易携带和操作简单成本低等优点。
电子鼻优异的气体识别能力主要依赖于传感器采集的高质量特征信号和数据处理算法，高质量信号特征值的获取除了依赖于性能良好的敏感材料，也与采样系统的结构息息相关，其中腔室的结构更是直接影响内部流场的均匀度，因此设计具有高度均匀浓度场的腔室对于电子鼻的发展来说至关重要。
该工作从传感器特征值的角度出发，通过设计轴对称气体传感器腔体和气体分流装置，解决了传感器在测试腔体中由于位置不同引入的伪特征值问题，对于传感器腔体的结构设计和流体力学行为调控给出了良好的研究范例。
鉴于此，该工作设计了一种小型化仿生腔室，主要由上壳体、分流装置和底座组成，可同时容纳18个传感器。该腔室外观形似花洒，模拟了哺乳动物鼻腔嗅觉区的层流环境，对称的结构设计保证了均匀的流场和浓度场环境，基于层流和稀物质物理场耦合的模拟计算结果表明，当气流到达分流装置后经由底部气孔及侧面凹槽被分散至各个方向，可以直观看到传感器上方流速及压力分布均匀度明显提升。分流装置在本设计中对气流的均匀性起到了重要作用，多孔型分流装置有效降低了腔室中的再循环区和死体积，提高了传感器阵列周围浓度场的均匀性。在实际的湿度传感测试中，传感器阵列上方的浓度分布也呈现均匀的分布情况。理论模拟和湿度测试结果表明该腔室具有均匀的流场和浓度场。
该工作实现了腔室内流体行为的有效控制，解决了由于腔室中传感器所处的位置不同而引起的测量误差问题，为电子鼻腔室的设计提供了有益的参考，同时也为多物理场耦合模拟设计与实际应用相结合提供了新思路。
据悉，“智能传感”前沿交叉研究中心长期从事人工嗅觉相关研究，在挥发物组学（分析化学与基础医学交叉）、敏感材料设计与制备（材料与化学交叉）、传感腔体设计与制造（力学与仪器科学交叉）、精确中医“闻诊”应用（医学与人工智能）等方面开展了系列研究工作。
来源：传感器专家网