生鲜农产品易发生品质劣变,其中氨气是反映其品质变化的重要检测指标。针对传统有芯片氨气传感器电路设计复杂、寿命有限问题,设计了一种无芯片射频识别(Radio frequency identification,RFID)氨气传感器,用于生鲜农产品挥发性氨气检测...生鲜农产品易发生品质劣变,其中氨气是反映其品质变化的重要检测指标。针对传统有芯片氨气传感器电路设计复杂、寿命有限问题,设计了一种无芯片射频识别(Radio frequency identification,RFID)氨气传感器,用于生鲜农产品挥发性氨气检测。首先,基于高频电磁仿真软件(High frequency structure simulator,HFSS)设计了微带贴片天线结构,研究了传感器天线的电磁场分布、回波损耗S11和极化特性,通过在微带天线上加载金属短路和寄生单元优化了传感器结构;采用激光雕刻技术制备传感器标签,并选择了在室温下对氨气具有良好选择性的ZnO/TiO_(2)纳米复合材料,将其喷涂在微带天线表面辐射单元上;其次,结合氨气射频检测原理,搭建了基于无芯片RFID的生鲜农产品挥发性氨气测试系统,分析了传感器的交叉敏感性和低温高湿环境下的稳定性,最后,对实际测试结果进行了主成分分析和Pearson相关分析。试验结果表明,该无芯片RFID传感器中心谐振频率为2.25 GHz,加载金属短路后增益提升0.13 dB,在实验室氨气质量浓度0~100 mg/L环境下灵敏度达到0.11 dB·L/mg,实际测试过程中,鸡肉氨气传感响应值较高,为9.0 dB;虾肉氨传感响应值较低,为4.5 dB。此外,传感器检测响应能有效区分干扰气体(H_(2)S、CO_(2)、CH_(4)、C2H5OH),相关系数绝对均值均小于0.5;在低温高湿环境下,传感器能够有效完成氨气检测,且稳定性良好。展开更多
可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术具有很高的选择性和灵敏度,能够实现污染区域环境中痕量氨气（NH_3）的在线检测。影响TDLAS系统测量精度的因素有很多,温度和压力是最基本的两个影响条件。首先介绍了TDLAS原理和实验系统,然后研...可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术具有很高的选择性和灵敏度,能够实现污染区域环境中痕量氨气（NH_3）的在线检测。影响TDLAS系统测量精度的因素有很多,温度和压力是最基本的两个影响条件。首先介绍了TDLAS原理和实验系统,然后研究了温度变化对检测结果的影响,温度在-10℃~50℃之间,使用空芯波导（Hollow Waveguide,HWG）气体池对浓度为50 ppm的NH3进行检测,得到其二次谐波光谱图,从图中可以得出在该温度范围内,NH_3二次谐波信号幅度随温度升高而减小。温度不变,气体池内压力从0 k Pa变化到100 k Pa时,二次谐波信号的幅度随着压力增加而减小。根据实验结果,给出了该系统的温度压力修正公式。修正后,50 ppm的NH_3在不同温度下的最大检测相对误差为-5.5%。对30 ppm的NH_3长时间监测结果表明,修正后系统能够适应现场监测需求。展开更多
文摘可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术具有很高的选择性和灵敏度,能够实现污染区域环境中痕量氨气（NH_3）的在线检测。影响TDLAS系统测量精度的因素有很多,温度和压力是最基本的两个影响条件。首先介绍了TDLAS原理和实验系统,然后研究了温度变化对检测结果的影响,温度在-10℃~50℃之间,使用空芯波导（Hollow Waveguide,HWG）气体池对浓度为50 ppm的NH3进行检测,得到其二次谐波光谱图,从图中可以得出在该温度范围内,NH_3二次谐波信号幅度随温度升高而减小。温度不变,气体池内压力从0 k Pa变化到100 k Pa时,二次谐波信号的幅度随着压力增加而减小。根据实验结果,给出了该系统的温度压力修正公式。修正后,50 ppm的NH_3在不同温度下的最大检测相对误差为-5.5%。对30 ppm的NH_3长时间监测结果表明,修正后系统能够适应现场监测需求。
