AIRSENSE电子鼻：探讨纺织纤维的机器嗅觉快速识别方法

当前国内外纤维指纹图谱研究常用红外光谱、核磁共振等技术，存在检测工序复杂、耗时久的问题；传统化学检测和物理检测不仅同样低效，还会产生化学试剂污染，且属于有损检验，无法满足快速、无损鉴别的需求。
文章提出采用电子鼻技术提取纤维材料挥发的微量气味信息，建立气味指纹图谱，实现纺织纤维的快速、便捷、无损鉴别。

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AIRSENSE电子鼻
AIRSENSE电子鼻是一款小巧、快捷、高效的检测系统，由传感器阵列、信号预处理电路和计算机模式识别系统构成。其传感器阵列包含多个金属氧化气体传感器，可精准探测芳香成分、氢氧化合物、氨气等多种挥发性物质。当电子鼻与纤维样品接触时，传感器会与纤维挥发的微量气体发生氧化还原反应，导致传感器材料导电性变化，进而产生独特的电阻变化信号，这些信号构成了每种纤维的 “气味指纹图谱"。这种基于气味特征的识别方式，无需对样品进行燃烧、切割等预处理，从根本上实现了无损检测的目标。

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试验方案详情
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试验材料
取腈纶､蚕丝､莫代尔､醋酯纤维､锦纶､氨纶､ 棉､涤纶及待识别棉/涤70/30混纺织物等9种未染色散纤维材料各5g,测试时各样品未经燃烧｡
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仪器设备
德国AIRSENSE公司电子鼻，含 10 个金属氧化物传感器，对不同挥发物灵敏度不同。
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试验步骤
设置或记录试验参数:温度28℃,相对湿度50%,样品瓶容量250mL,顶空生成时间30min,连续采样80次,得到.nos类型的数据文件｡
首先将AIRSENSE电子鼻与电脑连接好,并运行其配套软件,再对电子鼻的各检测参数进行设定｡样品进气流量均设置为400mL,传感器漂洗时间为180s,采样时间为120s｡
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试验结果与分析
单一纤维（6 种）鉴别结果
所有纤维在采样 60s 后，电子鼻传感器的响应值趋于平稳，此时信号稳定可用于分析。
不同纤维的主要响应传感器存在差异：
腈纶、醋酯纤维：主要响应 S1、S3
蚕丝、氨纶：主要响应 S6、S8
莫代尔：主要响应 S1、S3、S6
锦纶：主要响应 S2、S3
即使部分纤维主要响应传感器相同（如腈纶与醋酯纤维），但因主要成分的 G/Go 偏离值及次要成分差异，形成的响应曲线图不同，可区分纤维类别。

数据分析（LDA vs PCA）
棉涤混纺织物鉴别结果

分析方法选择：因 LDA 数据点分布更集中，鉴别更便捷，故采用 LDA 分析棉、涤纶、棉涤 70/30 混纺织物数据。
结果表现：
棉、涤纶两种单一纤维的样品点分布集中且界限清晰。
棉涤混纺织物的样品点分别集中在棉和涤纶的样品点区域，且大部分数据点靠近棉纤维（与实际棉 / 涤 70/30 的成分比例相符）。
结论：AIRSENSE电子鼻可准确分辨棉涤混纺产品中的棉纤维和涤纶纤维。

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研究结论
AIRSENSE电子鼻结合线性判别分析（LDA） 和主成分分析（PCA） ，均能有效鉴别腈纶、蚕丝、莫代尔、醋酯纤维、锦纶、氨纶 6 种单一纤维，其中 LDA 数据点更集中，鉴别效果更优。

AIRSENSE 型电子鼻可准确分辨棉涤混纺织物中的棉与涤纶纤维，为纺织纤维鉴别提供了快速、便捷、无损的全新方法。