中文摘要：

针对传统气敏传感器用于VOCs检测时存在灵敏度低、选择性差、重复性差等局限，创新性提出基于气液相转变效应机理的SAW气敏传感器与GC分离柱联用电子鼻系统。革命性突破了气敏传感器依赖于气体分子在敏感膜涂层中吸附－脱附的工作模式及制约，取得气敏传感器研究重要进展。研究内容主要有1)传感器感测机理研究，包括SAW声电场耦合模方程推导和建模，气液相转变效应相关因子研究，凝聚层负载下的SAW波传机理，以及SAW对"凝聚"扰动的响应建模等；2）SAW传感器的优化设计与微细加工制备，包括压电基底材料、晶体切向及金属厚度、叉指电极等参数的优化与仿真，器件制备等；3）VOCs快速采集和解析分离条件研究，如GC填充剂材料和被测气体的匹配设计，微喷嘴冲击流场分析，气体流动分离条件与各影响因素关系，毛细管柱滞留时间控制模型等；4）测试系统及检测技术研究，包括气液两相转换微腔设计，TEC温控设计，二次混频检测技术与虚拟传感阵列信号处理等。初步实验结果表明,基于气液相转变效应和GC分离柱的电子鼻系统，可选择性地检测ppb浓度的居室装修主要污染VOCs，且响应时间短、稳定性好，在痕量气体检测上具有广阔的应用前景。