邹修国 祝忠钲 SU Steven 宋圆圆 徐泽颖 刘文超

(1.南京农业大学人工智能学院， 南京 210031； 2.悉尼科技大学工程与信息技术学院， 悉尼 2007；3.南京农业大学工学院， 南京 210031)

0 引言

氨气是肉鸡养殖过程中主要污染气体之一。根据美国环境保护署(Environmental Protection Agency, EPA)的估计，肉鸡氨气排放占美国养殖家禽氨气排放量的54%[1]。我国是仅次于美国的第二大肉鸡生产国[2]，过高的氨气浓度会对肉鸡生长造成严重影响[3]。REECE等[4]研究表明，在28 d的育雏期内，肉鸡暴露在氨气体积浓度2.5×10-5～5.0×10-5下，体重增加慢，死亡率提高；在氨气体积浓度1×10-4～2×10-4下，肉鸡的死亡率明显上升；2.5×10-5被认为是氨气体积浓度的建议上限值[5]。为准确获取肉鸡养殖过程中氨气的排放规律及排放系数，提高肉鸡的养殖效益，必须精确、实时、稳定地检测氨气浓度。

氨气属于粘性气体，易与材料表面发生反应，对检测响应时间有一定的影响[6]。目前，检测氨气浓度的主流传感器有金属氧化物传感器(Metal oxide semiconductor, MOS)[7-8]、光学传感器[9]和电化学传感器[10]等，近年来不断有学者对其展开研究。SAMOTAEV等[11]利用脉冲式温度调制技术实现了MOS型传感器在甲烷、一氧化碳和水蒸气存在下对氨气的高选择性。MOSELEY等[12]发现掺杂少量钛的氧化铬也能增强MOS对氨气的选择性。ISMAIL等[13]研究了PANI、PEDOT和PPy 3种不同导电聚合物对氨气的光学传感性能。LIANG等[14]通过研究氨气在多孔Cr2O3上的催化行为，提出了基于NASICON和Cr2O3电极的氨气传感器。以上传感器在氨气检测设备研究上得到了广泛应用。YOO等[15]针对量子级联激光器和量子级联探测器构成的单片集成电路，制作了无源波导光学气敏器件，对氨气体积浓度5×10-6进行了试验测定，估算最小可检测气体浓度为8.4×10-8。……