《農業工程學報》2024年第40卷第18期刊載了安徽農業大學等單位時國龍、胡國平、蔡家柱、馬文濤、丁鼎與武文輝的論文——“面向畜禽場景氨氣檢測的無源RFID傳感標簽研制及應用”。該研究由國家自然科學基金項目（項目號：62303018）等資助。

引文信息：時國龍，胡國平，蔡家柱，等. 面向畜禽場景氨氣檢測的無源RFID傳感標簽研制及應用[J]. 農業工程學報，2024，40(18)：202-209. 

DOI:  10.11975/j.issn.1002-6819.202402048

研究目的與方法：

氨氣是畜禽場景中的主要有害氣體之一，針對有源傳感器不適于電路有線連接受限的畜禽場景問題，該研究基于高頻電磁仿真軟件（high frequency structure simulator，HFSS）設計了無源傳感器仿真模型，選擇聚酰亞胺（polyimide，PI）作為基板材料，采用絲網印刷技術研制了基于射頻識別（radio frequency identification，RFID）原理的無源氨氣傳感標簽。通過對氨氣無源檢測原理的解析，選擇了具有高表面積的碳納米管作為氨氣敏感材料，推導了通過測量射頻接收功率變化實現無源檢測的數學模型；考慮諧振頻率的動態調整，無源RFID傳感標簽采用開口間隙可調的裂環諧振器結構，通過分析傳輸系數的變化對RFID傳感標簽的檢測過程進行模擬；搭建了用于實驗室和畜禽場景氨氣檢測的射頻測試系統，圍繞功率反射系數、諧振頻率、傳輸系數開展測試分析。

結果與結論：

試驗結果表明，該標簽檢測效率易受到到二氧化碳、溫濕度因素的影響，由于人工切割、基板變形、環境干擾等因素，實物標簽的諧振頻率與2.4 GHz的仿真諧振頻率之間存在0.05 GHz左右的偏差，傳感標簽的靈敏度約為15 MHz·L/mg，最大閱讀距離為24 cm，相比于商用氨氣傳感器，該傳感標簽在使用壽命、響應時間方面有明顯優勢。研究結果為畜禽場景的氨氣無源檢測提供了有效的理論和實踐依據。