氣體傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

氣體傳感器發(fā)展至今，在石化領(lǐng)域的應(yīng)用愈來愈深入，同時隨著科技的進(jìn)步，氣體傳感器的應(yīng)用逐步擴(kuò)展到眾多垂直領(lǐng)域。

1、消費電子，集成到智能家居、可穿戴設(shè)備、智能手機(jī)等消費電子中；

可用于檢測*的使用狀況（CH4、CO等），建筑物/汽車的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC），健康吸氧休閑活動中O2濃度的。

2、工業(yè)安全，采礦行業(yè)可用于檢測礦井內(nèi)部CO2、CH4 濃度等氣體，化工行業(yè)可用于檢測有毒有害氣體。

3、暖通市場，集成到空調(diào)中，用于室內(nèi)/車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測

4、醫(yī)療市場，治療護(hù)理時用于呼吸分析

5、環(huán)境市場，檢測空氣質(zhì)量和污染情況

6、交通運輸，汽車尾氣測量或重型車輛發(fā)動機(jī)控制的氣體傳感器

7、國防安全，有毒氣體監(jiān)測

氣體傳感器應(yīng)用廣泛，但每種應(yīng)用場景下都有不同的技術(shù)要求，如被測氣體類型、封裝尺寸、靈敏度、壽命、響應(yīng)時間等。以消費類市場為例，其要求氣體傳感器具有良好的靈敏度、可靠性、低成本、小尺寸和低功耗。金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）目前可能是成本和尺寸方面最佳的選擇，并且使用壽命可達(dá)5~10 年，適合可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)。此外，NDIR 技術(shù)的傳感器在減少尺寸方面也取得了長足的進(jìn)步，隨著MEMS的發(fā)展有望進(jìn)一步應(yīng)用于消費類領(lǐng)域。

氣體傳感器主要特性

氣體傳感器是化學(xué)傳感器的一大門類。從工作原理、特性分析到測量技術(shù)，從所用材料到制造工藝，從檢測對象到應(yīng)用領(lǐng)域，都可以構(gòu)成獨立的分類標(biāo)準(zhǔn)，衍生出一個個紛繁龐雜的分類體系，尤其在分類標(biāo)準(zhǔn)的問題上目前還沒有統(tǒng)一，要對其進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)分類難度頗大。

1、穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指傳感器在整個工作時間內(nèi)基本響應(yīng)的穩(wěn)定性，取決于零點漂移和區(qū)間漂移。零點漂移是指在沒有目標(biāo)氣體時，整個工作時間內(nèi)傳感器輸出響應(yīng)的變化。區(qū)間漂移是指傳感器連續(xù)置于目標(biāo)氣體中的輸出響應(yīng)變化，表現(xiàn)為傳感器輸出信號在工作時間內(nèi)的降低。理想情況下，一個傳感器在連續(xù)工作條件下，每年零點漂移小于10%。

2、靈敏度

靈敏度是指傳感器輸出變化量與被測輸入變化量之比，主要依賴于傳感器結(jié)構(gòu)所使用的技術(shù)。大多數(shù)氣體傳感器的設(shè)計原理都采用生物化學(xué)、電化學(xué)、物理和光學(xué)。首先要考慮的是選擇一種敏感技術(shù)，它對目標(biāo)氣體的閥限制（TLV-thresh-oldlimitvalue）或最di爆炸限（LEL-lowerexplosivelimit）的百分比的檢測要有足夠的靈敏性。

3、選擇性

選擇性也被稱為交叉靈敏度?？梢酝ㄟ^測量由某一種濃度的干擾氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)來確定。這個響應(yīng)等價于一定濃度的目標(biāo)氣體所產(chǎn)生的傳感器響應(yīng)。這種特性在追蹤多種氣體的應(yīng)用中是非常重要的，因為交叉靈敏度會降低測量的重復(fù)性和可靠性，理想傳感器應(yīng)具有高靈敏度和高選擇性。

4、抗腐蝕性

抗腐蝕性是指傳感器暴露于高體積分?jǐn)?shù)目標(biāo)氣體中的能力。在氣體大量泄漏時，探頭應(yīng)能夠承受期望氣體體積分?jǐn)?shù)10——20倍。在返回正常工作條件下，傳感器漂移和零點校正值應(yīng)盡可能小。氣體傳感器的基本特征，即靈敏度、選擇性以及穩(wěn)定性等，主要通過材料的選擇來確定。選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾烷_發(fā)新材料，使氣體傳感器的敏感特性達(dá)到*。

氣體傳感器發(fā)展前景趨勢

國外氣體傳感器發(fā)展很快， 一方面是由于人們安全意識增強，對環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高;另一方面是由于傳感器市場增長受到政府安全法規(guī)的推動。因此，國外氣體傳感器技術(shù)得到了較快發(fā)展。

目前，氣體傳感器的發(fā)展趨勢集中表現(xiàn)為：

一是提高靈敏度和工作性能 ，降低功耗和成本，縮小尺寸，簡化電路，與應(yīng)用整機(jī)相結(jié)合，這也是氣體傳感器一直追求的目標(biāo)。如日本費加羅公司推出了檢測硫化氫低功耗氣體傳感器，美國IST提供 了壽命達(dá)10年以上的氣體傳感器，美國FirstAlert公司推出了生物模擬型（光化反應(yīng)型）低功耗CO氣體傳感器等。

二是增強可靠性，實現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化，多功能化，發(fā)展MEMS技術(shù)，發(fā)展現(xiàn)場適用的變送器和智能型傳感器。如美國GeneralMonitors公司在傳感器中嵌入微處理器，使氣體傳感器具有控制校準(zhǔn)和監(jiān)視故障狀況功能，實現(xiàn)了智能化;還有美國IST公司具有微理器的“MegaGas" 傳感器實現(xiàn)了智能化、多功能化。

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