氣體傳感器的應用領域

　　氣體傳感器發展至今，在石化領域的應用愈來愈深入，同時隨著科技的進步，氣體傳感器的應用逐步擴展到眾多垂直領域。

　　1、消費電子，集成到智能家居、可穿戴設備、智能手機等消費電子中；

　　可用于檢測家用燃氣的使用狀況（CH4、CO等），建筑物/汽車的揮發性有機物（VOC），健康吸氧休閑活動中O2濃度的。

　　2、工業安全，采礦行業可用于檢測礦井內部CO2、CH4 濃度等氣體，化工行業可用于檢測有毒有害氣體。

　　3、暖通市場，集成到空調中，用于室內/車內空氣質量檢測

　　4、醫療市場，治療護理時用于呼吸分析

　　5、環境市場，檢測空氣質量和污染情況

　　6、交通運輸，汽車尾氣測量或重型車輛發動機控制的氣體傳感器

　　7、國防安全，有毒氣體監測

　　氣體傳感器應用廣泛，但每種應用場景下都有不同的技術要求，如被測氣體類型、封裝尺寸、靈敏度、壽命、響應時間等。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5~10 年，適合可穿戴設備和智能手機。此外，NDIR 技術的傳感器在減少尺寸方面也取得了長足的進步，隨著MEMS的發展有望進一步應用于消費類領域。

　　氣體傳感器主要特性

　　氣體傳感器是化學傳感器的一大門類。從工作原理、特性分析到測量技術，從所用材料到制造工藝，從檢測對象到應用領域，都可以構成獨立的分類標準，衍生出一個個紛繁龐雜的分類體系，尤其在分類標準的問題上目前還沒有統一，要對其進行嚴格的系統分類難度頗大。

　　1、穩定性

　　穩定性是指傳感器在整個工作時間內基本響應的穩定性，取決于零點漂移和區間漂移。零點漂移是指在沒有目標氣體時，整個工作時間內傳感器輸出響應的變化。區間漂移是指傳感器連續置于目標氣體中的輸出響應變化，表現為傳感器輸出信號在工作時間內的降低。理想情況下，一個傳感器在連續工作條件下，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構所使用的技術。大多數氣體傳感器的設計原理都采用生物化學、電化學、物理和光學。首先要考慮的是選擇一種敏感技術，它對目標氣體的閥限制（TLV-thresh-oldlimitvalue）或最低爆炸限（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。可以通過測量由某一種濃度的干擾氣體所產生的傳感器響應來確定。這個響應等價于一定濃度的目標氣體所產生的傳感器響應。這種特性在追蹤多種氣體的應用中是非常重要的，因為交叉靈敏度會降低測量的重復性和可靠性，理想傳感器應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數目標氣體中的能力。在氣體大量泄漏時，探頭應能夠承受期望氣體體積分數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盡可能小。氣體傳感器的基本特征，即靈敏度、選擇性以及穩定性等，主要通過材料的選擇來確定。選擇適當的材料和開發新材料，使氣體傳感器的敏感特性達到最優。

　　氣體傳感器發展前景趨勢

　　國外氣體傳感器發展很快， 一方面是由于人們安全意識增強，對環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的推動。因此，國外氣體傳感器技術得到了較快發展。

　　目前，氣體傳感器的發展趨勢集中表現為：

　　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，與應用整機相結合，這也是氣體傳感器一直追求的目標。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（光化反應型）低功耗CO氣體傳感器等。

　　二是增強可靠性，實現元件和應用電路集成化，多功能化，發展MEMS技術，發展現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和監視故障狀況功能，實現了智能化;還有美國IST公司具有微理器的“MegaGas” 傳感器實現了智能化、多功能化。