气体传感器在未来的发展方向与应用

来源:QQ快报
责任编辑:李志喜
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气体传感器,顾名思义是一种将气体浓度等信息转换成人员、仪器、计算机等可以使用的信息的装置。各种气体传感器设备通过探头采集气体样品,再将气体的体积分数转换成相应的电信号,达到检测目的。

在全球市场中,气体传感器应用需求不断增长,据前瞻产业研究院计算,2016-2021年气体传感器年均复合增长率一直保持在7.3%左右。2020年我国传感器市场规模为1878亿,但气体传感器产业占有率就达到1/3,合计600亿元以上。既然气体传感器占这么高的市场份额,下面就结合具体分类给大家讲一下。

气体传感器有很多种类,主要面对市场的主要有以下三种:

一、光学式气体传感器:

光化学式气体传感器是基于光学原理进行气体测量的传感器。主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型、光纤化学材料型等,还有化学发光式、光纤荧光式和光纤波导式等。

(1)光化学传感器主要以红外型气体传感器为主,由于不同气体的红外吸收峰不同,通过测量和分析红外吸收峰来检测气体。有流体切换式、流程直接测定式和傅里叶变换式在线红外分析仪。具有高抗振能力和抗污染能力,与计算机相结合,能连续测试分析气体,具有自动校正、自动运行的功能。

红外型气体传感器与其它类别气体传感器如电化学式、催化燃烧式、半导体式等相比具有应用广泛、使用寿命长、灵敏度高、稳定性好、适合气体多、性价比高、维护成本低、可在线分析等等一系列优点。广泛应用于石油化工、冶金工业、工矿开采、大气污染检测、农业、医疗卫生等领域。

二、电学类气体传感器:利用材料的电学参量随气体浓度的变化而改变,又分为:电阻式和非电阻式,电阻式气体传感器主要有接触燃烧式、热导式、半导体气体传感器(又为金属氧化物半导体气体传感器和有机半导体气体传感器)等,非电阻式气体传感器则通常是利用材料的电流或电压随气体含量变化。

三、电化学式气体传感器:电化学气体传感器是电化学式传感器的一种。

电化学式传感器是以离子导电为基础制成,根据其电特性的形成不同,电化学传感器可分为电位式传感器,电导式传感器,电量式传感器,极谱式传感器和电解式传感器等。

四、除以上三种气体传感器还有这几种:高分子气敏材料类气差电池式、声表面波式、石英振子式等。

气体传感器的应用场景:

一、新装修房屋中的有害气体检测

新装修的房屋中有90%以上存在有害气体严重超标。以甲醛为例:很多新房刚装修完后,甲醛浓度超过2.5ppm,有些高达十几ppm。

家庭可以通过安装甲醛传感器、VOC传感器和空气质量传感器,对甲醛、苯、甲苯等挥发性有机化合物(VOCs)进行独立的气体检测,然后通过与空调、空气净化器等设备联动,以达到新房污染检测与处理相结合的目的,打造舒适的家居环境。

二、汽车内部的空气质量监测

汽车内部的污染源,主要来自车身本身的装饰材料的挥发物,如甲醛、二甲苯、苯等。通过安装甲醛传感器、一氧化碳传感器、 PM2.5传感器,不仅起到监测车内有害气体的作用,还可以监测车内一氧化碳的浓度,起到安全警示和提醒作用,防止悲剧发生。

三、办公室内空气质量监测

现代人每天大约有80%时间生活、工作在室内,室内与室外的通风换气机会大大减少。国外大量研究结果表明,室内空气污染会引起“致病建筑综合症”(BBS),症状包括头痛、眼、鼻和喉部不适,干咳,皮肤干燥发痒,头晕恶心注意力难于集中和对气味敏感等。建筑关联病(BRI),症状有咳嗽,胸部发紧,发烧寒颤和肌肉疼痛等。

通过安装气体传感器可以监测PM2.5、PM10、温湿度、二氧化碳、甲醛、VOC、氨气、氧气等多种物质,提醒您注意防范污染。

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