氣體傳感器廣大應(yīng)用于工業(yè)和生活

傳感器已經(jīng)從傳統(tǒng)的單一功能傳感器而向具有連接和多種融合的方向進(jìn)行發(fā)展。氣體傳感器廣大應(yīng)用于工業(yè)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，如石油、化工、環(huán)保、醫(yī)療、食品等諸多領(lǐng)域，需求量也發(fā)生量級(jí)的變化。以下是氣體傳感器應(yīng)用的部分領(lǐng)域。

醫(yī)療行業(yè)

病毒磨難引發(fā)的肺炎病情席卷而來(lái)，作為病情各種數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)技術(shù)與中心部件，傳感器的關(guān)鍵作用無(wú)可比擬。它可以量化標(biāo)準(zhǔn)地獲取人體血糖、血脂、血氧、血壓、心動(dòng)、腦電、皮電、體溫等等所有反映健康體征的生理參數(shù)指標(biāo)。在本次病情中，乃至醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用可謂是無(wú)處不在。

目前，較常用的醫(yī)用氧傳感器是電化學(xué)式，俗稱氧電池。氧氣進(jìn)入傳感器后，內(nèi)部所含的鉛（Pb）逐漸被氧化成PbO2，其壽命只能1年左右。作為創(chuàng)新型替代產(chǎn)品，一種順磁原理的氧氣傳感器逐步開(kāi)始使用。其工藝較復(fù)雜，價(jià)格較高，但壽命長(zhǎng)，是非消耗品，可長(zhǎng)期使用不用更換。

可穿戴氣體傳感器

2020年1月，賓夕法尼亞州立大學(xué)和東北大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種將很快投入商用的高靈敏的可穿戴的氣體傳感器。PSU工程科學(xué)與力學(xué)、材料科學(xué)與工程學(xué)助理教授Huanyu Cheng和他的團(tuán)隊(duì)在傳感器的非感應(yīng)區(qū)域創(chuàng)建銀涂層的蛇形線條，通過(guò)向銀涂層施加電流，氣體感應(yīng)區(qū)域?qū)⒂捎陔娮璧闹饾u增大而局部加熱，從而無(wú)需單獨(dú)的加熱器。蛇形線條能夠讓這款可穿戴傳感器像彈簧一樣拉伸，以適應(yīng)身體的不同彎曲變化。研究人員稱，美國(guó)國(guó)防威脅降低局（U.S. Defense Threat Reduction Agency，簡(jiǎn)稱DTRA）對(duì)這種可穿戴傳感器很感興趣，因其可監(jiān)測(cè)損傷神經(jīng)和肺部的化學(xué)與生物制劑。

汽車(chē)行業(yè)

汽車(chē)中一般設(shè)置前氧和后氧兩個(gè)氧傳感器，汽車(chē)氧傳感器具備極高的技術(shù)壁壘，氣體傳感器供應(yīng)商主要是Bosch、 NTK。隨著汽車(chē)數(shù)量越來(lái)越多、使用范圍越來(lái)越廣，尾氣對(duì)環(huán)境的負(fù)面效應(yīng)也越來(lái)越大，而車(chē)用氣體傳感器的應(yīng)用為汽車(chē)尾氣處理帶來(lái)了新的變革。中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所研究員周水杉表示，目前，國(guó)六排放汽油車(chē)一般需要兩個(gè)氧傳感器，柴油車(chē)需要兩個(gè)氮氧傳感器，因此，保守估計(jì)，我國(guó)每年需要超過(guò)2億個(gè)氧傳感器、800萬(wàn)~1000萬(wàn)個(gè)氮氧傳感器、300萬(wàn)~500萬(wàn)個(gè)顆粒物傳感器，這將是一個(gè)超百億元的市場(chǎng)。

環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)

當(dāng)前眾多工業(yè)氣體毒性較強(qiáng)，如泄露將對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。還有一些易燃?xì)怏w，如果存儲(chǔ)容器如加壓鋼瓶受到損壞，氣體有發(fā)生爆破的風(fēng)險(xiǎn)。眾多工作環(huán)境中存在的氣體可能會(huì)對(duì)作業(yè)人員造成威脅，氣體傳感器在有毒、易爆、二氧化碳等氣體探測(cè)領(lǐng)域有著廣大的應(yīng)用，且氣體傳感器作為環(huán)境檢測(cè)的必備傳感器將有助于建設(shè)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)。未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域上會(huì)向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、系統(tǒng)化方向發(fā)展?？梢灶A(yù)見(jiàn)氣體傳感器將在此方面應(yīng)用面越來(lái)越大。

半導(dǎo)體行業(yè)

2019年6月，航天易聯(lián)籌備建設(shè)的激光氣體傳感器生產(chǎn)基地——亦莊博電新廠房順利投產(chǎn)。其新廠房使用面積約1200平方米，共建設(shè)生產(chǎn)線3條，其中自動(dòng)化生產(chǎn)線1條，封裝生產(chǎn)線2條，廠區(qū)配建有先進(jìn)的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、校準(zhǔn)室等區(qū)域，是涵蓋激光氣體傳感器研發(fā)、生產(chǎn)、組裝、調(diào)試、運(yùn)營(yíng)為一體的正規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化綜合性基地。航天易聯(lián)基于半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù) （TDLAS） 開(kāi)發(fā)的激光氣體傳感器解決了傳統(tǒng)在線氣體分析儀器需采樣預(yù)處理、響應(yīng)時(shí)間滯后、背景氣體交叉干擾以及受粉塵等影響的弊病，適用于多種測(cè)量環(huán)境，包括高腐蝕、高溫、高流速、多水分測(cè)量環(huán)境下的氣體檢測(cè)分析, 為實(shí)現(xiàn)氣體分析自動(dòng)化和工業(yè)過(guò)程控制自動(dòng)化提供了有力保障。目前，該產(chǎn)品已成功應(yīng)用于山東某漢墓環(huán)境監(jiān)測(cè)、故宮博物院展柜環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

傳感器是物聯(lián)網(wǎng)較中心和較基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，是各種信息和人工智能的橋梁，其技術(shù)領(lǐng)域中重要門(mén)類(lèi)之一的氣體傳感器必將隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，占據(jù)更多的市場(chǎng)份額。其實(shí)無(wú)論是檢測(cè)我們每天呼吸的空氣品質(zhì)，還是有毒氣體探測(cè)等，未來(lái)氣體傳感器必將對(duì)我們的生活起到重要的作用。