气体传感器的发展，气体传感器-百科知识

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一、气体传感器的发展

一、着重于新气敏材料与制作工艺的研究开发
对气体传感器材料的研究表明，金属氧化物半导体材料Zn0，SIlo2，Fe203等己趋于成熟化，特别是在C比，C2H5OH，CO等气体检测方面。这方面的工作主要有两个方向：
1、是利用化学修饰改性方法，对现有气体敏感膜材料进行掺杂、改性和表面修饰等处理，并对成膜工艺进行改进和优化，提高气体传感器的稳定性和选择性;
2、是研制开发新的气体敏感膜材料，如复合型和混合型半导体气敏材料、高分子气敏材料，使得这些新材料对不同气体具有高灵敏度、高选择性、高稳定性。由于有机高分子敏感材料具有材料丰富、成本低、制膜工艺简单、易于与其它技术兼容、在常温下工作等优点，已成为研究的热点。
二、新型气体传感器的研制
用传统的作用原理和某些新效应，优先使用晶体材料(硅、石英、陶瓷等)，采用先进的加工技术和微结构设计，研制新型传感器及传感器系统，如光波导气体传感器、高分子声表面波和石英谐振式气体传感器的开发与使用，微生物气体传感器和仿生气体传感器的研究。随着新材料、新工艺和新技术的应用，气体传感器的性能更趋完善，使传感器的小型化、微型化和多功能化具有长期稳定性好、使用方便、价格低廉等优点。
三、气体传感器智能化
随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视，对各种有毒、有害气体的探测，对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。

二、半导体气体传感器国外的发展现状

目前半导体气体传感器的研究动态及其发展方向——气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向发展

国外气体传感器发展很快，一方面是由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是由于传感器市场增长受到政府安全法规的推动。因此，国外气体传感器技术得到了较快发展，据有关统计预测，美国1996年—2002年气体传感器年均增长率为（27～30）％。

目前，气体传感器的发展趋势集中表现为：一是提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路，与应用整机相结合，这也是气体传感器一直追求的目标。如日本费加罗公司推出了检测（0?1～10）×10－6硫化氢低功耗气体传感器，美国IST提供了寿命达10年以上的气体传感器，美国FirstAlert公司推出了生物模拟型（光化反应型）低功耗CO气体传感器等。二是增强可靠性，实现元件和应用电路集成化，多功能化，发展MEMS技术，发展现场适用的变送器和智能型传感器。如美国GeneralMonitors公司在传感器中嵌入微处理器，使气体传感器具有控制校准和监视故障状况功能，实现了智能化；还有前已涉及的美国IST公司的具有微处理器的“MegaGas”传感器实现了智能化、多功能化。

2国内现状与差距

气敏元件传感器作为新型敏感元件传感器在国家列为重点支持发展的情况下，国内已有一定的基础。其现状是：

（1）烧结型气敏元件仍是生产的主流，占总量90％以上；接触燃绕式气敏元件已具备了生产基础和能力；电化学气体传感器有了试制产品;

（2）在工艺方面引入了表面掺杂、表面覆膜以及制作表面催化反应层和修隔离层等工艺，使烧结型元件由广谱性气敏发展成选择性气敏；在结构方面研制了补偿复合结构、组合差动结构以及集成化阵列结构；在气敏材料方面SnO2和Fe2O3材料已用于批量生产气敏元件，新研究开发的Al2O3气敏材料、石英晶体和有机半导体等也开始用于气敏材料;

（3）低功耗气敏元件（如一氧化碳，甲烷等气敏元件）已从产品研究进入中试;

（4）国内气敏元件传感器产量已超过“九五”初期的400万支。产量超过20万支的主要厂家有5家，黑龙江敏感集团、太原电子厂、云南春光器材厂、天津费加罗公司（合资）、北京电子管厂（特种电器厂），其中前四家都超过100万支，据行业协会统计，1998年全国气敏元件总产量已超过600万支。

三、气体传感器-百科知识

在科技的精密世界里，气体传感器如同一双无形的眼睛，将不可见的气体世界转化为我们可感知的数据。这些神奇的装置通过各种技术原理，如电化学、催化燃烧、半导体、红外线和PID技术</，为我们揭示气体的类别和浓度秘密。

电化学传感器</，作为气体传感器家族的主导者，凭借其高占比和低耗电特性，在实验室中大展身手，尤其在检测有毒气体方面，表现出卓越的性能。它们的信号输出线性好，性价比高，是许多应用领域的首选。

催化燃烧传感器</，以其经济实惠的特性，专长于可燃气体的探测，是工业和民用场所的理想选择，其快速响应和稳定性是其显著优点。

半导体传感器</，尽管成本低，适合日常使用，但稳定性方面略有不足。它们的普及主要源于其易于集成和应用的特性，尤其是在民用领域。

红外线传感器</，凭借超高的灵敏度，能够探测多种气体，包括可燃气体和二氧化碳，广泛应用于环境监测和工业控制。

光离子PID技术</，则以ppb级的高灵敏度专注于挥发性有机化合物（VOC）检测，是环保和工业VOC监测的重要工具。

在恶劣环境中，激光气体传感器</凭借抗干扰性能和对特定气体的精准定位，成为甲烷和瓦斯检测的可靠选择，且寿命长久。

光学波导传感器</以高精度和抗干扰而闻名，虽然成本较高，却适用于NOx和SOx等多种气体的检测，为工业环境的精细化管理提供支持。

最后，热传导传感器</，针对可燃气体的大范围检测，在高浓度的甲烷和氢气环境中展现出稳定可靠的特性，成为安全监控的关键设备。

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