作為一種將某種氣(qi)體體積(ji)分數(shu)轉(zhuan)化成對應電信號的轉(zhuan)換器(qi)(qi)，圣凱安氣(qi)體傳感器(qi)(qi)在民用(yong)、工業、環境檢測等方面都有(you)著廣泛的應用(yong)。
目前，民用領域(yu)是半(ban)導體金屬氧化(hua)物氣(qi)體傳感(gan)器的主(zhu)要(yao)應(ying)用領域(yu)。這主(zhu)要(yao)是因為(wei)半(ban)導體金屬氧化(hua)物氣(qi)體傳感(gan)器的價格便宜，性能也(ye)能滿足(zu)家庭報警器的要(yao)求。
具體(ti)來說(shuo)的話，圣凱(kai)安氣(qi)(qi)體(ti)傳感(gan)(gan)器(qi)在民用(yong)領域的應用(yong)主(zhu)要(yao)體(ti)現在：廚房(fang)里，檢(jian)測天(tian)然氣(qi)(qi)、液化(hua)石油氣(qi)(qi)和城市(shi)煤氣(qi)(qi)等(deng)民用(yong)燃(ran)氣(qi)(qi)的泄漏，通(tong)過檢(jian)測微波爐中食物烹調時產(chan)生的氣(qi)(qi)體(ti)，從(cong)而自動(dong)控制微波爐烹調食物；住房(fang)、大樓、會議室和公共娛樂場所用(yong)二(er)氧(yang)化(hua)碳傳感(gan)(gan)器(qi)、煙霧傳感(gan)(gan)器(qi)、臭(chou)氧(yang)傳感(gan)(gan)等(deng)，控制空氣(qi)(qi)凈化(hua)器(qi)或電風(feng)扇的自動(dong)運(yun)轉；在一些高層建筑物中，氣(qi)(qi)體(ti)傳感(gan)(gan)器(qi)還可以用(yong)于檢(jian)測火災苗頭(tou)并報警。
在工(gong)業(ye)領域，氣(qi)體(ti)(ti)傳感器主要(yao)應(ying)用(yong)(yong)在石化工(gong)業(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)，一些二氧(yang)化碳傳感器、氨氣(qi)傳感器、一氧(yang)化氮傳感器等(deng)都能用(yong)(yong)在檢(jian)(jian)測(ce)二氧(yang)化碳、氨氣(qi)等(deng)有害氣(qi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)具體(ti)(ti)應(ying)用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)。另外，可用(yong)(yong)來檢(jian)(jian)測(ce)半導體(ti)(ti)和(he)微(wei)電(dian)子工(gong)業(ye)的(de)(de)(de)有機(ji)溶劑和(he)磷烷等(deng)劇毒氣(qi)體(ti)(ti)；電(dian)力工(gong)業(ye)方面(mian)，氫氣(qi)傳感器能夠檢(jian)(jian)測(ce)電(dian)力變壓器油(you)變質過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)產生的(de)(de)(de)氫氣(qi)；而在食(shi)品行業(ye)，氣(qi)體(ti)(ti)傳感器也(ye)可以檢(jian)(jian)測(ce)肉(rou)類等(deng)食(shi)物(wu)的(de)(de)(de)新(xin)鮮度(du)；在果蔬保鮮應(ying)用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)，氣(qi)體(ti)(ti)傳感器檢(jian)(jian)測(ce)保鮮庫中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)氣(qi)、乙(yi)烯(xi)、二氧(yang)化碳的(de)(de)(de)濃度(du)儀以保證(zheng)水果的(de)(de)(de)新(xin)鮮安全；在汽車和(he)窯爐工(gong)業(ye)檢(jian)(jian)測(ce)廢氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)氧(yang)氣(qi)，公路(lu)交通檢(jian)(jian)測(ce)駕駛(shi)員呼氣(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)乙(yi)醇氣(qi)濃度(du)等(deng)方面(mian)，也(ye)有著廣泛(fan)的(de)(de)(de)需求。
當然(ran)(ran)，涉及到(dao)最為貼近(jin)生(sheng)活的(de)環境監測領域，自然(ran)(ran)也離(li)不開氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。例(li)如(ru)，用(yong)(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)檢(jian)測氮的(de)氧(yang)化(hua)物、硫的(de)氧(yang)化(hua)物、氯化(hua)氫等(deng)引起酸雨的(de)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)；二氧(yang)化(hua)碳傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、臭(chou)氧(yang)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)、氟(fu)利(li)昂等(deng)檢(jian)測溫室效應氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)等(deng)。相信，在(zai)未來，經過對氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)進(jin)一步(bu)改(gai)造，其應用(yong)(yong)的(de)范圍會越來越廣(guang)泛，我(wo)們也將在(zai)更多的(de)場(chang)合見到(dao)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)的(de)應用(yong)(yong)。
氣體傳(chuan)感器在氣體泄漏事故處置(zhi)中的應用
用于可燃氣體監測報警
目(mu)前(qian)，氣敏(min)材(cai)料的(de)發展使得(de)氣體(ti)傳(chuan)感器(qi)的(de)靈敏(min)度高、性能(neng)穩定、結構簡單、體(ti)積小、價格便宜(yi)，并提高了傳(chuan)感器(qi)的(de)選擇性和(he)敏(min)感性。
現有的燃氣報警器，多采用(yong)氧化(hua)錫加貴(gui)金屬催(cui)化(hua)劑氣敏元件，但選擇性(xing)差(cha)，并且因催(cui)化(hua)劑中毒而影(ying)響(xiang)報警的準(zhun)確性(xing)。
半導體氣(qi)敏(min)(min)材料對氣(qi)體的敏(min)(min)感(gan)性與(yu)溫(wen)(wen)度有(you)關。常溫(wen)(wen)下(xia)敏(min)(min)感(gan)度較低，隨著(zhu)溫(wen)(wen)度的升高，敏(min)(min)感(gan)度增加，在一定溫(wen)(wen)度下(xia)達到峰值。
由于(yu)這些(xie)氣敏材料在需要在較(jiao)高(gao)溫度(du)下(一般大于(yu)100℃)達到敏感(gan)度(du)好，這不(bu)僅(jin)要消(xiao)耗額外的(de)加熱(re)功率，還會引發火災。
氣(qi)體(ti)傳感(gan)器(qi)的(de)發展解決(jue)了(le)這(zhe)一(yi)問題。例如，氧化鐵系氣(qi)敏陶(tao)瓷所制的(de)氣(qi)體(ti)傳感(gan)器(qi)，不需要添加貴金屬催(cui)化劑(ji)就可造成靈敏度高、穩定性好、具有一(yi)定選擇性的(de)氣(qi)體(ti)傳感(gan)器(qi)。
降低半導體氣敏材料(liao)的工作(zuo)(zuo)溫度，大大提高它們在常溫下的靈敏度，使(shi)其(qi)能在常溫下工作(zuo)(zuo)。目前，除(chu)了(le)常用的單一金(jin)屬(shu)氧化(hua)物(wu)陶瓷外，又(you)開發了(le)一些復合金(jin)屬(shu)氧化(hua)物(wu)半導體氣敏陶瓷和(he)混(hun)合金(jin)屬(shu)氧化(hua)物(wu)氣敏陶瓷。
將(jiang)氣(qi)(qi)體傳(chuan)感器安裝在易燃、易爆(bao)(bao)、有毒有害氣(qi)(qi)體的生產(chan)、儲(chu)運、使用等場所(suo)中，及(ji)時檢測氣(qi)(qi)體含量，及(ji)早發現(xian)泄漏事故。并(bing)將(jiang)氣(qi)(qi)體傳(chuan)感器與(yu)保護(hu)系(xi)統聯動，使保護(hu)系(xi)統在氣(qi)(qi)體到達爆(bao)(bao)炸(zha)極限前(qian)動作，將(jiang)事故損失控制在低。
檢測氣體種類及特性
在氣體泄漏事故(gu)發生后，事故(gu)處置(zhi)將圍繞采樣(yang)檢測、確(que)定警戒區(qu)域、組(zu)織危險(xian)區(qu)域內群眾撤離、搶救中毒人員、堵漏、洗(xi)消等(deng)方面展開。
由于有(you)毒氣體(ti)可通過(guo)人的呼吸系(xi)統進入人體(ti)造成(cheng)傷害，在(zai)處(chu)置有(you)毒氣體(ti)泄漏事故時的安全(quan)防護必(bi)須迅(xun)速完成(cheng)。
這(zhe)就要求事故處置人員在(zai)(zai)到達事故現場后，在(zai)(zai)短(duan)的時間內(nei)能夠了解氣體的種類、毒(du)性等(deng)特性。
將氣體(ti)傳感(gan)器陣列與計(ji)算機技術相結合(he)，組成智(zhi)能(neng)(neng)氣體(ti)探測(ce)系(xi)統，能(neng)(neng)夠做到(dao)迅速準確識別氣體(ti)種類，從而測(ce)出(chu)氣體(ti)的毒性(xing)。智(zhi)能(neng)(neng)氣體(ti)傳感(gan)系(xi)統由(you)氣敏陣列、信號處理系(xi)統和輸出(chu)系(xi)統組成。
采(cai)用多個具有不同敏感特性的(de)氣敏元件(jian)組成陣(zhen)列，利(li)用神(shen)經(jing)網絡模式識別技術對混合氣體進行氣體識別和濃度監測(ce)。
同(tong)時，將(jiang)常見有毒、有害、易燃氣體(ti)的(de)種類、性質、毒性輸(shu)入計算機(ji)，并根據氣體(ti)的(de)性質編制事故處置預(yu)案輸(shu)入計算機(ji)。
當泄漏(lou)事故發生后，智(zhi)能氣體探測(ce)系統(tong)將(jiang)按下面程序(xu)工(gong)作：進(jin)入現場→吸附(fu)氣體樣(yang)品→氣敏元件產生信(xin)號(hao)→計(ji)算機識別信(xin)號(hao)→計(ji)算機輸出氣體種類(lei)、性質、毒(du)性及處置方案(an)。
由于氣(qi)體傳(chuan)感器的靈敏度(du)較高，在氣(qi)體濃度(du)很低的時(shi)候就可以進行(xing)檢測，而(er)不(bu)必深入事故(gu)現(xian)場(chang)，以避免(mian)不(bu)了解情況而(er)造成不(bu)必要的傷害。使用計(ji)算機(ji)處理，以上過程可以迅速(su)完成。
這樣，可以(yi)迅速準確地采取有效的防護措施，實施正確的處置方(fang)案，將事故(gu)損失降(jiang)低(di)到(dao)低(di)程(cheng)度。
另外，由于(yu)系統(tong)(tong)中(zhong)存儲常見氣體的性質及(ji)處(chu)置(zhi)預案(an)等(deng)信息，如果(guo)知(zhi)道泄漏事故中(zhong)氣體的種類，可(ke)直接(jie)在這套系統(tong)(tong)中(zhong)查(cha)詢氣體性質和處(chu)置(zhi)方案(an)。
氣體(ti)傳感(gan)器在半導體(ti)制造工業中的應用
以(yi)硅(gui)材料為(wei)主體(ti)的半導體(ti)工業(ye)中，涉及到種類繁多的氣體(ti)，實現氣相淀積、離(li)子注入、等離(li)子刻(ke)蝕(shi)、鈍化保護等工藝過程。
半導體(ti)(ti)工業中的(de)(de)安全隱患主要(yao)是有毒氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)和腐(fu)蝕性(xing)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)。其(qi)中，毒性(xing)較(jiao)(jiao)強(qiang)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)包(bao)(bao)括(kuo)鍺烷(wan)（GeH4）、磷烷(wan)（PH3）、砷烷(wan)（AsH3）、氫化(hua)銻（SbH3)、三(san)氟(fu)(fu)化(hua)磷（PH3）等(deng)(deng)，毒性(xing)較(jiao)(jiao)弱但(dan)具有刺激性(xing)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)包(bao)(bao)括(kuo)氨氣(qi)(qi)(qi)(NH3)、硅烷(wan)（SiH4）、四氟(fu)(fu)化(hua)硫（SF4）等(deng)(deng)，具有強(qiang)腐(fu)蝕性(xing)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)包(bao)(bao)括(kuo)SiF4、HF等(deng)(deng)。
其中(zhong)，用(yong)于(yu)硅(gui)及其化合(he)物(wu)氣(qi)(qi)相淀積(ji)常用(yong)的(de)(de)硅(gui)烷(wan)在(zai)(zai)室溫下濃(nong)度超過(guo)1%時在(zai)(zai)空氣(qi)(qi)中(zhong)會發生自燃，容(rong)易引起(qi)火災；而用(yong)于(yu)外延、摻雜等(deng)(deng)工藝(yi)的(de)(de)磷烷(wan)、砷烷(wan)，則具(ju)有(you)強(qiang)烈的(de)(de)血溶性(xing)毒(du)(du)性(xing)，是和硅(gui)烷(wan)一起(qi)作為半導體(ti)工業(ye)中(zhong)最(zui)主要(yao)的(de)(de)檢測氣(qi)(qi)體(ti)；在(zai)(zai)III-V族(zu)材(cai)料(liao)刻(ke)蝕(shi)中(zhong)常常用(yong)到氯(lv)基(ji)的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)，容(rong)易引起(qi)眼及上(shang)呼(hu)吸(xi)道刺激癥狀，一般報(bao)警點(dian)(dian)在(zai)(zai)8ppm左右；還有(you)一些(xie)氣(qi)(qi)體(ti)，例如SF6，主要(yao)用(yong)于(yu)硅(gui)及其化合(he)物(wu)的(de)(de)刻(ke)蝕(shi)，雖然純品無毒(du)(du)，但在(zai)(zai)高溫電弧作用(yong)下會分解成一系(xi)列有(you)毒(du)(du)的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)，包括(kuo)SF4、S2F2、HF等(deng)(deng)，因此這些(xie)含硫或含氟的(de)(de)有(you)毒(du)(du)氣(qi)(qi)體(ti)也(ye)是半導體(ti)工業(ye)中(zhong)重(zhong)點(dian)(dian)監控的(de)(de)對(dui)象。
由于半(ban)導體(ti)工業中(zhong)的(de)(de)危害(hai)性氣(qi)體(ti)種(zhong)類(lei)繁多，每個(ge)半(ban)導體(ti)行業的(de)(de)工廠都會(hui)需要大(da)量的(de)(de)氣(qi)體(ti)報警(jing)儀，目前該領(ling)域中(zhong)應用(yong)的(de)(de)氣(qi)敏元(yuan)件絕(jue)大(da)多數(shu)是電化學氣(qi)體(ti)傳(chuan)感器。
氣體傳(chuan)感器在(zai)城(cheng)市(shi)燃氣管(guan)理與(yu)油(you)氣管(guan)道保護(hu)中的(de)應用
目(mu)前，在很(hen)多(duo)城市天然(ran)氣(qi)、油氣(qi)管道監測(ce)系統中，氣(qi)體傳感器檢測(ce)技術(shu)逐漸成為一(yi)種常(chang)見(jian)的(de)監測(ce)手(shou)段之(zhi)一(yi)。
通(tong)過(guo)建(jian)設智能(neng)居家(jia)燃氣(qi)管理系統，實(shi)(shi)現燃氣(qi)大數據搜集，從(cong)而(er)在用氣(qi)高(gao)峰時實(shi)(shi)現有效(xiao)供應。以在一處高(gao)層(ceng)安(an)裝一臺可(ke)燃氣(qi)體探測報警器舉例，可(ke)以實(shi)(shi)現實(shi)(shi)時探測室內空氣(qi)成分，旁(pang)側設置(zhi)無線通(tong)訊模塊，用于(yu)實(shi)(shi)時上傳數據信息(xi)，廚房內安(an)裝一個可(ke)視攝(she)像頭用于(yu)實(shi)(shi)時監控。
當內置有可燃氣體傳感器的探測器，檢測到室內環境中可燃氣體泄漏達到設定值時，燃氣安全智能系統開始處理。此時，管道燃氣自動閥門關閉(bi)，防(fang)止燃氣(qi)繼(ji)續泄漏(lou)；室內(nei)(nei)排風裝置(zhi)開啟(qi)，更新(xin)室內(nei)(nei)空氣(qi)。同時(shi)，無線通訊(xun)模塊會及時(shi)將收(shou)集(ji)的(de)數據(ju)傳(chuan)輸到控制(zhi)平臺。
針(zhen)對(dui)聲調油氣(qi)管道的(de)動態智能(neng)監測系統(tong)，使(shi)用(yong)視頻技(ji)(ji)術(shu)遠(yuan)程監控(kong)管道上方重點(dian)部(bu)位、使(shi)用(yong)氣(qi)體(ti)傳(chuan)感(gan)器檢測報警技(ji)(ji)術(shu)監控(kong)泄漏氣(qi)體(ti)，依托(tuo)原有社(she)會治安綜合(he)治理信息平臺(tai)，可(ke)以實現精準(zhun)預警、遠(yuan)程指揮。
氣體(ti)傳感(gan)器在(zai)物聯網智能環境(jing)領域中(zhong)的應用
針對新(xin)房(fang)裝修的有害(hai)氣體(ti)檢(jian)測
新裝修居室(shi)90%以上(shang)的有害氣(qi)體都(dou)嚴重超(chao)標，以甲(jia)醛為例，新居初裝完成(cheng)時含量(liang)都(dou)在2.5ppm以上(shang)，有的高達十(shi)幾(ji)甚至幾(ji)十(shi)ppm（GBT18883-2002室(shi)內空氣(qi)質(zhi)量(liang)標準規定甲(jia)醛含量(liang)不超(chao)過0.1mk/m3，即(ji)0.074ppm）。
裝修材(cai)(cai)料(liao)是有(you)害氣體(ti)的(de)(de)主要來源，諸如人造板材(cai)(cai)、夾心板、膠(jiao)、漆、涂料(liao)、粘合(he)劑、花崗巖、瓷磚(zhuan)及石膏等，這些材(cai)(cai)料(liao)均含有(you)不(bu)同程度的(de)(de)甲醛(quan)、苯(ben)、氨、氡等污(wu)染物，零污(wu)染的(de)(de)裝修材(cai)(cai)料(liao)是不(bu)存在的(de)(de)。
傳統(tong)的做(zuo)法是閑置新裝修房子半(ban)年(nian)，并且保持室內(nei)通風，讓有害(hai)氣(qi)體完全揮(hui)發，然后再入(ru)住。但如此(ci)費時(shi)費力也(ye)只是可(ke)以降低危(wei)害(hai)，避過(guo)甲(jia)醛等危(wei)害(hai)的時(shi)段而已，并不能消除(chu)危(wei)險(xian)。
將氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)傳感器(qi)應用于家(jia)庭生活環境，針對甲醛、苯(ben)、甲苯(ben)等揮(hui)發(fa)性(xing)有機物（VOCs）添加獨立(li)的(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)檢測(ce)產(chan)品，或將氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(ti)傳感器(qi)與(yu)空調、空氣(qi)(qi)清(qing)新(xin)機、空氣(qi)(qi)凈化(hua)器(qi)等融為(wei)一體(ti)(ti)(ti)，達到內室污染檢測(ce)與(yu)治理相(xiang)結合的(de)目的(de)，既可對久居家(jia)中的(de)老、弱、婦、孺等低抵抗力人(ren)群起到保護作用，又可讓在(zai)外拼(pin)搏的(de)親人(ren)安心。
而今(jin)火爆的智能家居產(chan)品，之所(suo)以(yi)關注日益升溫，除了安全舒適層面，親(qin)情關愛想來也是(shi)其中(zhong)重要(yao)原因之一。就家居應(ying)用(yong)(yong)特點而言，半(ban)導體(ti)氣(qi)體(ti)傳(chuan)感器(qi)以(yi)響應(ying)恢復(fu)快(kuai)、適用(yong)(yong)檢測氣(qi)體(ti)種類多、壽命長等優點脫(tuo)穎(ying)而出(chu)，而電化學氣(qi)體(ti)傳(chuan)感器(qi)則以(yi)靈敏度高、線性度等突(tu)出(chu)特點獲(huo)得青睞。
針對室內(nei)空氣的PM2.5粉塵檢測
室內PM2.5主要來源于(yu)吸(xi)(xi)煙(yan)、炒菜時候的(de)油煙(yan)以及(ji)不完全燃燒的(de)煤氣(qi)等情(qing)況(kuang)，容易導致多種疾病，特別對(dui)于(yu)老人、兒(er)童、嬰(ying)兒(er)或者是原本就(jiu)有呼吸(xi)(xi)、心血管系統疾病的(de)人傷害特別嚴重。傳統的(de)做(zuo)法是開窗通風，在(zai)做(zuo)飯時候使用(yong)抽油煙(yan)機強行排出(chu)粉塵氣(qi)體。這些(xie)做(zuo)法并(bing)不能確保室內空氣(qi)的(de)干凈(jing)。
PM2.5粉塵(chen)傳(chuan)感器(qi)通過紅(hong)外光(guang)在灰塵(chen)顆粒物的散射作用統計(ji)空氣(qi)中的顆粒數量，可以靈敏檢測(ce)直徑1um以上的粒子，內(nei)置加熱器(qi)可實(shi)現自動(dong)吸入空氣(qi)，減(jian)少測(ce)量誤差，并(bing)且體(ti)積小，易于安裝(zhuang)使用。
針對新車室內空氣的(de)檢測
據調查(cha)，93.6%的新(xin)車(che)室內空(kong)(kong)氣污(wu)染嚴重超標(biao)，而(er)車(che)內空(kong)(kong)氣污(wu)染源主要來自車(che)體本身、裝飾用材等，其中甲(jia)(jia)醛、二甲(jia)(jia)苯、苯等有毒物質(zhi)污(wu)染后(hou)果最為(wei)嚴重，可能(neng)誘發癌變(bian)。
另一(yi)種(zhong)屢見報(bao)端(duan)的(de)(de)車(che)內(nei)危害氣體，是被(bei)稱為“沉默的(de)(de)殺(sha)手(shou)”的(de)(de)一(yi)氧化碳，其主(zhu)要來源是汽(qi)車(che)發動機(ji)和汽(qi)車(che)尾氣，因(yin)停車(che)時開啟空調而產生，若聚(ju)集于車(che)內(nei)時，車(che)內(nei)人(ren)員會因(yin)吸入這種(zhong)無(wu)色(se)無(wu)味(wei)的(de)(de)毒(du)氣而在不覺中中毒(du)身亡。
采(cai)用(yong)適合(he)的氣體傳感器，不僅可監(jian)測(ce)車(che)內甲(jia)(jia)醛、二甲(jia)(jia)苯、苯等(deng)揮發性有機物，也可以(yi)監(jian)測(ce)車(che)內一(yi)氧化(hua)碳濃度，起到安全預警的作用(yong)，提醒(xing)車(che)主采(cai)取有效的改(gai)善措施(shi)，防止悲劇的發生。
在這些案例中，氣體傳感器能夠盡責的完成檢測任務，給用戶提供準確的數據參考。但是還不止于此，基于這些精確數據的聯動才是未來的發展方向，例如檢測到室內甲醛或PM2.5超標，可及時聯動排氣系統或者負氧離子設備，改善室內空氣質量；檢測到家中燃氣泄漏時，及時關閉閥門，同時打(da)開排氣系統，并發(fa)出報警通(tong)知用戶與(yu)控制中心；檢測到車內污染物(wu)即啟動空調換(huan)氣系統，消除(chu)危害等。
氣體傳感器常見故障(zhang)分(fen)析：
1、氣體傳感器使用多(duo)久(jiu)后需要再校準？
最初校(xiao)準和再校(xiao)準的時(shi)(shi)間(jian)間(jian)隔長短取決于許多因素，通常包括(kuo)傳感器(qi)的使用溫度、濕(shi)度、壓力，被(bei)暴(bao)露(lu)于何種氣體，及被(bei)暴(bao)露(lu)于氣體的時(shi)(shi)間(jian)長短。
但大多數產品能在較長時間內提供非常穩定的(de)信(xin)號(hao)，使用(yong)氣體傳(chuan)感器只需(xu)要定期校(xiao)準(zhun)，如每年一次(ci)。如對傳(chuan)感器使用(yong)要求極高或用(yong)于安全應用(yong)，則(ze)校(xiao)準(zhun)工(gong)作可能需(xu)要相對頻繁些。
2、 氣體本身的(de)溫度(du)(du)與傳感器(qi)的(de)溫度(du)(du)不同怎么(me)辦(ban)？
傳(chuan)感(gan)(gan)器自身的(de)溫度決定(ding)了其最低顯(xian)示(shi)電(dian)(dian)流，而被測量氣(qi)體(ti)樣本的(de)溫度對此有一定(ding)的(de)影(ying)響。氣(qi)體(ti)分子(zi)通過細孔進入傳(chuan)感(gan)(gan)電(dian)(dian)極的(de)速率(lv)決定(ding)了傳(chuan)感(gan)(gan)器的(de)信號。
如果(guo)通過細(xi)孔的(de)擴散氣體溫度和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)內的(de)氣體溫度不同，可能(neng)對傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)敏感(gan)性造成一定的(de)影(ying)響。在(zai)設備完成設置以前(qian)，可能(neng)會出現細(xi)微漂移或瞬間電流變化。
3、氣體傳感(gan)器是否能被(bei)持續暴露于目標氣體？
氣傳(chuan)感(gan)器(qi)能斷續監(jian)測目標氣體，一(yi)般(ban)不適合連續監(jian)測用，特別是涉及到高氣體濃度(du)、高濕度(du)或高溫度(du)時。
為(wei)達(da)到連續監(jian)測的目的，有時可(ke)以用兩(liang)個(甚至三個)傳(chuan)感器(qi)(qi)循環(huan)使用的方法，使得(de)各個傳(chuan)感器(qi)(qi)最多只在(zai)半數時間(jian)內(nei)暴露于氣(qi)體中，另一半時間(jian)則(ze)可(ke)在(zai)新鮮(xian)空氣(qi)里得(de)到恢復。
氣體(ti)傳感(gan)器的未來發展方向
近年來(lai)，由于在(zai)工業生產、家庭安全(quan)、環境監測(ce)和(he)醫療等領域對氣體(ti)(ti)傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)精度(du)、性(xing)能(neng)、穩定(ding)性(xing)方面的(de)(de)要求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高，因此對氣體(ti)(ti)傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)研究(jiu)和(he)開發也越(yue)來(lai)越(yue)重要。隨(sui)著先進(jin)科學技(ji)術(shu)的(de)(de)應(ying)用，氣體(ti)(ti)傳(chuan)感器(qi)(qi)發展的(de)(de)趨勢(shi)是微(wei)型化、智能(neng)化和(he)多功能(neng)化。
深入(ru)研(yan)究(jiu)和(he)掌握有機(ji)(ji)、無機(ji)(ji)、生物和(he)各種材料的(de)特性(xing)及(ji)相互作用，理(li)解各類(lei)氣體傳感器(qi)的(de)工作原理(li)和(he)作用機(ji)(ji)理(li)，正確(que)選擇各類(lei)傳感器(qi)的(de)敏感材料，靈活運(yun)用微機(ji)(ji)械加工技術、敏感薄膜(mo)形成技術、微電(dian)子技術、光纖技術等，使傳感器(qi)性(xing)能氣體傳感器(qi)的(de)發展方(fang)向。
新(xin)氣敏(min)材料(liao)與制作工藝的研究開發
對(dui)氣體傳感器材料的研(yan)究表明，金屬(shu)氧化物半導體材料zn0，silo2，fe203等己趨(qu)于成熟化，特(te)別是在c比，c2h5oh，co等氣體檢測(ce)方(fang)(fang)面。現在這方(fang)(fang)面的工作(zuo)主要有兩個方(fang)(fang)向：
一是利(li)用化(hua)學修(xiu)(xiu)飾(shi)改性方法(fa)，對(dui)現有(you)氣體敏感(gan)膜材(cai)料進(jin)行摻雜、改性和(he)表面修(xiu)(xiu)飾(shi)等處理， 并(bing)對(dui)成膜工(gong)藝(yi)進(jin)行改進(jin)和(he)優化(hua)，提(ti)高氣體傳感(gan)器的穩定(ding)性和(he)選擇性;
二是研制開(kai)發新的氣體敏感膜材(cai)料(liao)，如復(fu)合型和(he)混合型半導體氣敏材(cai)料(liao)、高分(fen)子氣敏材(cai)料(liao)，使(shi)得這(zhe)些新材(cai)料(liao)對不(bu)同氣體具有高靈敏度、高選擇性、高穩(wen)定(ding)性。
由(you)于(yu)有機高分子(zi)敏(min)感材料(liao)具有材料(liao)豐(feng)富、成(cheng)本(ben)低、制膜工(gong)藝簡單、易于(yu)與其它技術兼容、在常(chang)溫下工(gong)作(zuo)等(deng)優點，已成(cheng)為研(yan)究的(de)熱(re)點。
新型氣體傳感器的研(yan)制
沿用(yong)傳統(tong)的作用(yong)原(yuan)理和某些(xie)新(xin)效應，優先(xian)使(shi)用(yong)晶(jing)體材料(硅(gui)、石(shi)英(ying)、陶瓷等(deng))，采用(yong)先(xian)進的加(jia)工技(ji)術和微結構設計(ji)，研(yan)(yan)制(zhi)新(xin)型傳感(gan)(gan)器及傳感(gan)(gan)器系統(tong)，如光(guang)波導氣(qi)體傳感(gan)(gan)器、高分子聲表(biao)面波和石(shi)英(ying)諧振式氣(qi)體傳感(gan)(gan)器的開發與使(shi)用(yong)，微生物氣(qi)體傳感(gan)(gan)器和仿生氣(qi)體傳感(gan)(gan)器的研(yan)(yan)究。
隨著新(xin)材(cai)料、新(xin)工(gong)藝和新(xin)技術的(de)應用，氣體傳(chuan)感(gan)器的(de)性(xing)能更趨完善，使傳(chuan)感(gan)器的(de)小型化、微型化和多功能化具有長期穩定(ding)性(xing)好、使用方便、價格低(di)廉等優點。
氣體傳感器智能化
隨著人們生活(huo)水平(ping)的不斷提(ti)高和對環保的日益重視，對各種有(you)毒、有(you)害氣(qi)(qi)(qi)體(ti)的探測，對大氣(qi)(qi)(qi)污染、工(gong)業廢氣(qi)(qi)(qi)的監測以(yi)及對食品和居住環境質量的檢測都對氣(qi)(qi)(qi)體(ti)傳感器(qi)提(ti)出了更高的要(yao)求(qiu)。
納米、薄膜(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)等(deng)新材料研(yan)(yan)制(zhi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)成(cheng)功(gong)應用(yong)為氣(qi)(qi)體(ti)傳(chuan)感器(qi)集成(cheng)化(hua)和智能(neng)化(hua)提供了很好的(de)(de)(de)前(qian)提條件。氣(qi)(qi)體(ti)傳(chuan)感器(qi)將在充分(fen)利用(yong)微(wei)機械(xie)與微(wei)電(dian)子技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、計算機技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、信號處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、傳(chuan)感技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、故(gu)障診斷技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)、智能(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)等(deng)多學科綜合技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)基礎上(shang)得到(dao)發展。研(yan)(yan)制(zhi)能(neng)夠同時監測多種氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)全自動數字式的(de)(de)(de)智能(neng)氣(qi)(qi)體(ti)傳(chuan)感器(qi)將是該領(ling)域的(de)(de)(de)重要研(yan)(yan)究(jiu)方向。
氣體傳(chuan)感器技術(shu)前瞻——超高靈(ling)敏度氣體傳(chuan)感器
一(yi)個(ge)國際聯合(he)研究小組宣布，通過(guo)在石墨烯中加入硼原子(zi)的方式，他們開發(fa)出一(yi)種靈敏(min)度極高的氣體(ti)傳感器(qi)。該裝置能“嗅”出空氣中濃度極低的有害氣體(ti)，在人們還未察覺時發(fa)出警報。該研究還有助于改(gai)善鋰離子(zi)電池和場效應晶體(ti)管的性能。
用石(shi)墨(mo)烯(xi)制成(cheng)的(de)氣(qi)體傳感器(qi)已具有很(hen)高(gao)靈敏度(du)，但科(ke)學家們并不想止步于此，希望(wang)通(tong)過在(zai)石(shi)墨(mo)烯(xi)中摻入其他元素(su)的(de)方式讓其性能得到進一步提升。
經(jing)過不斷更換摻(chan)(chan)入元素，成功合成了1厘(li)米見方(fang)的(de)高(gao)品質摻(chan)(chan)硼(peng)石(shi)墨烯片。為防(fang)止(zhi)硼(peng)化合物暴露在空(kong)氣(qi)后快速分解(jie)，他(ta)們研制中(zhong)用到(dao)了類似(si)起泡器(qi)的(de)化學氣(qi)相沉積(ji)系(xi)統。
測(ce)(ce)試顯示，新的(de)氣體(ti)傳(chuan)感器能(neng)夠探測(ce)(ce)到濃度極低的(de)有害(hai)氣體(ti)分(fen)子，如(ru)空氣中含量為十億分(fen)之(zhi)一的(de)氮(dan)氧化(hua)合(he)物和(he)百萬分(fen)之(zhi)一的(de)氨(an)氣，靈(ling)敏度比單純用(yong)石墨烯制成的(de)氣體(ti)傳(chuan)感器要分(fen)別高出(chu)27倍和(he)1000倍。
新方(fang)法開(kai)辟了(le)一(yi)條制造超高(gao)靈(ling)敏度氣體傳感(gan)器的(de)新途徑。該技術未來極有可能突破1000的(de)五次(ci)方(fang)分之一(yi)檢(jian)出(chu)限，在靈(ling)敏度上(shang)，比目前的(de)氣體傳感(gan)器高(gao)6個數(shu)量級。
未來這種傳(chuan)感器有(you)望在科學實驗和(he)工業中獲得廣泛的(de)(de)應用，無論是有(you)毒有(you)害(hai)氣體(ti)、超標(biao)排放的(de)(de)汽車尾氣，還(huan)是大氣污(wu)染(ran)中的(de)(de)氮氧(yang)化合(he)物(wu)都會在它面前一一顯出原形。
