氣體傳感器在現實中的應用領域十分廣泛,具體到智能家居、汽車電子、工業過程、環境監測、消費類電子等等行業中都有它們的身影。而物聯網技術的飛速發展,更是加速了傳感器技術的發展。

氣體傳感器的終端產品類型廣泛、用途多樣、個性化程度也很高,不僅能夠用于檢測環境中的可燃性氣體,如天然氣、液化氣、氫氣等,還能夠檢測有毒有害氣體,如一氧化碳、硫化氫、氨氣、甲醛、苯、甲苯等,還可以檢測氧氣、二氧化碳等與人類活動密切相關的氣體,同時也在酒駕監測、醫療監測等領域用于檢測酒精、CO2濃度等氣體。

針對生產作業時的有害氣體檢測
各種清水池、濃縮池、地下污水、污泥閘門井以及不流動的污水池內都可能會產生有毒氣體,且種類繁多,成分復雜。根據危害方式不同,可以將這些氣體分為有毒氣體、腐蝕性氣體以及易燃易爆氣體三大類。
有毒氣體如硫化氫、一氧化碳、氰化氫等,會通過呼吸器官在人體內部對臟器造成傷害,還會抑制人體內部組織或細胞的換氧能力,引起肌體組織缺氧而發生化學性窒息中毒。
腐蝕性氣體一般是消毒氣體,如氯氣、臭氧、二氧化氯、氯化氫、二氧化硫和氮氧化物等,腐蝕性氣體發生泄漏時,對人體呼吸系統起腐蝕作用并產生毒害。
易燃易爆氣體包括含烷類氣體如甲烷、丙烷和易揮發的有機溶劑如乙醇、丙酮、汽油、乙酸乙酯、甲苯等,其與空氣混合達到一定比例時,遇明火會引起燃燒甚至爆炸,從而造成危害。
為了確保安全,工作人員在檢測污水管道時,可使用多傳感器集合的多合一氣體檢測儀,可同時檢測可燃氣體、氧氣、一氧化碳、硫化氫等多種氣體,在污水管道施工、井道施工、隧道施工中非常實用。

針對新房裝修的有害氣體檢測
研究表明,新裝修居室90%以上的有害氣體都嚴重超標,以甲醛為例,新居初裝完成時含量都在2.5ppm以上,有的高達十幾甚至幾十ppm。將于明年2月1日實施的新版《室內空氣質量標準》(GB/T 18883-2022)規定,甲醛含量1小時平均值應不超過0.08mg/m3。
除甲醛外,影響室內空氣質量的氣體還有很多,二氧化碳、臭氧、VOCs等等,這些都是氣體傳感器的檢測對象。將氣體傳感器與空調、空氣清新機、空氣凈化器等融為一體,達到內飾污染檢測與治理相結合的目的是當前最普遍的一種應用方式。
就產品特點而言,半導體氣體傳感器以響應恢復快、適用檢測氣體種類多、壽命長等優點脫穎而出,而電化學氣體傳感器則以靈敏度高、線性范圍寬等突出特點獲得青睞。

針對室內空氣中PM2.5的檢測
室內PM2.5主要來源于吸煙、炒菜時的油煙以及不完全燃燒的煤氣等情況,容易導致多種疾病,特別對于老人、兒童、嬰兒或者是原本就有呼吸、心血管系統疾病的人傷害特別嚴重。
在實際應用中,紅外原理傳感器由于精度不足,無法準確測量PM2.5的濃度,主要用于檢測對象為大粒徑、高濃度的工礦揚塵。而激光原理傳感器主要應用在PM2.5檢測領域,以精度量化PM2.5質量,可嵌入到家用(車載、手持)空氣檢測儀、空氣凈化器中。此外,激光原理傳感器在物聯網數據采集、環境質量檢測等領域亦有應用。

在臭氧應用中,一定濃度的臭氧是保證消毒效果、節約能源和防止污染的重要參數,但如果環境中的臭氧濃度過高就會對人體產生危害。臭氧傳感器采用電化學技術進行O3濃度測量,反應迅速靈敏,可以可靠的檢測出臭氧濃度。
交通道路空氣質量污染已經成為我國大中城市空氣污染的主要來源之一,因此城市交通道路空氣污染作為我國城市化進程中亟待解決的環境問題之一,需要加強對機動車尾氣排放監測,建立路邊空氣質量監測站實現道路空氣質量監測,開展道路積塵走航監測為道路積塵污染進行機動式監管,綜合實現機動車尾氣污染控制、進行道路顆粒物濃度管控,開展機動車尾氣污染、顆粒物揚塵污染與人體健康研究及路網監測和智能交通提供科學的決策依據。
氣體傳感器用于提供室外空氣污染物實時、準確監測的產品。采用節能供電,降低能耗,也可選擇市電;集成“四氣兩塵”(SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10)傳感器結合無線通訊技術,實現空 氣質量實時數據監測。開發低功耗、低成本、微型化、高靈敏度、高穩定性的氣體傳感器是保護人類健康、保護生態環境的重要途徑。
在這些具體的應用案例中,氣體傳感器能夠盡責地完成檢測任務,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和智能控制才是未來的發展方向。近年來,隨著互聯網與物聯網的高速發展,氣體傳感器在新興的智能家居、可穿戴設備、智能移動終端等領域的應用突飛猛進,大幅擴展了應用空間,需求量也發生數量級的改變。展望氣體傳感器發展前景,日益多元的應用將創造更加龐大的市場規模。