气体传感器的问题及解决对策

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　　摘要：本篇文章综述了气体传感器从提出相关概念到生产出具体产品的发展过程。气体传感器在研究和生产中现阶段存在的主要问题有实际使用中的交叉敏感问题、生产工艺不成熟、生产成本较高等，文章提出了一些解决方法。气体传感器的发展前景非常广阔，现代人越来越重视空气质量问题，所以随着需求增加，生产成本有望大幅降低。
　　[关键词]气体传感器交叉敏感生产成本应用前景
　　随着人们对于日常生活中空气质量的重视程度越来越高，空气质量检测项目逐渐变成了一项热门服务，但是随着市场范围的扩大，逐渐暴露出服务价格偏高，检测设备鱼龙混杂、检测数据造假等问题，这些问题促使我们想要对气体传感器的发展和运用有一一个深入、详细的了解。
　　气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理、样品抽吸等。气体传感器分类通常是按照气敏特性来分类，主要可分为：半导体型气体传感器、电化学型气体传感器、热导池式气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光化学型气体传感器、高分子气体传感器等。
　　1国内外发展情况
　　1.1国内外技术发展研究情况
　　气体传感器所运用的原理不多，只有半导体、催化燃烧、红外、电化学这四种。
　　半导体气体传感器相对于其他传感器来说，更加的简单易用，所以使用面也更为宽泛。在家用方面用于燃气泄漏监测，消防安全方面用于烟雾监测，是目前被应用的气体传感器中最为广泛的品种;
　　催化燃烧式气体传感器因其检测原理可用于可燃气体的检测，广泛的被使用在煤矿和石油石化等领域;
　　红外气体传感器适用于检测甲烷、二氧化碳等气体，在实际应用中以二氧化碳浓度检测仪等类似产品为主，主要应用在室内空气质量监控、农业生产过程监控等领域。
　　电化学气体传感器非常适合低浓度的毒性气体检测，所以在各种工业领域有较为广泛的应用。同时因其对氧气和酒精等气体有着优良的敏感性，所以道路交通安全检测领域也有应用;
　　20世纪60年代，世界上第一个气体检测器在英国被研制出，而后在80年代，英国科学家提出了气体传感器的雏形一利用气体检测器模拟生物的嗅觉系统。
　　20世纪50年代半导体气体传感器技术流传到了日本，并由日本科学家把这项技术推进到了顶峰。而欧洲科学家在发现了半导体技术的种种不足后，开始研究其他传感器。
　　我国的气体传感器的理论在上个世纪70年代从德国传入，80年代进入研制阶段。
　　1.2国内外产品研究发展情况
　　传统的气体传感器广泛应用于工业和生活的各种领域，近年来，随着互联网与物联网的快速发展，气体传感器在新兴领域，例如智能移动终端、可穿戴设备等方面的应用突飞猛进，需求量发生了巨大的改变。
　　现阶段的气体传感器产品正在从以往的传统领域逐步向智能化领域转变，以电子鼻和智能传感器为代表。电子鼻是由一组传感器阵列加上识别方法所组成的，一般用于检测简单或复杂气体的气味。智能传感器在以外传感器的功能上增加了信息处理功能，扩展了传感器的应用领域，增强了传感器的识别能力。
　　气体传感器的生产企业主要集中在美国，欧洲和日本。国外知名气体传感器生产企业有英国的城市技术公司、日本的费加罗公司和英国的阿尔普森斯公司等。国内最大的气体传感器生产企业为炜盛科技。
　　2目前存在的问题及解决的办法
　　2.1目前存在的问题
　　气体传感器发展到现在，主要存在以下几个问题：
　　2.1.1没有统一的行业标准
　　因为生产气体传感器的厂家有很多，大家都希望自己的生产和产品标准能够成为行业标准，所以气体传感器到现在没有一个全球通用的行业标准。
　　2.1.2交叉敏感问题
　　从理论上来说，一种氣体的特定传感器应该只对这一种气体产生反应，但是因为设计精度、制作工艺、温度影响和零点漂移等问题的存在，导致了传感器对于目标气体以外的气体也能产生感应。
　　2.1.3生产成本较高
　　2015年全球传感器出货量大约在150亿颗，而在同一年，气体传感器的出货量只有130万颗，只占到整体传感器市场的十万分之一，较其他类型传感器相对简单的生产工艺，气体传感器的生产工艺更为复杂，生产成本更高，这也是阻碍气体传感器更快发展的主要因素。
　　2.2拟解决的办法
　　对于上述段落提出的三个问题，制造商和研究者们都在积极的解决。
　　（1）尽快开始起草统一"标准或者委托国际标准化组织起草统一标准;
　　（2）对于交叉敏感问题，从原理角度入手，在传感器单元增加温度补偿和电压校准环节，同时改进封装工艺，以减少因生产工艺而导致的测量误差;
　　（3）扩展气体传感器应用的领域和方向以增加出货量，同时改善生产工艺以减少成本，两种办法一起能有效促进气体传感器的发展。
　　3未来发展趋势
　　（1）新型气体传感器的开发与设计;
　　（2）微型化和传统化;
　　（3）气体传感器的智能化、图像化和一体化;
　　（4）研究具有更高识别灵敏度的新型气体敏感材料。
　　4结语
　　对于气体传感器的发展历程以及未来发展趋势我们有了更加详细的了解，希望通过科技发展和技术进步，气体传感器能有更加广阔的应用，能更好的服务于人类社会。
　　参考文献
　　[1]张宇，气体传感器在监测化工空气污染中的应用[J].内蒙古石油化工，2006（07）：18-20.
　　[2]马戎，周王民，陈明，气体传感器的研究及发展方向[J].航空计测技术，2004（04）：1-4.
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