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　　碳中和遠景下，工業(yè)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域國產(chǎn)氣體傳感器

　　近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，加上智慧工業(yè)、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)場景需求劇增下，氣體傳感器市場迎來快速增長。

　　據(jù)Yole數(shù)據(jù)顯示，全球氣體傳感器規(guī)模持續(xù)增長。2020年，全球氣體傳感器總體規(guī)模約為11-12億美元，預(yù)計到2026年將達到22億美元規(guī)模，年復(fù)合增長率約為 10.9%。

　　如今，隨著“雙碳計劃”的加速推進，給氣體傳感器帶來了新一輪的增長需求。而工業(yè)領(lǐng)域是實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵，此前國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》將“工業(yè)領(lǐng)域碳達峰行動”列為“碳達峰十大行動”之一。

　　工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的第一步是確認碳排放量，氣體傳感器必不可少。在此背景下，不少傳感器企業(yè)從傳感器到響應(yīng)的儀器儀表以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)都做了相應(yīng)的布局，并且有些在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)進行了很好應(yīng)用。得益于豐富市場應(yīng)用場景以及歷經(jīng)幾十年的技術(shù)沉淀，中國氣體傳感器行業(yè)有望迎來井噴式發(fā)展。

　　本期內(nèi)容將從工業(yè)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域切入，通過國家智能傳感器創(chuàng)新中心傳感器產(chǎn)品資料庫平臺對典型的優(yōu)秀國產(chǎn)氣體傳感器產(chǎn)品技術(shù)和性能對比，展現(xiàn)國產(chǎn)品牌之光芒。

　　部分國產(chǎn)氣體傳感器產(chǎn)品

　　SensingeWorld

　　01

　　漢威科技旗下煒盛電子—4R-PID

　　煒盛電子成立于2003年，是一家集傳感器研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及應(yīng)用方案服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)。

　　據(jù)介紹，4R-PID 為高性能光離子化 PID 傳感器。該傳感器具有高靈敏度、寬范圍、廣譜的特點，能夠在不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?shù)千種揮發(fā)性有機化合物(VOCs) 及部分無機蒸氣進行檢測，并可提供高達10000ppm的檢測量程和最低 1ppb 的檢測極限，具有極快的響應(yīng)速度和極高的分辨率。可用于各類手持便攜式、現(xiàn)場固定式儀器儀 表，也可應(yīng)用于多種類型的分析儀。

　　產(chǎn)品技術(shù)實力和國外產(chǎn)品對比

　　參數(shù)分析：

　　-從性能參數(shù)上來說，兩款傳感器皆為高性能光離子化 PID 傳感器，國產(chǎn)傳感器的量程范圍為0-10000ppm大于進口傳感器的0-50ppm；在響應(yīng)時間T90上，國產(chǎn)傳感器≤5S略慢于進口傳感器的<3S，靈敏度皆為>20mV/ppm；

　　-在工作環(huán)境的要求中，國產(chǎn)傳感器的工作溫度為-40-60℃，寬于進口傳感器的-40-55℃；工作電壓上，國產(chǎn)傳感器為3-5V，要寬于進口傳感器的3.2-3.6V，可以適用于更多情況；

　　-在應(yīng)用領(lǐng)域上兩者都可適用于應(yīng)急響應(yīng)、工業(yè)衛(wèi)生、人員安全、VOCs 檢測、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、石油、石化安全、土壤污染及治理。

　　02

　　慧聞納米科技—MMD802

　　蘇州慧聞納米科技有限公司于2014年由來自前NASA的科學(xué)家團隊在蘇州成立，是一家從事智能傳感器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，同時提供人工嗅覺解決方案的國家級高新技術(shù)企業(yè)。

　　據(jù)介紹，MMD802紅外氣體傳感器，應(yīng)用于室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測、HVAC系統(tǒng)、新風(fēng)設(shè)備、空氣凈化設(shè)備、風(fēng)扇、窗戶自動控制等，具有良好的選擇性，穩(wěn)定性。世界范圍內(nèi)都有廣泛應(yīng)用。MMD802紅外傳感器是基于朗博-比爾定律設(shè)計制作，用于檢測目標(biāo)氣體，屬于物理傳感器。不受材料消耗影響，壽命比化學(xué)類傳感器普遍要長。

　　產(chǎn)品技術(shù)實力和國外產(chǎn)品對比

　　參數(shù)分析：

　　-從性能參數(shù)上來說，兩款傳感器皆為NDIR原理的紅外二氧化碳傳感器，兩者在量程范圍上皆為400-2000ppm，T90響應(yīng)時間皆為≤120S，在精度上同樣為±50ppm＋5%讀數(shù)值。

　　-在工作環(huán)境的要求中，國產(chǎn)傳感器的工作溫度與濕度范圍與進口傳感器一致，皆為0-50℃與0-90%，RH無凝結(jié)，供電上兩者的供電電壓皆為4.5-5.5VDC，平均電流與峰值電流為20mA與120mA，要低于進口傳感器。

　　-在應(yīng)用領(lǐng)域上兩者都可適用于工業(yè)環(huán)境監(jiān)測、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、室內(nèi)空氣質(zhì)量 (IAQ) 測量、空氣凈化系統(tǒng)、智能/物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 系統(tǒng)。

　　03

　　四方光電—CM1106S

　　四方光電是一家從事智能氣體傳感器和高端氣體分析儀器的科創(chuàng)板上市企業(yè)（股票代碼688665）。公司2003年成立于武漢“光谷”。

　　據(jù)介紹，單通道紅外二氧化碳傳感器CM1106S是一款單通道NDIR傳感器，受到多年的市場檢驗，始終以其穩(wěn)定的性能，較高的性價比和可靠省心的特點獲得客戶的青睞。

　　與電化學(xué)、催化燃燒、固體電解質(zhì)、半導(dǎo)體、光聲法進行比較，NDIR檢測方法具有選擇性好、不易受有害氣體影響而中毒老化、響應(yīng)速度快及穩(wěn)定性好、成本低、信噪比高等優(yōu)點。

　　產(chǎn)品技術(shù)實力和國外產(chǎn)品對比

　　參數(shù)分析：

　　-從性能參數(shù)上來說，兩款傳感器皆為NDIR原理的紅外二氧化碳傳感器，兩者在量程范圍上皆為400-2000ppm，國產(chǎn)傳感器可以擴展至10000ppm要大于進口傳感器；

　　-在精度上同樣為±50ppm＋5%讀數(shù)值，數(shù)據(jù)刷新時間國內(nèi)傳感器為1S，要短于進口傳感器的4S；

　　-在工作環(huán)境的要求中，國產(chǎn)傳感器的工作溫度與濕度范圍皆優(yōu)于進口傳感器為-10-50℃與0-95%RH(非凝結(jié))，在供電電壓上兩者皆支持5VDC；

　　-在應(yīng)用領(lǐng)域上兩者都可適用于工業(yè)環(huán)境監(jiān)測、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)、室內(nèi)空氣質(zhì)量 (IAQ) 測量、空氣凈化系統(tǒng)、智能/物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 系統(tǒng)。

　　04

　　合肥微納感知—HGS1001

　　合肥微納感知是一家專注于MEMS氣體傳感器、MEMS氣體流量傳感器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國家級高新技術(shù)企業(yè)，2015年11月由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)留學(xué)歸國人員創(chuàng)辦。

　　據(jù)介紹，HGS1001 氣體傳感器主要由MEMS硅基加熱器、納米材料和表貼陶瓷殼體三部分構(gòu)成，是一款檢測VOC濃度的氣體傳感器。 該款氣體傳感器具有較高靈敏度，受溫濕度影響更小。當(dāng)傳感器穩(wěn)定工作于潔凈空氣環(huán)境時，設(shè)定此時傳感器的敏感電阻為傳感器基準(zhǔn)電 阻（R0），一旦空氣中有被測氣體存在時，半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率會變化，傳感器的敏感電 阻（Rs）也隨之改變。

　　產(chǎn)品技術(shù)實力和國外產(chǎn)品對比

　　參數(shù)分析：

　　-從性能參數(shù)上來說，兩款傳感器皆為金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，國產(chǎn)傳感器的量程范圍為1-500ppm小于進口傳感器的1-1000ppm；

　　-在響應(yīng)時間上，國產(chǎn)傳感器為<20s慢于進口傳感器；國產(chǎn)傳感器尺寸為3.2mm × 2.5mm × 1.1mm體積上小于進口傳感器的3 x 3 x 1mm；在工作條件上，國產(chǎn)傳感器的加熱器電壓為1.5-1.8V，高于進口傳感器的1.3V；

　　-在應(yīng)用領(lǐng)域上兩者都可適用于空氣污染監(jiān)測，空氣質(zhì)量監(jiān)測 (室內(nèi)、車輛 、停車場、loT等)，通風(fēng) (房子、教室、工業(yè)和辦公室等)、氣體泄漏檢測。

　　05

　　諾聯(lián)芯—LARK-1LMCT CO2

　　諾聯(lián)芯成立于2014年7月是專注于氣體檢測技術(shù)和產(chǎn)品的高科技公司，公司的核心技術(shù)包括：高靈敏度非色散紅外氣體傳感器（NDIR）、MEMS紅外光源、MEMS微加熱器等。

　　諾聯(lián)芯出品的紅外LARK-1L CO2為小量程高分辨率系列，主要用于分析水體中總有機碳( Total Organic Carbon ) 、空氣中低濃度TVOC和氣體純化之后的CO2濃度。

　　產(chǎn)品技術(shù)實力和國外產(chǎn)品對比

　　參數(shù)分析：

　　-從性能參數(shù)上來說，兩款傳感器皆為NDIR傳感器，量程范圍皆為0-2000ppm；在預(yù)熱時間上，國產(chǎn)傳感器與進口傳感器皆為3分鐘；精度上，國產(chǎn)傳感器為±5ppm優(yōu)于進口傳感器的±(50ppm+5%讀數(shù)值)；

　　-在工作環(huán)境的要求中，國產(chǎn)傳感器的工作溫度為0-40℃，略窄于進口傳感器的0-50℃；工作電壓上，國產(chǎn)傳感器為9-24V，高于進口傳感器的4.5-5.5V，可以適用于更多情況；

　　-在應(yīng)用領(lǐng)域上兩者都可適用于CO2檢測。

　　06

　　盛密科技—PID-50

　　盛密科技（SemeaTech）是一家面向全球市場的高新技術(shù)企業(yè)，公司立足于工業(yè)及民用環(huán)境安全檢測領(lǐng)域，致力于研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售有害有毒氣體、電離及非電離輻射傳感器以及相關(guān)產(chǎn)品。

　　據(jù)介紹，2020年12月，盛密正式發(fā)布4系PID傳感器的系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品專門為檢測各種揮發(fā)性有機化合物（VOCs）而設(shè)計，任何電離能低于10.6eV紫外燈光子的化合物也都可被檢測。可選量程范圍0-10000ppm，最高信號分辨率高達10ppb。4S PID傳感器在工業(yè)安全、運輸安全、大氣環(huán)境治理等場合中的VOCs檢測都能得到良好的應(yīng)用。

　　產(chǎn)品技術(shù)實力和國外產(chǎn)品對比

　　參數(shù)分析：

　　-從性能參數(shù)上來說，兩款傳感器皆為高性能光離子化 PID 傳感器，兩款傳感器的量程范圍皆為0-50ppm；在響應(yīng)時間T90上，國產(chǎn)傳感器<5S略慢于進口傳感器的<3S；靈敏度皆為>20mV/ppm；

　　-在工作環(huán)境的要求中，國產(chǎn)傳感器的工作溫度為-20-50℃，窄于進口傳感器的-40-55℃；工作電壓上，國產(chǎn)傳感器為3.5-5V，要寬于進口傳感器的3.2-3.6V，可以適用于更多場景要求；

　　-在應(yīng)用領(lǐng)域上兩者都可適用于應(yīng)急響應(yīng)、工業(yè)衛(wèi)生、人員安全、VOCs 檢測、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、石油、石化安全、土壤污染及治理。

　　07

　　武漢微納— iS-MM-VOCs-4

　　武漢微納傳感是一家專注于氣體感測解決方案，集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司成立于2015年5月，公司主要生產(chǎn)基于MEMS芯片技術(shù)的各種類型氣體傳感器，以及其應(yīng)用產(chǎn)品。

　　據(jù)介紹，基于MEMS微熱盤技術(shù)的微型金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器iS-MM-VOCs-4，用于檢測空氣中的有機可揮發(fā)物（VOCs）。傳感器的生產(chǎn)結(jié)合了MEMS硅襯底技術(shù)、薄膜技術(shù)、厚膜技術(shù)、陶瓷封裝技術(shù)，專利配方的納米骨架氣體敏感層沉積于微熱盤和叉指電極的頂部，從而產(chǎn)生了依賴于有害氣體濃度的電導(dǎo)率。

　　產(chǎn)品技術(shù)實力和國外產(chǎn)品對比

　　參數(shù)分析：

　　-從性能參數(shù)上來說，兩款傳感器皆為金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器，國產(chǎn)傳感器的量程范圍為0.1-1000ppm略大于進口傳感器的1-1000ppm；在響應(yīng)時間上兩者皆為10s；尺寸上國產(chǎn)傳感器為3.8mm × 3.8mm × 1.5mm大于進口傳感器的3 x 3 x 1mm；

　　-在壽命上兩款傳感器皆為＞5年

　　-在應(yīng)用領(lǐng)域上，兩者都可適用于空氣污染監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測 (室內(nèi)、車輛 、停車場、loT等)、通風(fēng) (房子、教室、工業(yè)和辦公室等)、氣體泄漏檢測。