全球的傳感器市場(chǎng)在一波又一波的技術(shù)工藝革新，需求升級(jí)中呈現(xiàn)出了快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在目前的傳感器行業(yè)中，MEMS工藝等多種技術(shù)手段的結(jié)合，傳感器開始向智能化，微型化，低功耗等方面發(fā)展。

氣體傳感器一直是傳感器行業(yè)重要的細(xì)分領(lǐng)域，按照技術(shù)原理氣體傳感器可劃分為半導(dǎo)體氣體傳感器、催化燃燒氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、光學(xué)氣體傳感器等多種類型。目前應(yīng)用的氣體傳感器中以半導(dǎo)體、電化學(xué)、光學(xué)技術(shù)為主。

低功耗一直是傳感器行業(yè)極為關(guān)注的點(diǎn)，而氣體傳感器隨著市場(chǎng)的需求，原本單一用途的氣體傳感器開始向多功能集成在發(fā)展。單功能氣體傳感器逐漸被復(fù)合型氣體傳感器取代，同時(shí)檢測(cè)多組分氣體包括濃度、流量、溫度、濕度、壓力在內(nèi)的多種特性的需求出現(xiàn)，而不再只是單獨(dú)檢測(cè)一項(xiàng)指標(biāo)。而新材料以及MEMS技術(shù)的突破，也將傳感器向小型化推進(jìn)了一大步，目前氣體傳感器通常要求極小的封裝內(nèi)集成氣體傳感、信號(hào)采集、信息處理、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、溫度補(bǔ)償以及數(shù)字接口等功能。

Sensirion氣體傳感器

Sensirion一直是流量傳感器領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置的頭部廠商。旗下的流量傳感器以精準(zhǔn)和穩(wěn)定著稱。

SFM系列以SFM3000為基礎(chǔ)在此基礎(chǔ)上改進(jìn)了各版本傳感器功能。雖然各個(gè)版本功能各異，但都是基于Sensirion CMOSens技術(shù)打造。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，CMOSens技術(shù)使傳感器元件可以在一個(gè)很小的CMOS硅芯片上結(jié)合模擬和數(shù)字信號(hào)處理電路。將傳感器與信號(hào)處理電路相結(jié)合，確保了微弱的模擬傳感器信號(hào)可以在其產(chǎn)生的地方直接放大和數(shù)字化，從而使它們抗干擾。這也就是Sensirion旗下傳感器測(cè)量精度極高且穩(wěn)定的原因。同時(shí)由于該技術(shù)消除了故障多發(fā)的焊點(diǎn)，器件在穩(wěn)定性上也得到了長(zhǎng)期的驗(yàn)證。

SFM3019是應(yīng)用在呼吸設(shè)備上最多的一個(gè)型號(hào)，適用于大流量應(yīng)用的數(shù)字流量計(jì)。SFM3019的流道設(shè)計(jì)讓跨傳感器元件的壓降非常低，這也是該型號(hào)在呼吸設(shè)備中得以廣泛應(yīng)用的原因之一。

SFM3019進(jìn)氣條件限制相比同類產(chǎn)品少很多，能夠以極高的精度和速度測(cè)量流速高達(dá)240slm的空氣和氧氣。在信號(hào)傳輸上該設(shè)備能夠以2kHz的刷新率輸出16位數(shù)字信號(hào)。信號(hào)經(jīng)內(nèi)部線性化處理和溫度補(bǔ)償。此外，具有數(shù)字2線接口，可直接連接至微控制器。在最高速度測(cè)量下，SFM3019精度高達(dá)3% m.v.，同時(shí)響應(yīng)速度足夠快?；谧杂泻诵墓に嚨母咚?，同時(shí)在行業(yè)多集成趨勢(shì)下，集成溫補(bǔ)，數(shù)字接口等多種功能，在流量傳感器行業(yè)Sensirion 的確有一手。

Senseair氣體傳感器

Senseair傳感器的出名應(yīng)該是源于他們?cè)跉怏w檢測(cè)上的專業(yè)，尤其是紅外CO2的檢測(cè)。Senseair的氣體傳感技術(shù)是行業(yè)內(nèi)極為出色的，尤其在各類危險(xiǎn)氣體檢測(cè)上，他們稱得上業(yè)內(nèi)最可靠。

Senseair的氣體傳感器模塊優(yōu)勢(shì)很明顯。以高性能CO 2傳感器模塊K30 FR 為例，在響應(yīng)速度上，應(yīng)該沒(méi)有別家的氣體傳感能做到更快的響應(yīng)時(shí)間。

K30 FR樣品池受到顆粒過(guò)濾器的良好保護(hù)，設(shè)計(jì)用于快速擴(kuò)散，無(wú)需任何外部泵。檢測(cè)原理上是Senseair最拿手的非色散紅外技術(shù)，可以測(cè)量0 至 5000 ppm的CO 2氣體，檢測(cè)的精度在±3%m.v.范圍內(nèi)。響應(yīng)在0.5 l/min管氣流流速以及20 s的擴(kuò)散工況下，能做到以2Hz的測(cè)量速率下2s內(nèi)，這是業(yè)內(nèi)絕對(duì)領(lǐng)先的。

在功耗方面上，K30 FR的峰值電流也不超過(guò)600mA，平均值在70mA左右，在出色的檢測(cè)性能下保持了低功耗優(yōu)勢(shì)。

煒盛氣體傳感器

國(guó)內(nèi)氣體傳感器行業(yè)煒盛科技在國(guó)內(nèi)外都有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。旗下的氣體傳感器囊括了半導(dǎo)體，電化學(xué)以及紅外原理的氣體傳感器。這里選取基于MEMS工藝打造的有害氣體檢測(cè)傳感器。

GM-502B應(yīng)用在呼出氣體檢測(cè)儀、室內(nèi)煙霧報(bào)警等。該器件利用MEMS工藝的Si基微熱板和在潔凈空氣中電導(dǎo)率較低的金屬氧化物半導(dǎo)體材料組成。工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是當(dāng)環(huán)境空氣中有被檢測(cè)氣體存在時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率發(fā)生變化。該氣體的濃度越高，傳感器的電導(dǎo)率就越高。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。

GM-502B以有害氣體為檢測(cè)目標(biāo)時(shí)，能檢測(cè)到1ppm～500ppm范圍。敏感體的表面電阻在1kΩ-30kΩ范圍內(nèi)，靈敏度可以達(dá)到3.0以上濃度斜率則在0.9以下。在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，GM-502B的氣敏原件特性都在參數(shù)表現(xiàn)出行業(yè)一線的參數(shù)水平。高靈敏度和快響應(yīng)恢復(fù)的電氣性能，MEMS工藝下優(yōu)秀物理性能，加上小于50mW的功耗，實(shí)力可見(jiàn)一斑。

小結(jié)

集成多功能以及微型化工藝已經(jīng)是較為明朗的氣體傳感器行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，功耗也是每家都想方設(shè)法在降低的關(guān)鍵點(diǎn)。無(wú)論從哪個(gè)趨勢(shì)來(lái)看，國(guó)內(nèi)氣體傳感器優(yōu)勢(shì)企業(yè)已經(jīng)具備了與國(guó)際領(lǐng)先廠商開展競(jìng)爭(zhēng)的能力。

責(zé)任編輯：haq