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入門:氣體傳感器的技術現狀

2022-08-31
來源:vogreat
關鍵詞: 監測 MEMS 氣體傳感器

  關于氣態或揮發性污染物對健康影響的新知識層出不窮,它們不斷向人們強調著對室內外空氣質量進行監測的必要性。許多揮發物即使是處于微量水平,在短時間暴露后,仍然會對人體健康有害。越來越多的消費品和工業產品都可能排放已知有害的揮發物,包括家具、乘用車和工業卡車。人們對檢測氣態污染物的關注度不斷上升,希望通過建立相關有效的響應機制降低或消除這種健康風險。

  許多國家以及國際組織一直在致力于制定各種指南、法規和標準,以監測工業、醫療、戶外、室內辦公以及住宅環境中的空氣質量。根據這些指南,制造商可以對其產品進行檢測認證,也可以讓用戶了解可最低限度接受的氣態污染物水平。室外大氣污染物主要由氮氧化合物、粉塵可吸入顆粒物、一氧化碳等組成。這些氣體均可使用氣體傳感器進行監測。室內空氣中的揮發物則更加具體,它取決于是住宅還是辦公樓、人員數量、家具類型、通風系統等因素。主要揮發物包括CO2、甲醛和苯。

  目前,監測二氧化碳氣體的傳感器多是采用非分散紅外(NDIR)原理制成,例如ACD10紅外CO2傳感器,利用氣體分子特有波長吸收光的特點,測量二氧化碳濃度的光吸收率,進而檢測出濃度。NDIR二氧化碳傳感器的顯著優點是使用壽命長、測量準確度高。NDIR二氧化碳傳感器經批量生產,價格降低,市場需求量大增。

  關于粉塵顆粒物目前市場采用較多的是激光散射原理,即令激光照射在空氣中的懸浮顆粒物上產生散射,同時在某一特定角度收集散射光,得到散射光強隨時間變化的曲線。再通過米氏理論的算法,得出顆粒物的等效粒徑及單位體積內不同粒徑的顆粒物數量。基于這種原理制作的傳感器測量精度較高,目前市場上家電領域運用較多的是APM10激光顆粒物傳感器,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。

  隨著空氣凈化行業的發展,激光原理傳感器的造價在逐步降低,終端客戶對精準測量空氣質量的要求也越來越高。采用激光原理傳感器、精準量化PM2.5質量已是業內公認的趨勢。近年來已有部分空氣凈化器采用了激光原理傳感器。

  目前,國內的MEMS IDM企業例如奧松電子,正積極地將MEMS等新技術運用到傳感器硬件中,以提高性能,使之達到可以與傳統分析儀器解決方案相媲美的性能水平。



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