氣體傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)、生活的各個(gè)領(lǐng)域,如石油、化工、鋼鐵、冶金、礦山、環(huán)保、市政、醫(yī)療、食品等諸多領(lǐng)域。近年來(lái),隨著互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,氣體傳感器在新興的智能家居、可穿戴設(shè)備、智能移動(dòng)終端等領(lǐng)域的應(yīng)用突飛猛進(jìn),大幅擴(kuò)展了應(yīng)用空間,需求量也發(fā)生數(shù)量級(jí)的改變。
目前應(yīng)用的氣體傳感器中,以半導(dǎo)體、電化學(xué)、催化燃燒、紅外四大門類為主,其工作原理各異,功能特性各有優(yōu)勢(shì)。半導(dǎo)體氣體傳感器適用面廣,簡(jiǎn)單易用,在家用燃?xì)鈾z測(cè)、智能家電等領(lǐng)域大量應(yīng)用,是目前氣體傳感器中應(yīng)用最為廣泛的品種;電化學(xué)氣體傳感器非常適合低濃度毒性氣體檢測(cè),以及氧氣和酒精等無(wú)毒氣體的檢測(cè),目前主要應(yīng)用在各種工業(yè)領(lǐng)域以及道路交通安全檢測(cè)領(lǐng)域;催化燃燒式氣體傳感器適用于可燃?xì)怏w檢測(cè),主要在煤礦領(lǐng)域檢測(cè)瓦斯使用;紅外氣體傳感器適用于檢測(cè)甲烷、二氧化碳等氣體,在目前的實(shí)際應(yīng)用中以二氧化碳產(chǎn)品應(yīng)用居多、范圍更廣,主要應(yīng)用在暖通空調(diào)與室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控、工業(yè)過(guò)程及安全防護(hù)監(jiān)控、農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等領(lǐng)域。
環(huán)保需求日益迫切,加之傳感器技術(shù)本身的不斷發(fā)展,正推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)有望成為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)垂直領(lǐng)域中率先落地的亮點(diǎn)應(yīng)用之一。氣體傳感器、水環(huán)境檢測(cè)傳感器、土壤污染檢測(cè)傳感器等成為建立環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的“三大基石”,越來(lái)越為社會(huì)各界及國(guó)家的重視。
“三大基石”之一的氣體傳感器除了在環(huán)境監(jiān)測(cè)的其他領(lǐng)域,例如工業(yè)、家居、醫(yī)療、樓宇等也創(chuàng)造了更多機(jī)會(huì)。新思界
行業(yè)研究發(fā)布的《
2018年全球及中國(guó)氣體傳感器產(chǎn)業(yè)深度研究報(bào)告》顯示,2022年全球氣體傳感器市場(chǎng)將達(dá)到67億人民幣的市場(chǎng)容量,未來(lái)5年間的年復(fù)合增長(zhǎng)率為7.3%,其中環(huán)境監(jiān)測(cè)更是在所有應(yīng)用領(lǐng)域中位列第三。
氣體傳感器很可能是下一個(gè)集成在智能手機(jī)或可穿戴設(shè)備的選擇。消費(fèi)應(yīng)用正在推動(dòng)新的氣體傳感器發(fā)展,以減少成本、功耗和尺寸,尤其是采用MEMS技術(shù)的解決方案。氣體傳感器在消費(fèi)應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)模應(yīng)該會(huì)從2015年的1200萬(wàn)美元增加2021年的9500萬(wàn)美元。如果大規(guī)模在新型技術(shù)上使用,那么還將會(huì)有6000萬(wàn)美元的增長(zhǎng)。2015年至2020 年,其復(fù)合增長(zhǎng)率超33%。這一段時(shí)間氣體傳感器增長(zhǎng)率有望成為歷史上最高。
和其它傳感器一樣,氣體傳感器發(fā)展的趨勢(shì)也是微型化、智能化和多功能化。納米、薄膜技術(shù)等新材料制備技術(shù)的成功應(yīng)用為氣體傳感器實(shí)現(xiàn)新功能提供了條件。利用MEMS技術(shù)幫助實(shí)現(xiàn)傳感器尺寸小型化,進(jìn)而研究多氣體傳感器的集成以實(shí)現(xiàn)多功能化。而氣體傳感器與數(shù)字電路的集成則將成為實(shí)現(xiàn)智能化的必然途徑。小型化智能化的氣體傳感器將成為激活市場(chǎng)的新亮點(diǎn)。
氣體傳感器生產(chǎn)企業(yè)主要集中在日本,歐洲和美國(guó)。氣體傳感器相關(guān)企業(yè)有英國(guó)城市技術(shù)公司(母公司為Honeywell)、日本Figaro、英國(guó)Alphasense、 Dynament煒盛科技等。
Honeywell子公司英國(guó)城市技術(shù)公司以電化學(xué)起家,同時(shí)涉足紅外和催化類氣體傳感器,其產(chǎn)品既包括O2、CO2、NO、NO2等較為常見(jiàn)氣體傳感器,也包括氰化氫,氯氣,聯(lián)氨等工業(yè)用氣的傳感器。城市技術(shù)每年生產(chǎn)超過(guò)一百五十萬(wàn)個(gè)傳感器,產(chǎn)品類別超過(guò)200種,生產(chǎn)的傳感器能夠檢測(cè)20種不同氣體。
Figaro氣體傳感器產(chǎn)品技術(shù)主要有半導(dǎo)體型(MOS),電化學(xué)以及催化燃燒型氣體傳感器,廣泛用于工業(yè),汽車,室內(nèi)空氣檢測(cè)以及科學(xué)測(cè)量等領(lǐng)域。除傳統(tǒng)技術(shù)外,F(xiàn)igaro還推出了結(jié)合了MEMS技術(shù)的金屬氧化物類型的室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器TGS8100。該傳感器是目前業(yè)界小面積最低功耗的室內(nèi)空氣傳感器,可用于空調(diào),空氣凈化機(jī)以及排氣扇等設(shè)備。
Alphasense是位于英國(guó)的氣體傳感器公司,主要產(chǎn)品是氧氣、有毒氣體和易燃?xì)怏w傳感器。該公司的傳感器技術(shù)涵蓋了電化學(xué),催化,光學(xué)和半導(dǎo)體四大種類。
國(guó)內(nèi)方面,主要的氣體傳感器企業(yè)有煒盛科技、天津費(fèi)加羅(中日合資)、718所、重慶煤科院和山西騰星等。其中,煒盛科技是目前國(guó)內(nèi)唯一能生產(chǎn)半導(dǎo)體類、催化燃燒類、電化學(xué)類和紅外光學(xué)類等四大類氣體傳感器的企業(yè)。為國(guó)內(nèi)氣體傳感器絕對(duì)龍頭,占據(jù)60-70%銷售量。檢測(cè)氣體種類覆蓋絕大多數(shù)可燃?xì)怏w(甲烷、丙烷、氫氣等)和多數(shù)毒性氣體(一氧化碳、硫化氫、苯等),廣泛應(yīng)用于工業(yè)、礦業(yè)、航空航天、民用、商業(yè)等領(lǐng)域。