气敏传感器在工业民用等领域应用有哪些？

随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视，对各种有毒、有害气体的探测，对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。气敏传感器的检测方式主要有接触燃烧式、气敏半导体式、光下涉式、红外吸收式、热导率式、电量式、隔膜离子电极式、定电位电介式、催化反应热式等。

它是根据具有还原性气体的浓度增加时，其电阻值变小的原理而工作的。在清洁的空气中，传感器的电阻不变。专门提高使用气体的安全性而研制的电路，这个电路主要由气敏传感器、蜂鸣器、变压器、指示灯等元件组成。当室内的气体浓度(如C0气或液化石油气等)达到为可以爆炸的最低极限的1/5~1/40程度时，能由蜂鸣器发出警报，提醒人们马上注意使用状态并检查是否漏气。气体浓度升高，气敏传感器本身电阻随之减小，流过和传感器串联的蜂鸣器电路中的电流变得足够大，它能驱动蜂鸣器的电流线圈，使蜂鸣器振动发出警报。这种气敏传感器还可以用于城市气体警报器，自动换气阀门和火灾报警器等。

传感器由两个并列的光学系统组成，一个叫比较腔，另一个叫测量腔，两腔以一定的周期同时或交替开闭光路，在测定腔光路中导入被测气体。由于被测气体特有的波长吸收，从而使透过测定腔这一光路而进入红外检测器的光通量减少，气体浓度越高，透过的光通量的减少也越多，入射列传感器的光通量也就减少。由于透过比较腔一侧的光通量一定，进入传感器的光通量也一定，因此，被测气体浓度越高，通过测量腔和比较腔的光通量差也就越大。由于测量腔和比较腔以一定的周期同时开闭，这个光通量差作为光通量振幅射入传感器。光通量的振动被传感器内封入的气体吸收变成温度的周期变化，而在密闭的容器内义变成压力的周期变化。这种压力变化用电容式微音器来探测，再经放大、整流，最后由电流计指示出气体浓度。

新房装修的有害气体检测，研究表明，新装修居室90%以上的有害气体都严重超标，以甲醛为例，新居初装完成时含量都在2.5ppm以上，有的高达十几甚至几十ppm。在新版《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2022)中，规定甲醛含量1小时平均值应不超过0.1mg/m。

除甲醛外，影响室内空气质量的气体还有很多，二氧化碳、臭氧、VOCs等等，这些都是气体传感器的检测对象。将气体传感器与空调、空气清新机、空气净化器等融为一体，达到内室污染检测与治理相结合的目的是当前最普遍的一种应用方式。

就产品特点而言，半导体气体传感器以响应恢复快、适用检测气体种类多、寿命长等优点脱颖而出，而电化学气体传感器则以灵敏度高、线性度等突出特点获得青睐。

目的，气敏传感器的应用范围已经渗透到包括生产(工业、研究、农林畜产)、生活(烹调、通风、空调)、防灾(煤气泄露、火灾)、防范(饮酒控制)、环保(大气污染、汽车排放、燃烧控制)、医疗(呼气、麻醉气体的分析等)等领域。气敏传感器相当于人的嗅觉，人的嗅觉再灵敏，其感知的对象也足极其有限的，在定最定性上因人而宜，特别是对有毒气体，只能依靠仪器的检测。随着科学技术的不断进步，气敏传感器都具备把被检测气体的存在及其浓度变化转换成电量的功能，尤其是与微处理器配合使用，更提高了它们的功能和扩大了它们的使用范围。

传感器是物联网最核心和最基础的环节，是各种信息和人工智能的桥梁，其技术领域中重要门类之一的气体传感器，横跨功能材料、电子陶瓷、光电子元器件、MEMS技术、纳米技术、有机高分子等众多基础和应用学科。高性能的气体传感器能大大提高信息采集、处理、深加工水平，提高实时预测事故的准确性，不断消除事故隐患，大幅度减少事故特别是重大事故的发生。能有效实现安全监察和安全生产监督管理的电子化，变被动救灾为主动防灾，使安全生产向科学化管理迈进。