传感国产力量| 碳中和，藏着一场工业气体传感器爆发大局

　　碳中和远景下，工业环境监测领域国产气体传感器

　　近年来，随着物联网和人工智能技术的快速发展，加上智慧工业、智能家居、环境监测等物联网场景需求剧增下，气体传感器市场迎来快速增长。

　　据Yole数据显示，全球气体传感器规模持续增长。2020年，全球气体传感器总体规模约为11-12亿美元，预计到2026年将达到22亿美元规模，年复合增长率约为 10.9%。

　　如今，随着“双碳计划”的加速推进，给气体传感器带来了新一轮的增长需求。而工业领域是实现双碳目标的关键，此前国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》将“工业领域碳达峰行动”列为“碳达峰十大行动”之一。

　　工业领域实现碳中和的第一步是确认碳排放量，气体传感器必不可少。在此背景下，不少传感器企业从传感器到响应的仪器仪表以及数据分析系统都做了相应的布局，并且有些在工业领域已经进行了很好应用。得益于丰富市场应用场景以及历经几十年的技术沉淀，中国气体传感器行业有望迎来井喷式发展。

　　本期内容将从工业环境监测领域切入，通过国家智能传感器创新中心传感器产品资料库平台对典型的优秀国产气体传感器产品技术和性能对比，展现国产品牌之光芒。

　　部分国产气体传感器产品

　　SensingeWorld

　　01

　　汉威科技旗下炜盛电子—4R-PID

　　炜盛电子成立于2003年，是一家集传感器研发、生产、销售及应用方案服务为一体的高新技术企业。

　　据介绍，4R-PID 为高性能光离子化 PID 传感器。该传感器具有高灵敏度、宽范围、广谱的特点，能够在不同应用领域对数千种挥发性有机化合物(VOCs) 及部分无机蒸气进行检测，并可提供高达10000ppm的检测量程和最低 1ppb 的检测极限，具有极快的响应速度和极高的分辨率。可用于各类手持便携式、现场固定式仪器仪 表，也可应用于多种类型的分析仪。

　　产品技术实力和国外产品对比

　　参数分析：

　　-从性能参数上来说，两款传感器皆为高性能光离子化 PID 传感器，国产传感器的量程范围为0-10000ppm大于进口传感器的0-50ppm；在响应时间T90上，国产传感器≤5S略慢于进口传感器的<3S，灵敏度皆为>20mV/ppm；

　　-在工作环境的要求中，国产传感器的工作温度为-40-60℃，宽于进口传感器的-40-55℃；工作电压上，国产传感器为3-5V，要宽于进口传感器的3.2-3.6V，可以适用于更多情况；

　　-在应用领域上两者都可适用于应急响应、工业卫生、人员安全、VOCs 检测、环境质量监测、石油、石化安全、土壤污染及治理。

　　02

　　慧闻纳米科技—MMD802

　　苏州慧闻纳米科技有限公司于2014年由来自前NASA的科学家团队在苏州成立，是一家从事智能传感器研发、生产和销售，同时提供人工嗅觉解决方案的国家级高新技术企业。

　　据介绍，MMD802红外气体传感器，应用于室内空气质量检测、HVAC系统、新风设备、空气净化设备、风扇、窗户自动控制等，具有良好的选择性，稳定性。世界范围内都有广泛应用。MMD802红外传感器是基于朗博-比尔定律设计制作，用于检测目标气体，属于物理传感器。不受材料消耗影响，寿命比化学类传感器普遍要长。

　　产品技术实力和国外产品对比

　　参数分析：

　　-从性能参数上来说，两款传感器皆为NDIR原理的红外二氧化碳传感器，两者在量程范围上皆为400-2000ppm，T90响应时间皆为≤120S，在精度上同样为±50ppm＋5%读数值。

　　-在工作环境的要求中，国产传感器的工作温度与湿度范围与进口传感器一致，皆为0-50℃与0-90%，RH无凝结，供电上两者的供电电压皆为4.5-5.5VDC，平均电流与峰值电流为20mA与120mA，要低于进口传感器。

　　-在应用领域上两者都可适用于工业环境监测、空气调节系统、新风系统、室内空气质量 (IAQ) 测量、空气净化系统、智能/物联网 (IoT) 系统。

　　03

　　四方光电—CM1106S

　　四方光电是一家从事智能气体传感器和高端气体分析仪器的科创板上市企业（股票代码688665）。公司2003年成立于武汉“光谷”。

　　据介绍，单通道红外二氧化碳传感器CM1106S是一款单通道NDIR传感器，受到多年的市场检验，始终以其稳定的性能，较高的性价比和可靠省心的特点获得客户的青睐。

　　与电化学、催化燃烧、固体电解质、半导体、光声法进行比较，NDIR检测方法具有选择性好、不易受有害气体影响而中毒老化、响应速度快及稳定性好、成本低、信噪比高等优点。

　　产品技术实力和国外产品对比

　　参数分析：

　　-从性能参数上来说，两款传感器皆为NDIR原理的红外二氧化碳传感器，两者在量程范围上皆为400-2000ppm，国产传感器可以扩展至10000ppm要大于进口传感器；

　　-在精度上同样为±50ppm＋5%读数值，数据刷新时间国内传感器为1S，要短于进口传感器的4S；

　　-在工作环境的要求中，国产传感器的工作温度与湿度范围皆优于进口传感器为-10-50℃与0-95%RH(非凝结)，在供电电压上两者皆支持5VDC；

　　-在应用领域上两者都可适用于工业环境监测、空气调节系统、新风系统、室内空气质量 (IAQ) 测量、空气净化系统、智能/物联网 (IoT) 系统。

　　04

　　合肥微纳感知—HGS1001

 

　　合肥微纳感知是一家专注于MEMS气体传感器、MEMS气体流量传感器研发、生产和销售的国家级高新技术企业，2015年11月由中国科学技术大学留学归国人员创办。

　　据介绍，HGS1001 气体传感器主要由MEMS硅基加热器、纳米材料和表贴陶瓷壳体三部分构成，是一款检测VOC浓度的气体传感器。 该款气体传感器具有较高灵敏度，受温湿度影响更小。当传感器稳定工作于洁净空气环境时，设定此时传感器的敏感电阻为传感器基准电 阻（R0），一旦空气中有被测气体存在时，半导体材料的电导率会变化，传感器的敏感电 阻（Rs）也随之改变。

　　产品技术实力和国外产品对比

　　参数分析：

　　-从性能参数上来说，两款传感器皆为金属氧化物半导体气体传感器，国产传感器的量程范围为1-500ppm小于进口传感器的1-1000ppm；

　　-在响应时间上，国产传感器为<20s慢于进口传感器；国产传感器尺寸为3.2mm × 2.5mm × 1.1mm体积上小于进口传感器的3 x 3 x 1mm；在工作条件上，国产传感器的加热器电压为1.5-1.8V，高于进口传感器的1.3V；

　　-在应用领域上两者都可适用于空气污染监测，空气质量监测 (室内、车辆 、停车场、loT等)，通风 (房子、教室、工业和办公室等)、气体泄漏检测。

　　05

　　诺联芯—LARK-1LMCT CO2

　　诺联芯成立于2014年7月是专注于气体检测技术和产品的高科技公司，公司的核心技术包括：高灵敏度非色散红外气体传感器（NDIR）、MEMS红外光源、MEMS微加热器等。

　　诺联芯出品的红外LARK-1L CO2为小量程高分辨率系列，主要用于分析水体中总有机碳( Total Organic Carbon ) 、空气中低浓度TVOC和气体纯化之后的CO2浓度。

　　产品技术实力和国外产品对比

　　参数分析：

　　-从性能参数上来说，两款传感器皆为NDIR传感器，量程范围皆为0-2000ppm；在预热时间上，国产传感器与进口传感器皆为3分钟；精度上，国产传感器为±5ppm优于进口传感器的±(50ppm+5%读数值)；

　　-在工作环境的要求中，国产传感器的工作温度为0-40℃，略窄于进口传感器的0-50℃；工作电压上，国产传感器为9-24V，高于进口传感器的4.5-5.5V，可以适用于更多情况；

　　-在应用领域上两者都可适用于CO2检测。

　　06

　　盛密科技—PID-50

　　盛密科技（SemeaTech）是一家面向全球市场的高新技术企业，公司立足于工业及民用环境安全检测领域，致力于研发、生产制造、销售有害有毒气体、电离及非电离辐射传感器以及相关产品。

　　据介绍，2020年12月，盛密正式发布4系PID传感器的系列产品。该系列产品专门为检测各种挥发性有机化合物（VOCs）而设计，任何电离能低于10.6eV紫外灯光子的化合物也都可被检测。可选量程范围0-10000ppm，最高信号分辨率高达10ppb。4S PID传感器在工业安全、运输安全、大气环境治理等场合中的VOCs检测都能得到良好的应用。

　　产品技术实力和国外产品对比

　　参数分析：

　　-从性能参数上来说，两款传感器皆为高性能光离子化 PID 传感器，两款传感器的量程范围皆为0-50ppm；在响应时间T90上，国产传感器<5S略慢于进口传感器的<3S；灵敏度皆为>20mV/ppm；

　　-在工作环境的要求中，国产传感器的工作温度为-20-50℃，窄于进口传感器的-40-55℃；工作电压上，国产传感器为3.5-5V，要宽于进口传感器的3.2-3.6V，可以适用于更多场景要求；

　　-在应用领域上两者都可适用于应急响应、工业卫生、人员安全、VOCs 检测、环境质量监测、石油、石化安全、土壤污染及治理。

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　　武汉微纳— iS-MM-VOCs-4

　　武汉微纳传感是一家专注于气体感测解决方案，集研发、生产、销售为一体的高新技术企业。公司成立于2015年5月，公司主要生产基于MEMS芯片技术的各种类型气体传感器，以及其应用产品。

　　据介绍，基于MEMS微热盘技术的微型金属氧化物半导体气体传感器iS-MM-VOCs-4，用于检测空气中的有机可挥发物（VOCs）。传感器的生产结合了MEMS硅衬底技术、薄膜技术、厚膜技术、陶瓷封装技术，专利配方的纳米骨架气体敏感层沉积于微热盘和叉指电极的顶部，从而产生了依赖于有害气体浓度的电导率。

　　产品技术实力和国外产品对比

　　参数分析：

　　-从性能参数上来说，两款传感器皆为金属氧化物半导体气体传感器，国产传感器的量程范围为0.1-1000ppm略大于进口传感器的1-1000ppm；在响应时间上两者皆为10s；尺寸上国产传感器为3.8mm × 3.8mm × 1.5mm大于进口传感器的3 x 3 x 1mm；

　　-在寿命上两款传感器皆为＞5年

　　-在应用领域上，两者都可适用于空气污染监测、空气质量监测 (室内、车辆 、停车场、loT等)、通风 (房子、教室、工业和办公室等)、气体泄漏检测。