氣體傳感器原理及應用是什么？MEMS氣體傳感器廠家一覽

氣體傳感器是指通過對被測氣體的物理或化學性質做出響應，然后根據某種規律將其轉換成相對應的電學輸出信號，最后通過分析輸出的電信號分析目標氣體的相應信息的一種儀器或裝置。氣體傳感器可用來檢測目標氣體的濃度、成分等信息。

1 氣體傳感器的原理

氣體傳感器主要用于檢測目標氣體的成分、濃度等，氣體檢測原理大致有：

(1)光學型：根據氣體自身的光學特性，可采用非色散紅外傳感器NDIR、傅立葉變換紅外(FTIR)、化學發光(chemiluminescence)和微色譜法(microchromatography)法等;

(2)敏感膜吸附型，根據根據氣體敏感膜的化學吸附機理，采用電導變化型、懸臂梁型或聲表面波型;

(3)催化燃燒型，易燃易爆氣體，采用催化燃燒式檢測;

(4)離子遷移譜型，依據離子遷移譜原理改進的高場不對稱波形離子遷移譜(FAMS)技術;

(5)金屬氧化物半導體型(MOS技術);

(6)電化學技術型。以往的氣體檢測儀器較為笨重和昂貴，而MEMS技術可使以上部分技術產品(如MOS技術、IR技術、色譜法技術等)實現微型化。

2 氣體傳感器應用

氣體傳感器應用廣泛，但每種應用場景下都有不同的技術要求，如被測氣體類型、封裝尺寸、靈敏度、壽命、響應時間等。

(1)消費電子：集成到智能家居、可穿戴設備、智能手機等消費電子中;可用于檢測家用燃氣的使用狀況(CH4、CO等)，建筑物/汽車的揮發性有機物(VOC)，健康吸氧休閑活動中O2濃度的。

(2)工業安全：采礦行業可用于檢測礦井內部CO2、CH4濃度等氣體，化工行業可用于檢測有毒有害氣體。

(3)暖通市場：集成到空調中，用于室內/車內空氣質量檢測

(4)醫療市場：治療護理時用于呼吸分析

(5)環境市場：檢測空氣質量和污染情況

(6)交通運輸：汽車尾氣測量或重型車輛發動機控制的氣體傳感器

(7)國防安全：有毒氣體監測

3 國內外MEMS氣體傳感器廠家

(1)博世(Bosch)：已推出集氣體、氣壓、溫度和濕度傳感器于一體的MEMS環境傳感器。

(2)奧地利微電子(AMS)：已量產針對VOC檢測的MEMS氣體傳感器?？稍?20℃環境下工作，功耗34mW。

(3)Cambridge CMOS Sensors(CCS)：推出超低功耗MEMS氣體傳感器產品系列CCS800的首款數字產品CCS811。采用DFN/LGA封裝，最大尺寸不超過2.7×4mm，最大功耗不超過10mW。

(4)瑞士盛思銳(Sensirion)：推出世界上第一款多像素氣體傳感器SGPC10，可檢測VOCs、酒精、CO等。采用DFN封裝，尺寸為2.45×2.45×0.75mm

(5)瑞士Micronas：GAS86xyB系列下有兩款MEMS氣體傳感器產品，分別用于檢測氫氣和二氧化氮、氨氣和VOC。工作溫度-40~85℃，采用6×8×1.4mm的開放式QFN封裝。

(6)美國Synkera：該公司的MEMS氣體傳感器可在850℃以下的高溫環境中可連續工作。最大功耗50mW，響應時間5~50s。

(7)蘇州能斯達(漢威電子子公司)：專注于微納傳感器，MEMS的研發和生產，成功研發了MEMS懸膜結構的金屬氧化物半導體傳感器平臺，并發布了基于該技術的第一款MEMS氣體傳感器。

(8)武漢微納傳感科技：采用標準硅襯底MEMS技術生產微型傳感器芯片，可檢測VOCs。工作溫度可在-30~85℃，最大功耗35mW，響應時間<5s，平均壽命>5年。

(9)煒盛科技：2016年4月推出MEMS可燃氣體傳感器GM-402B，可檢測甲烷和丙烷;Si基襯底上制作微熱板，氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的金屬氧化物半導體材料。工作溫度-30~85℃，最大加熱功耗80mW。

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