感知“利”器｜双光程多气体红外气体传感器
2017-02-20 22:50:29 来源：麦姆斯咨询评论：0 点击：

本发明提供一种双光程多气体红外气体传感器，针对多种气体的检测，对应待测气体中红外吸收弱气体的检测单元设置在长光程区，对应红外吸收强气体的检测单元设置在短光程区，这便可以满足红外吸收率不同气体同时检测的需求及检测精度。

工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，专利已不仅仅是创新的一种保护手段，它已成为商业战场中的利器。麦姆斯咨询倾情打造MEMS、传感器以及物联网领域的专利运营平台，整合全产业链知识产权资源，积极推动知识产权保护与有效利用。

气体传感器大规模应用一触即发

人类社会面临的空气质量问题，以及环境保护意识的不断增强，为气体传感器创造了新的应用和市场机会，例如：消费类产品（如智能家居、可穿戴设备和智能手机）、建筑物和汽车（室内和车内空气质量监测）。

据麦姆斯咨询报道，目前气体传感器市场主要受暖通空调（HVAC）市场驱动增长，而未来将受消费类应用驱动增长。2014年，气体传感器市场规模为5.6亿美元，预计2021年将达到9.2亿美元，未来五年的复合年增长率为7.3%。

2014-2021年气体传感器市场营收预测

气体传感器主要技术

气体传感器技术纷繁复杂，按技术原理一般可分为：电学探测（FET、CMOS、MOS/MIS、化学传感器、碳纳米管/石墨烯传感器）、光学探测、声学探测、热气体传感器、电子机械气体传感器、电子化学气体传感器以及气相色谱分析。一般情况下，选择何种气体传感器技术取决于价格、尺寸、功耗、灵敏度和响应时间。

气体传感器技术及相关厂商分布图（使用寿命 vs. 应用）

金属氧化物半导体（MOS）技术应用较广，涵盖医疗、交通运输、暖通空调、消费类产品，并且使用寿命长（5~10年）。催化（Catalytic）和电化学（electrochemical）技术是“老”技术，且使用寿命短（5年以下），主要用于国防和工业安全。

光学技术具有最高的精确度和最长的使用寿命，但是由于成本过高和环境恶劣，并没有广泛地应用于交通运输，而是获得暖通空调的“青睐”，尤其是非色散红外传感器（NDIR）。随着集成度进一步提高，光学技术还将打开便携式工业检测系统的市场。光学技术，如NDIR、傅立叶变换红外（FTIR）、化学发光（chemiluminescence）和微色谱法（microchromatography），是很准确的，但是较为笨重和昂贵，某些情况下，功耗也较高。如果NDIR采用光电二极管和LED时，可以实现极低的功耗。

MEMS不是一项新的检测原理，而是一个新的制造平台，使得现有技术产品进一步小型化：

* 采用MOS技术的公司：Micronas、Microsens、ams、Synkera、CCS、KWJ Engineering、Figaro

* 采用IR技术的公司：CCS、eLichens

* 采用色谱法的公司：Spectral Engines、APIX、EcoLogicSense

【推荐发明专利】

《一种双光程多气体红外气体传感器》

【技术背景】

近年来随着经济的发展、政府低碳环保等政策的推行以及人们安全意识的提高，气体传感器市场需求量逐年增加，红外传感器以其精度高、选择性好、寿命长、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰小等优点得到了广泛的研究。

目前传统的红外气体传感器的不足之处在于，腔体内部设计了精巧的光路，但是其光程唯一。由于不同气体对红外线的吸收强弱是不同的，在单一光程下同时对多种气体进行检测，在光程设计时照顾了红外线吸收强的气体，势必会影响红外线吸收弱的气体的检测精度，反之亦然；同时某些气体的红外吸收主峰比较接近，存在交叠区域，检测时很难判别为何种气体，此时便需要吸收较弱的次吸收峰作为气体识别的补充依据，但是主次吸收峰的强弱不同，单一光程下势必顾此失彼。为此单一光程不利于不同红外吸收率气体的同时检测及气体筛选的精确度。

【发明内容】

本发明提供一种双光程多气体红外气体传感器，针对多种气体的检测，对应待测气体中红外吸收弱气体的检测单元设置在长光程区，对应红外吸收强气体的检测单元设置在短光程区，这便可以满足红外吸收率不同气体同时检测的需求及检测精度；针对气体的识别和检测，对应待测气体的红外吸收主峰的检测单元设置在短光程区，对应待测气体的红外吸收次峰的检测单元设置在长光程区，可以满足气体识别及测量；针对同种气体不同检测精度，设置在短光程区的检测单元可以满足大量程低精度的需求，设置在长光程区的检测单元可以满足小量程高精度的需求。

《一种双光程多气体红外气体传感器》