气体传感器优势企业：把握行业趋势，技术各有千秋
来源:电子发烧友网发布时间:2021-10-29887浏览
询问 AI电子发烧友网报道（文/李宁远）全球的传感器市场在一波又一波的技术工艺革新，需求升级中呈现出了快速增长的趋势。在目前的传感器行业中，MEMS工艺等多种技术手段的结合，传感器开始向智能化，微型化，低功耗等方面发展。
气体传感器一直是传感器行业重要的细分领域，按照技术原理气体传感器可划分为半导体气体传感器、催化燃烧气体传感器、电化学气体传感器、光学气体传感器等多种类型。目前应用的气体传感器中以半导体、电化学、光学技术为主。
低功耗一直是传感器行业极为关注的点，而气体传感器随着市场的需求，原本单一用途的气体传感器开始向多功能集成在发展。单功能气体传感器逐渐被复合型气体传感器取代，同时检测多组分气体包括浓度、流量、温度、湿度、压力在内的多种特性的需求出现，而不再只是单独检测一项指标。而新材料以及MEMS技术的突破，也将传感器向小型化推进了一大步，目前气体传感器通常要求极小的封装内集成气体传感、信号采集、信息处理、校准数据存储、温度补偿以及数字接口等功能。
SFM系列以SFM3000为基础在此基础上改进了各版本传感器功能。虽然各个版本功能各异，但都是基于Sensirion CMOSens技术打造。简单来说，CMOSens技术使传感器元件可以在一个很小的CMOS硅芯片上结合模拟和数字信号处理电路。将传感器与信号处理电路相结合，确保了微弱的模拟传感器信号可以在其产生的地方直接放大和数字化，从而使它们抗干扰。这也就是Sensirion旗下传感器测量精度极高且稳定的原因。同时由于该技术消除了故障多发的焊点，器件在稳定性上也得到了长期的验证。
SFM3019是应用在呼吸设备上最多的一个型号，适用于大流量应用的数字流量计。SFM3019的流道设计让跨传感器元件的压降非常低，这也是该型号在呼吸设备中得以广泛应用的原因之一。
SFM3019进气条件限制相比同类产品少很多，能够以极高的精度和速度测量流速高达240slm的空气和氧气。在信号传输上该设备能够以2kHz的刷新率输出16位数字信号。信号经内部线性化处理和温度补偿。此外，具有数字2线接口，可直接连接至微控制器。在最高速度测量下，SFM3019精度高达3% m.v.，同时响应速度足够快。基于自有核心工艺的高水平，同时在行业多集成趋势下，集成温补，数字接口等多种功能，在流量传感器行业Sensirion 的确有一手。
Senseair的气体传感器模块优势很明显。以高性能CO 2传感器模块K30 FR 为例，在响应速度上，应该没有别家的气体传感能做到更快的响应时间。
（K30 FR CO 2传感器模块，Senseair）
K30 FR样品池受到颗粒过滤器的良好保护，设计用于快速扩散，无需任何外部泵。检测原理上是Senseair最拿手的非色散红外技术，可以测量0 至 5000 ppm的CO 2气体，检测的精度在±3%m.v.范围内。响应在0.5 l/min管气流流速以及20 s的扩散工况下，能做到以2Hz的测量速率下2s内，这是业内绝对领先的。
在功耗方面上，K30 FR的峰值电流也不超过600mA，平均值在70mA左右，在出色的检测性能下保持了低功耗优势。
（MEMS GM-502B，炜盛科技）
GM-502B应用在呼出气体检测仪、室内烟雾报警等。该器件利用MEMS工艺的Si基微热板和在洁净空气中电导率较低的金属氧化物半导体材料组成。工作原理简单来说就是当环境空气中有被检测气体存在时，传感器的电导率发生变化。该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
GM-502B以有害气体为检测目标时，能检测到1ppm～500ppm范围。敏感体的表面电阻在1kΩ-30kΩ范围内，灵敏度可以达到3.0以上浓度斜率则在0.9以下。在标准测试条件下，GM-502B的气敏原件特性都在参数表现出行业一线的参数水平。高灵敏度和快响应恢复的电气性能，MEMS工艺下优秀物理性能，加上小于50mW的功耗，实力可见一斑。
气体传感器一直是传感器行业重要的细分领域，按照技术原理气体传感器可划分为半导体气体传感器、催化燃烧气体传感器、电化学气体传感器、光学气体传感器等多种类型。目前应用的气体传感器中以半导体、电化学、光学技术为主。
低功耗一直是传感器行业极为关注的点，而气体传感器随着市场的需求，原本单一用途的气体传感器开始向多功能集成在发展。单功能气体传感器逐渐被复合型气体传感器取代，同时检测多组分气体包括浓度、流量、温度、湿度、压力在内的多种特性的需求出现，而不再只是单独检测一项指标。而新材料以及MEMS技术的突破，也将传感器向小型化推进了一大步，目前气体传感器通常要求极小的封装内集成气体传感、信号采集、信息处理、校准数据存储、温度补偿以及数字接口等功能。
Sensirion气体传感器
SFM系列以SFM3000为基础在此基础上改进了各版本传感器功能。虽然各个版本功能各异，但都是基于Sensirion CMOSens技术打造。简单来说，CMOSens技术使传感器元件可以在一个很小的CMOS硅芯片上结合模拟和数字信号处理电路。将传感器与信号处理电路相结合，确保了微弱的模拟传感器信号可以在其产生的地方直接放大和数字化，从而使它们抗干扰。这也就是Sensirion旗下传感器测量精度极高且稳定的原因。同时由于该技术消除了故障多发的焊点，器件在稳定性上也得到了长期的验证。
SFM3019是应用在呼吸设备上最多的一个型号，适用于大流量应用的数字流量计。SFM3019的流道设计让跨传感器元件的压降非常低，这也是该型号在呼吸设备中得以广泛应用的原因之一。
SFM3019进气条件限制相比同类产品少很多，能够以极高的精度和速度测量流速高达240slm的空气和氧气。在信号传输上该设备能够以2kHz的刷新率输出16位数字信号。信号经内部线性化处理和温度补偿。此外，具有数字2线接口，可直接连接至微控制器。在最高速度测量下，SFM3019精度高达3% m.v.，同时响应速度足够快。基于自有核心工艺的高水平，同时在行业多集成趋势下，集成温补，数字接口等多种功能，在流量传感器行业Sensirion 的确有一手。
Senseair气体传感器
Senseair的气体传感器模块优势很明显。以高性能CO 2传感器模块K30 FR 为例，在响应速度上，应该没有别家的气体传感能做到更快的响应时间。
（K30 FR CO 2传感器模块，Senseair）K30 FR样品池受到颗粒过滤器的良好保护，设计用于快速扩散，无需任何外部泵。检测原理上是Senseair最拿手的非色散红外技术，可以测量0 至 5000 ppm的CO 2气体，检测的精度在±3%m.v.范围内。响应在0.5 l/min管气流流速以及20 s的扩散工况下，能做到以2Hz的测量速率下2s内，这是业内绝对领先的。
在功耗方面上，K30 FR的峰值电流也不超过600mA，平均值在70mA左右，在出色的检测性能下保持了低功耗优势。
炜盛气体传感器
（MEMS GM-502B，炜盛科技）GM-502B应用在呼出气体检测仪、室内烟雾报警等。该器件利用MEMS工艺的Si基微热板和在洁净空气中电导率较低的金属氧化物半导体材料组成。工作原理简单来说就是当环境空气中有被检测气体存在时，传感器的电导率发生变化。该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。
GM-502B以有害气体为检测目标时，能检测到1ppm～500ppm范围。敏感体的表面电阻在1kΩ-30kΩ范围内，灵敏度可以达到3.0以上浓度斜率则在0.9以下。在标准测试条件下，GM-502B的气敏原件特性都在参数表现出行业一线的参数水平。高灵敏度和快响应恢复的电气性能，MEMS工艺下优秀物理性能，加上小于50mW的功耗，实力可见一斑。
小结
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