各種氣體傳感器的性能特點(diǎn)

空氣質(zhì)量問題每年造成的人類死亡已經(jīng)超過艾滋病和瘧疾的總和。而低成本環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的缺乏，使個(gè)人無法采取有效的措施來改善空氣質(zhì)量。目前的環(huán)境監(jiān)測方法成本較高且空間覆蓋率低，使其對于個(gè)人應(yīng)用的實(shí)用性受到限制。

環(huán)境氣體傳感器技術(shù)已經(jīng)久經(jīng)市場驗(yàn)證，新的制造工藝可以實(shí)現(xiàn)尺寸更小、功耗更低且選擇性更好的傳感器。這為環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)業(yè)提供了機(jī)遇，使先進(jìn)的氣體傳感器能夠集成到更多低成本設(shè)備中，以及智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等日常消費(fèi)電子產(chǎn)品中。未來，各種氣體檢測原理都會被用于環(huán)境中多種污染物的檢測和評估。

與此同時(shí)，氣體傳感器將在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中扮演關(guān)鍵角色，并在智能家居和智慧城市等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。采暖、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)、空氣凈化器、智能窗戶和其他應(yīng)用都將采用氣體傳感器來改善人們的生活品質(zhì)。預(yù)計(jì)，智能家居和智慧城市應(yīng)用的氣體傳感器市場將持續(xù)高速增長。

在本報(bào)告中，英國知名研究機(jī)構(gòu)IDTechEx提供了2020年~2030年全球環(huán)境氣體傳感器市場的十年期預(yù)測。報(bào)告調(diào)研的大氣污染物包括揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）、甲醛、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）以及氮氧化物（NOx）等。許多污染物在某些區(qū)域內(nèi)存在的濃度相近。因此，環(huán)境氣體監(jiān)測應(yīng)用對于選擇性氣體傳感器的需求更大。隨著人們對霧霾的認(rèn)識和關(guān)注度日益增高，環(huán)境氣體監(jiān)測領(lǐng)域的另一個(gè)焦點(diǎn)將是微米級的顆粒污染物。

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）和絲網(wǎng)印刷技術(shù)為氣體傳感器的小型化打開了大門，使這些微型化氣體傳感器能夠集成進(jìn)入智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品。IDTechEx預(yù)計(jì)這些微型傳感器的應(yīng)用將快速增長，并在我們的日常生活中快速普及。本報(bào)告重點(diǎn)介紹了主要新興市場應(yīng)用的先進(jìn)微型氣體傳感器的技術(shù)創(chuàng)新。

傳統(tǒng)氣體傳感器（上）和微型氣體傳感器（下）對比

目前市場上可用于消費(fèi)類應(yīng)用的氣體傳感技術(shù)主要包括金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）、電化學(xué)檢測（EC）、光電離式（PID）和紅外（IR）檢測等技術(shù)。MEMS技術(shù)使MOS氣體傳感器成功實(shí)現(xiàn)微型化。多家傳統(tǒng)氣體傳感器制造商擴(kuò)大了它們的產(chǎn)品組合，生產(chǎn)基于MEMS技術(shù)的氣體傳感器，另外，還有許多新廠商進(jìn)入了MEMS氣體傳感器市場。

ams、盛思銳、博世的四款微型氣體傳感器逆向?qū)Ρ确治?/p>

資料來源：《微型氣體傳感器對比分析-2018版》

得益于低成本、低價(jià)格和大規(guī)模制造能力，基于MEMS的MOS氣體傳感器迅速獲得消費(fèi)電子市場的青睞，用于各種智能設(shè)備、新型車用氣體傳感器、呼吸分析儀等。但是，對于需要更高靈敏度和選擇性的氣體傳感應(yīng)用（例如智慧城市應(yīng)用等），電化學(xué)氣體傳感器通常仍是首選。例如，美國SPEC Sensors便成功利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)氣體傳感器的小型化。

各種氣體傳感器的性能特點(diǎn)

本報(bào)告將這些先進(jìn)氣體傳感技術(shù)與傳統(tǒng)方案（例如紫外吸收或?yàn)V膜動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)）進(jìn)行了對比分析。先進(jìn)氣體傳感器為獲取環(huán)境信息提供了更好的空間覆蓋，這是傳統(tǒng)監(jiān)測方法無法比擬的。而MEMS技術(shù)和絲網(wǎng)印刷技術(shù)為這些傳感器的小型化打開了大門，這是未來氣體傳感器得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

環(huán)境氣體傳感器市場主要由汽車產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)

目前，環(huán)境氣體傳感器市場主要由汽車產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)，汽車?yán)脷怏w傳感器來控制車廂內(nèi)氣體的自動(dòng)流通。未來幾年，IDTechEx預(yù)計(jì)氣體傳感器將在移動(dòng)設(shè)備和空氣凈化器等多個(gè)新興市場獲得大幅增長。

氣體傳感器價(jià)值鏈主要廠商（樣刊提供部分內(nèi)容展示）

近來，市場大舉投入開發(fā)具有更高選擇性和分辨率的替代設(shè)備。例如，電子鼻（eNose或人工嗅覺）便是主要的研究方向之一。這是一種具有多個(gè)傳感元件的氣體傳感器，能夠利用傳感器陣列和模式識別系統(tǒng)（例如人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）來重現(xiàn)人類的嗅覺功能。新型場不對稱離子遷移譜（FAIMS）則是另一種有前景的技術(shù)，該技術(shù)利用在電場下，離子根據(jù)大小、質(zhì)量和形狀所具有的不同離子遷移率，從而在氣相中實(shí)現(xiàn)高效的離子分離。

2020年~2030年按應(yīng)用細(xì)分的環(huán)境氣體傳感器市場預(yù)測

氣體傳感技術(shù)的發(fā)展為許多新興市場打開了大門。物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)正越來越多地應(yīng)用氣體傳感器，以監(jiān)測環(huán)境空氣質(zhì)量，例如可穿戴設(shè)備、智慧城市、智能家居電子產(chǎn)品以及汽車舒適性先進(jìn)應(yīng)用等。其中，先進(jìn)氣體傳感技術(shù)應(yīng)用的另一個(gè)重要趨勢是呼吸分析儀，旨在通過檢測呼出氣體中的生物標(biāo)志物來進(jìn)行非侵入性診斷。對于醫(yī)療和制藥廠商來說，開發(fā)符合臨床診斷要求的新型呼吸分析儀將是未來幾年的關(guān)鍵策略之一。預(yù)計(jì)到2030年，整個(gè)環(huán)境氣體傳感器市場規(guī)模將超過38億美元。

本報(bào)告全面研究了目前市售的采用氣體傳感器監(jiān)測環(huán)境的設(shè)備，包括移動(dòng)設(shè)備、可穿戴設(shè)備、空氣凈化器、汽車、智慧城市以及室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測等。

本報(bào)告覆蓋的氣體傳感器技術(shù)包括：

? 催化燃燒氣體傳感器

? 紅外（IR）氣體傳感器

? 金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）氣體傳感器

? 電化學(xué)（EC）氣體傳感器

? 光學(xué)顆粒物監(jiān)測（OPM）氣體傳感器

? 光電離式（PID）氣體傳感器

? 場不對稱離子遷移譜（FAIMS）氣體傳感器

? 石英晶體微天平（QCM）氣體傳感器

? 小型氣相色譜（GC）氣體傳感器

本報(bào)告的市場預(yù)測基于以下主要細(xì)分市場：

? 汽車

? 空氣凈化器

? 智能移動(dòng)設(shè)備

? 智能家居

? 智慧城市

? 可穿戴設(shè)備
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