氣體傳感IC風(fēng)向：集成性大幅提升，性能功耗繼續(xù)突破

在安防領(lǐng)域，氣體傳感一直是非常火熱的一個(gè)門類，目前應(yīng)用的氣體傳感器中以半導(dǎo)體、電化學(xué)、光學(xué)技術(shù)為主。而且隨著新材料，MEMS技術(shù)與電子電路技術(shù)的進(jìn)步，單功能氣體傳感器逐漸被復(fù)合型氣體傳感器取代。以往的氣體傳感器大多功能單一，完成單一指標(biāo)的檢測(cè)即可。而到了現(xiàn)在，單一的檢測(cè)已經(jīng)滿足不了日益增長(zhǎng)的傳感器智能需求。目前氣體傳感器通常被要求具有氣體傳感、信號(hào)采集、信息處理、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、溫度補(bǔ)償以及數(shù)字接口等功能。

ScioSense

作為專注于MEMS傳感產(chǎn)品的公司，ScioSense由傳感器巨頭AMS與智路資本聯(lián)手打造。強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手的ScioSense近兩年在氣體傳感IC上陸續(xù)推出了一些相當(dāng)搶眼的氣體傳感IC。

上圖是ScioSense的ENS160，一款用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣質(zhì)量的超低功耗氣體傳感IC?，F(xiàn)在的傳感器都需要盡可能降低功耗，ENS160的小尺寸以及特殊的設(shè)計(jì)讓這款傳感器IC功耗降低了不少。而這款器件更吸引人的是它超高的集成性。

ENS160主要用于檢測(cè)各種揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）和氧化性氣體，在家庭和樓宇自動(dòng)化、消費(fèi)品、電器上有頗多應(yīng)用。ENS160支持多達(dá)4個(gè)獨(dú)立的MOX氣體傳感器，能在對(duì)揮發(fā)性有機(jī)化合物和氧化性氣體做精確檢測(cè)的同時(shí)最大限度降低濕度和臭氧的干擾。

ENS160集成了傳感器測(cè)量和加熱器驅(qū)動(dòng)控制，能做到小于3分鐘的預(yù)熱時(shí)間和小于1小時(shí)的啟動(dòng)。啟動(dòng)響應(yīng)并不算頂尖但因?yàn)樽陨砑闪思訜崞黩?qū)動(dòng)，所以這款傳感器IC的預(yù)熱反應(yīng)可以說非常迅速，遠(yuǎn)超其他同類產(chǎn)品，集成性優(yōu)勢(shì)也因此體現(xiàn)。而在測(cè)量精度上ENS160集成了預(yù)校準(zhǔn)傳感器融合和自動(dòng)基線校正算法以提供最精準(zhǔn)的空氣質(zhì)量檢測(cè)。

集成的獨(dú)立熱板控制是EMS一個(gè)特色，能允許檢測(cè)范圍廣泛的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs），包括乙醇、甲苯、氫氣和氧化性氣體，同時(shí)靈敏度也有保證。ENS160支持智能算法在芯片上處理原始傳感器測(cè)量。二氧化碳當(dāng)量、TVOC、空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI），并執(zhí)行濕度和溫度補(bǔ)償，以及基線管理所有這些數(shù)據(jù)所需的計(jì)算都能在該IC實(shí)現(xiàn)。這樣無需外部數(shù)據(jù)庫，同時(shí)對(duì)MCU性能也不會(huì)產(chǎn)生影響。

煒盛Winson

國(guó)內(nèi)氣體傳感器行業(yè)煒盛科技在國(guó)內(nèi)外都有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)離不開過硬的產(chǎn)品質(zhì)量。煒盛旗下的氣體傳感器拓展廣泛，包括紅外氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、平面半導(dǎo)體氣體傳感器、載體催化元件、半導(dǎo)體氣體傳感器等十一大系列。

MH-Z14是煒盛的CO₂傳感模組，利用非色散紅外（NDIR）原理對(duì)空氣中存在的CO₂進(jìn)行探測(cè)，具有很好的選擇性和無氧氣依賴性。這類紅外光學(xué)類型的氣體傳感不同于固體電解質(zhì)類型，在分辨率、輸出線性度、響應(yīng)時(shí)間上有著天然的優(yōu)勢(shì)。這個(gè)系列也是將成熟的紅外吸收氣體檢測(cè)技術(shù)與精密光路設(shè)計(jì)、精良電路設(shè)計(jì)結(jié)合得很好的一個(gè)產(chǎn)品。

從另一個(gè)角度劃分，MH-Z14也屬于雙通道傳感，提供了UART、模擬電壓信號(hào)、PWM波形等多種輸出方式。在5V供電下，MH-Z14的平均電流只有17mA，極限狀況下的峰值電流為150mA。不難看出各傳感廠商都在功耗上下足了功夫，盡可能做到更低。

這個(gè)系列的預(yù)熱時(shí)間稍長(zhǎng)需要3min，相比之下小于45s的響應(yīng)時(shí)間則快很多。這里就看出來在沒有集成加熱驅(qū)動(dòng)的情況下，預(yù)熱時(shí)間很難與上一類集成性頗高的產(chǎn)品相比。但換個(gè)角度想，更小的尺寸和更低的功耗不也是難得的優(yōu)勢(shì)嗎。

小結(jié)

通過以上兩個(gè)系列不難看出，有的氣體傳感廠商從大處著手，提高產(chǎn)品的集成性，將更多功能更多的算法嵌入其中，有的廠商從小處著手，提高性能降低功耗減小尺寸。雖然走的路不同，但過硬的技術(shù)工藝與產(chǎn)品質(zhì)量都擺在第一位。在氣體傳感發(fā)展迅速的時(shí)代，下一步將出現(xiàn)哪些新技術(shù)又出現(xiàn)哪些新功能都值得期待。