物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中環(huán)境與健康監(jiān)測方案分享_氣體傳感器詳解

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用氣體傳感器

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用氣體傳感器的原因主要有以下幾點：

環(huán)境監(jiān)測與保護

有害氣體檢測：氣體傳感器能夠?qū)崟r檢測環(huán)境中的有害氣體，如二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等，對于保護環(huán)境和人類健康至關(guān)重要。在工業(yè)生產(chǎn)、化學(xué)實驗室、煤礦等環(huán)境中，這些傳感器可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的危險，避免事故發(fā)生。

空氣質(zhì)量監(jiān)測：通過氣體傳感器監(jiān)測空氣中的污染物濃度，可以評估空氣質(zhì)量，為環(huán)境保護和治理提供數(shù)據(jù)支持。例如，在城市中部署氣體傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實時監(jiān)測空氣質(zhì)量，為居民提供健康指引。

工業(yè)生產(chǎn)與質(zhì)量控制

工藝過程控制：在工業(yè)生產(chǎn)過程中，氣體傳感器可以用于監(jiān)測和控制生產(chǎn)環(huán)境中的氣體成分和濃度，確保生產(chǎn)過程的安全和穩(wěn)定。例如，在化工行業(yè)中，通過監(jiān)測反應(yīng)釜中的氣體成分，可以及時調(diào)整工藝參數(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

泄漏檢測：氣體傳感器能夠快速響應(yīng)氣體泄漏事件，發(fā)出警報并觸發(fā)應(yīng)急響應(yīng)機制，防止事故擴大。這對于保障生產(chǎn)安全、減少經(jīng)濟損失具有重要意義。

智能家居與健康生活

室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測：在智能家居系統(tǒng)中，氣體傳感器可以監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量，如甲醛、TVOC等有害氣體的濃度，為用戶提供健康的生活環(huán)境。當室內(nèi)空氣質(zhì)量不達標時，傳感器可以聯(lián)動空氣凈化器、新風系統(tǒng)等設(shè)備，自動改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。

健康監(jiān)測：某些氣體傳感器還可以用于健康監(jiān)測領(lǐng)域，如呼氣分析儀可以檢測人體呼出的氣體成分，用于疾病診斷和健康評估。

數(shù)據(jù)收集與分析

物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)：氣體傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，可以收集大量的氣體濃度數(shù)據(jù)，并通過物聯(lián)網(wǎng)平臺進行分析和處理。這些數(shù)據(jù)對于了解環(huán)境變化趨勢、優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升生活質(zhì)量等方面具有重要意義。

智能決策支持：基于氣體傳感器收集的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以進行智能分析和預(yù)測，為政府、企業(yè)和個人提供決策支持。例如，在環(huán)保領(lǐng)域，通過分析氣體濃度數(shù)據(jù)，可以制定更加精準的環(huán)保政策和措施。

其他具體應(yīng)用場景

消費電子：集成到智能家居、可穿戴設(shè)備、智能手機等中，用于檢測家用燃氣的使用狀況、揮發(fā)性有機物（VOC）以及氧氣濃度等。

工業(yè)安全：在采礦、化工等行業(yè)用于檢測有毒有害氣體，以預(yù)防爆炸和中毒事故。

環(huán)境監(jiān)測：檢測室內(nèi)外空氣中的有害氣體和污染物濃度，常用于城市的空氣質(zhì)量監(jiān)測。

醫(yī)療市場：在治療護理時用于呼吸分析。

食品農(nóng)業(yè)：監(jiān)測溫室大棚和農(nóng)產(chǎn)品倉庫中的氣體濃度，以控制果蔬的成熟度和評估食品的新鮮度。

建筑安全：在住宅和商業(yè)建筑中監(jiān)測燃氣泄露，預(yù)防火災(zāi)和爆炸風險。

交通運輸：用于汽車尾氣測量或重型車輛發(fā)動機控制的氣體檢測。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用氣體傳感器是出于環(huán)境監(jiān)測與保護、工業(yè)生產(chǎn)與質(zhì)量控制、智能家居與健康生活以及數(shù)據(jù)收集與分析等多方面的考慮。這些傳感器在保障人類健康、提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化生活環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用。

本文會再為大家詳解傳感器家族中的一員——氣體傳感器

氣體傳感器的定義

氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數(shù)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)電信號的轉(zhuǎn)換器。它能夠探測氣體樣品，并通過濾除雜質(zhì)和干擾氣體、干燥或制冷等處理，將氣體的成份、濃度等信息轉(zhuǎn)換成可以被人員、儀器儀表、計算機等利用的信息。氣體傳感器一般被歸為化學(xué)傳感器的一類，盡管這種歸類不一定科學(xué)，但它在化學(xué)傳感器中占有重要地位。

氣體傳感器的原理

氣體傳感器的技術(shù)原理多種多樣，主要基于物理、化學(xué)或生物效應(yīng)。以下是一些常見的原理：

半導(dǎo)體原理：利用金屬氧化物半導(dǎo)體材料在與特定氣體接觸時電阻率發(fā)生變化的特性來檢測氣體。這種傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、檢測靈敏度高、反應(yīng)速度快等優(yōu)點，但受環(huán)境溫度影響較大，且測量線性范圍較小。

催化燃燒原理：在白金電阻的外表制備耐高溫的催化劑層，可燃性氣體在其表面催化燃燒，導(dǎo)致電阻值變化，該變化與可燃性氣體濃度成正比。這種傳感器對可燃性氣體具有較高的靈敏度。

電化學(xué)原理：基于電化學(xué)反應(yīng)原理，通過材料與目標氣體之間的氧化還原過程來測量氣體濃度。電化學(xué)傳感器中的感測材料通常是一種電導(dǎo)率較高的金屬催化劑，如鉑或鎢。

紅外吸收原理：利用氣體對紅外光的吸收特性來測量氣體濃度。當紅外光通過被測氣體時，氣體分子會吸收特定波長的紅外光，通過測量光的吸收程度可以推算出氣體濃度。

光離子化原理（PID）：利用紫外光源使被測氣體分子電離產(chǎn)生電荷流，電荷流的大小與氣體濃度成正比。PID傳感器具有高靈敏度、高分辨和實時性等優(yōu)點。

氣體傳感器的分類

氣體傳感器可以根據(jù)不同的標準進行分類：

按機理分類：半導(dǎo)體氣體傳感器（約占60%），根據(jù)其機理分為電導(dǎo)型和非電導(dǎo)型，電導(dǎo)型中又分為表面型和容積控制型。

按物理量分類：可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器。

按工作原理分類：可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。

氣體傳感器的選型參數(shù)

在選擇氣體傳感器時，需要考慮以下參數(shù)：

檢測范圍：檢測儀在正常的工作條件下可以準確測量的被測氣體的濃度范圍。

示值誤差：在實驗條件下，檢測儀的指示值與所用標準氣體的濃度值之差。

響應(yīng)時間：在實驗條件下，從檢測儀接觸被測氣體至到達穩(wěn)定指示值的90%的時間。

報警誤差：在實驗條件下，檢測儀的報警指示值與報警設(shè)定值之差。

氣體傳感器的使用注意事項

注意使用壽命：不同類型的氣體傳感器使用壽命不同，使用場景因素也可能影響氣體傳感器的使用壽命，因此要定期檢測并避免過期使用。

定期校準：氣體傳感器需要經(jīng)常性的校準和檢測，以確保其正常穩(wěn)定地工作。

注意濃度測量范圍：任何超過或太低濃度的測量，都會使傳感器測量誤差增大或者使傳感器發(fā)生損壞。

避免氣體干擾：在選擇氣體傳感器時，應(yīng)當了解待測氣體的性質(zhì)，避免氣體之間的干擾。

氣體傳感器的廠商

全球有許多知名的氣體傳感器廠商，如英國氣盾GASSIELD傳感器、美國Interface氣體傳感器、美國Honeywell霍尼韋爾氣體傳感器、英國CITY氣體傳感器、日本NEMOTO傳感器、瑞士ABB傳感器等。這些廠商在氣體傳感器的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售方面具有豐富的經(jīng)驗和先進的技術(shù)，為全球客戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的產(chǎn)品。

供應(yīng)商A:煒盛

https://www.winsensor.com/

1、產(chǎn)品能力

（1）選型手冊

https://www.winsensor.com/product/3/

（2）主推型號1:MQ-2

對應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

MQ-2煙霧傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當煙霧傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，煙霧傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該煙霧傳感器氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。MQ-2煙霧傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。這種氣體傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本煙霧傳感器。

硬件參考設(shè)計

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

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審核編輯 黃宇