蔡云翔 蔣國俊 劉曉宇 張寒玉 許江超

摘 要 社會是不斷發(fā)展的，人民的生活水平也在不斷提高，但是在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的同時，也引發(fā)了一些新的問題，工業(yè)的不斷發(fā)展加重了大氣污染，殘留了很多工業(yè)廢物，塑料袋的出現(xiàn)雖然極大的便利了人們的生活，但是也帶來了白色污染。我們生活中現(xiàn)在存在著很多看得見的或者看不見的毒物，在不斷影響我們的健康生活，因此，氣敏傳感器隨之出現(xiàn)了，它有效地阻礙了有害氣體對人體的入侵，讓人們生活得更加安全。比如煙霧報(bào)警器，氣體探測器等等，在我們的生活中都十分常見。

關(guān)鍵詞 氣敏傳感器;工業(yè)和民用;應(yīng)用

引言

氣敏傳感器并沒有我們想象中的那么遙遠(yuǎn)，并不是只在工業(yè)方面才進(jìn)行使用，在我們的日常生活中也有很多家用型氣敏傳感器，其中我們用的最普遍的就是可燃性氣體氣敏傳感器。可以對我們所生活的地方進(jìn)行方方面面的有害氣體的監(jiān)測，為我們的健康保駕護(hù)航。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，氣敏傳感器的形式、結(jié)構(gòu)和功能也越來越多樣化，有手推式、便攜式和固定式等。隨著人們對生活品質(zhì)要求的提高，人們對氣敏傳感器的需求以及要求也會越來越高，所以為了順應(yīng)市場的需求，氣敏傳感器會朝著個性化、專業(yè)化的方向發(fā)展。并且將會發(fā)揮它的穩(wěn)定性、靈敏性等性能，將其廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、環(huán)保、化工等各個領(lǐng)域，為社會發(fā)展和人民健康做貢獻(xiàn)[1]。

1氣敏傳感器的發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)水平

1.1 向低能耗、多功能、集成化方向發(fā)展

如今的氣敏傳感器發(fā)展比較快，主要原因是因?yàn)槿藗兊陌踩庾R提升，并且對生活質(zhì)量有著更高的要求，還有就是各國政府對氣敏傳感器發(fā)展的支持，以及利用政策在市場上進(jìn)行推動。所以，氣敏傳感器的發(fā)展得到了很大的進(jìn)步。目前的氣敏傳感器大多會提高傳感器的靈敏度以及工作性能，降低傳感器的能耗，并且在降低成本的基礎(chǔ)上，把體積縮小。另外，會增強(qiáng)氣敏傳感器的可靠性，實(shí)現(xiàn)元件和應(yīng)用電路的集成化以及多功能化[2]。

1.2 新氣敏材料與制作工藝的研究

目前，無論是工業(yè)還是民用領(lǐng)域，都對氣敏傳感器的要求越來越高，所以需要不斷加大對氣敏傳感器的研究力度。首先需要對有機(jī)、無機(jī)、生物等各種材料具備的特性以及互相之間的作用進(jìn)行深刻的研究與分析，明確各類傳感器的工作原理，從而正確的選擇各類傳感器的敏感材料，靈活的運(yùn)用各種加工技術(shù)，比如說微機(jī)械加工、微電子技術(shù)、光纖技術(shù)等，從而使傳感器的性能達(dá)到最優(yōu)化。有機(jī)高分子材料的成本較低，并且容易兼容，所以成為當(dāng)下被研究的重點(diǎn)。

1.3 新型氣敏傳感器的研發(fā)

隨著市場上各種新材料以及新工藝的出現(xiàn)，氣體傳感器得到了更大的進(jìn)步，性能已經(jīng)變得更加完善，并且價格比較低廉和容易操作。目前人們對環(huán)境問題愈發(fā)重視起來，為了保證氣敏傳感器能夠有效檢測到各種有毒、有害的氣體，還需要對傳感器進(jìn)行研制。根據(jù)傳統(tǒng)的作用原理，可優(yōu)先使用晶體材料，比如硅、石英等，并且采用更加先進(jìn)的加工技術(shù)，研制新型的傳感器，比如光波導(dǎo)氣敏傳感器。如今，研發(fā)能夠同時監(jiān)測多種氣體的全自動數(shù)字式的智能氣敏傳感器成為該領(lǐng)域的主要研究方向[3]。

1.4 生物芯片的開發(fā)應(yīng)用

目前，硅技術(shù)與生物材料結(jié)合已經(jīng)在人工智能研發(fā)方面起到了重要的作用，所以成為當(dāng)下最熱的研究方向。

1.5 應(yīng)用納米技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)

隨著工業(yè)和民用領(lǐng)域之間對生產(chǎn)和環(huán)境檢測的要求越來越高，以及需求量加大，納米技術(shù)被廣泛應(yīng)用。采用碳納米管等可以作為氣敏傳感器的材料。納米傳感器具備以下優(yōu)點(diǎn)：首先，具備較為龐大的界面，使得氣體的通透性強(qiáng)，提升了靈敏度。其次，降低了工作的溫度。藍(lán)牙技術(shù)是一種低成本的技術(shù)，并且以近距離的無線連接為基礎(chǔ)。利用藍(lán)牙技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通信以及信息交換，從而使得氣敏傳感器更加的便利。

1.6 MEMS技術(shù)

MEMS技術(shù)也就是微電子機(jī)械系統(tǒng)，它是建立在納米技術(shù)基礎(chǔ)上的一種先進(jìn)的技術(shù)，主要是對納米材料進(jìn)行加工、涉及以及測量和控制的技術(shù)。它可以將機(jī)械構(gòu)件、光學(xué)系統(tǒng)等即成為一個整體單元的微型系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不僅處理與發(fā)送信息，還能按照獲取的信息自主采取行動。該技術(shù)制造的傳感器，性能比較優(yōu)異并且微型化，價格也比較低廉[4]。

2氣敏傳感器的分析

2.1 可燃性氣體氣敏傳感器

這種傳感器是目前需求量最大的一種傳感器，大多應(yīng)用于油煙機(jī)以及泄漏報(bào)警器和空氣清新機(jī)等，并且已經(jīng)形成了大批量的生產(chǎn)。被廣泛應(yīng)用于工業(yè)以及家庭領(lǐng)域，比如說天然氣和其他可燃性氣體的檢測報(bào)警等。

2.2 一氧化碳和氫氣氣敏傳感器

這兩種氣敏傳感器在市場上的需求也比較高。一氧化碳?xì)饷魝鞲衅鞔蠖鄳?yīng)用于工業(yè)、環(huán)保、家庭等一氧化碳泄漏以及不完全燃燒的檢測。氫氣氣敏傳感器除了工業(yè)領(lǐng)域外，大多被用于家庭的煤氣泄漏檢測。氫氣氣敏傳感器相較于一氧化碳傳感器來說，價格更加便宜，并且靈敏度高，再加上我國煤氣管道中氫氣含量高，所以用于煤氣泄漏的檢測比較合適。

2.3 氧傳感器

這種傳感器的應(yīng)用也比較廣泛，對于環(huán)保、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域來說需求較大。將之應(yīng)用于汽車，能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)點(diǎn)火和尾氣排放進(jìn)行控制，從而提升汽車的性能，降低排氣的污染，對于環(huán)境的保護(hù)有著很大的作用。

3結(jié)束語

如今，傳感器正在向自動化方向發(fā)展。隨著對各種新型敏感材料的應(yīng)用，以及對新技術(shù)的研發(fā)，傳感器正在飛速發(fā)展。本文主要提出了以上幾種常用的氣敏傳感器，這些傳感器在我們的日常生活中起到了很大的作用，但是隨著生活水平的提升，還需要不斷進(jìn)行研發(fā)。我國需要不斷的研發(fā)新的技術(shù)，以及新的材料，根據(jù)市場需求，研發(fā)出更加先進(jìn)的氣敏傳感器，從而滿足時代發(fā)展的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 王佳，王榮杰.我國氣敏傳感器專利現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[J].成都師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，34（11）：102-111.

[2] 張晗.氣敏傳感器的研究進(jìn)展[J].建材與裝飾，2018（5）：136-137.

[3] 宣天美，尹桂林，葛美英，等.納米ZnO氣敏傳感器研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)，2015，29（1）：132-136.

[4] 戴正飛，李越，蔡偉平.納米結(jié)構(gòu)薄膜型氣敏傳感器的研究進(jìn)展[J].物理，2014，43（6）：364-372.