各色特性的气体传感类型，技术优势各有千秋

电子发烧友网报道（文/李宁远）传感器作为感知周围环境的重要媒介，一直在诸多领域扮演着重要角色。和我们生活息息相关的气体传感，一直是传感器行业重要的细分领域，随着新材料，MEMS技术与电子电路技术的进步，气体传感也不断变化着。与此同时，不断发展的法规与安全标准对气体检测也提出了更严格的要求。
 
目前，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。在气体传感器应用中，以半导体、电化学、光学技术流派为主。
 
半导体气体传感的广泛测量
 
半导体气体传感和利用热敏电阻进行温度检测类似，是利用半导体气敏元件作为敏感元件的气体传感器，是最常见的气体传感方式，几乎占据了气体传感的半壁江山。
 
电阻型半导体气体传感器和其他电阻型传感一样，都是利用半导体接触气体时其阻值的改变来检测气体的成分或浓度。不过并不是所有半导体气体传感都是电阻型，非电阻型半导体气体传感器是利用半导体元件对气体的吸附和反应，使半导体的某些特性发生变化对气体进行直接或间接检测。
 
一般来说，电阻型半导体气体传感器通常灵敏度较高，而且体积小，响应时间和恢复时间都很快，加之该传感器类型已经发展得很成熟成本控制得很低，所以市面上这一类型的气体传感很主流。
 
非电阻式的主要有结型、MOSFET型、电容型这几种，其特点是对气体元素具有很强的选择性，如Pd对氢有选择性，这意味着这种类型的传感器对某一气体的检测极具针对性。非电阻式的气体传感多用在这种需要强选择性的应用上，同时它也易于使用和集成。
 
电化学气体传感功能趋于多样
 
电化学气体传感器通过催化被测气体，在电极表面发生氧化还原反应进而产生电流，所以天然的它的功耗就要比其他传感低。当然，它的普及要归因于良好的线性和不错的分辨率。线性的优势让其完成低浓度监测以及后续的校正都提供了便利，能够很好地实现定量检测。
 
在实际应用中电化学气体传感展现出的良好的敏感性与选择性，在多气体监测中起到了至关重要的作用。同样，此前电化学其他传感也产生了一些常为人诟病的问题，如较短的使用寿命以及对其他气体的交叉敏感问题。
 
不过随着传感元件技术的不断发展，这些问题现在已经解决得不错了。对目标气体进行针对性检测已经降低了很多交叉敏感困扰，当然必须承认的是，相较于其他气体传感类型，电化学气体传感在交叉敏感问题上仍然更差。
 
在现在集成化的趋势下，更多硬件功能更多的算法被嵌入到传感器中，多气体监测应用起来更合适。
 
复杂但高精光学气体传感
 
光学技术，自然也是气体传感中不可少的流派。利用光的吸收、散射、穿透特性，气体浓度被转化为光学信号从而直观地显示出来。光学气体传感，响应速度快、灵敏度高、精度也很高，但是相应地，不论哪种光学原理的传感，技术难度会偏高，价格也更贵，从市场份额来说也相对上面二者更低一些。
 
目前，主流的光学气体传感有红外吸收型、光谱吸收型、荧光型、光纤化学材料型。以红外为例，当气体被相同频率的红外线照射时，会发生红外线吸收，从而引起红外光强度的变化，通过测量红外强度的变化就能测量气体浓度。
 
这种传感，能够有效地分辨气体种类，抗干扰能力很强，能够很准确地测定气体的浓度。现在光学类气体传感发展得很快，随着工艺技术的进步，其成本会逐步下探，高精度的优势也会在更多应用中被利用起来。
 
小结
 
对于不同的应用场景，根据不同类型传感特性选择合适的气体传感才能更好地实现检测。此外从整个气体传感行业的发展来看，微型化和低功耗是很明朗的行业发展趋势，如何尽可能将更多的功能集成进传感中也是做出差异化的关键点。