Mei de rappe ûntwikkeling fan technologyen lykas it Ynternet fan Dingen en keunstmjittige yntelliginsje, omearmje gassensors, in wichtich sensorapparaat bekend as de "fiif elektryske sintugen", ongekende ûntwikkelingskânsen. Fan 'e earste monitoring fan yndustriële giftige en skealike gassen oant syn brede tapassing yn medyske diagnoaze, smart home, miljeumonitoring en oare fjilden hjoed de dei, ûndergiet gassensortechnology in djipgeande transformaasje fan in inkele funksje nei yntelliginsje, miniaturisaasje en multidimensjonaliteit. Dit artikel sil de technyske skaaimerken, de lêste ûndersyksfoarútgong en de wrâldwide tapassingsstatus fan gassensors wiidweidich analysearje, mei spesjale oandacht foar de ûntwikkelingstrends op it mêd fan gasmonitoring yn lannen lykas Sina en de Feriene Steaten.
Technyske skaaimerken en ûntwikkelingstrends fan gassensors
As in omsetter dy't de folumefraksje fan in spesifyk gas omset yn it oerienkommende elektryske sinjaal, is de gassensor in ûnmisbere en wichtige komponint wurden yn moderne sensortechnology. Dit soarte apparatuer ferwurket gasmonsters fia deteksjekoppen, typysk mei stappen lykas it filterjen fan ûnreinheden en ynterferearjende gassen, droegjen of koelbehanneling, en úteinlik it omsetten fan ynformaasje oer gaskonsintraasje yn mjitbere elektryske sinjalen. Op it stuit binne d'r ferskate soarten gassensors op 'e merk, ynklusyf healgeleidertype, elektrogemysk type, katalytyske ferbaarningstype, ynfraread gassensors en fotoionisaasje (PID) gassensors, ensfh. Elk fan har hat syn eigen skaaimerken en wurdt breed brûkt yn sivile, yndustriële en miljeutestfjilden.
Stabiliteit en gefoelichheid binne de twa kearnindikatoaren foar it evaluearjen fan 'e prestaasjes fan gassensors. Stabiliteit ferwiist nei de oanhâldendheid fan 'e basisreaksje fan in sensor yn syn hiele wurktiid, dy't ôfhinklik is fan nuldrift en yntervaldrift. Ideaallik moat, foar sensoren fan hege kwaliteit ûnder trochgeande wurkomstannichheden, de jierlikse nuldrift minder wêze as 10%. Gefoelichheid ferwiist nei de ferhâlding fan 'e feroaring yn' e útfier fan 'e sensor ta de feroaring yn' e mjitten ynfier. De gefoelichheid fan ferskate soarten sensoren ferskilt signifikant, benammen ôfhinklik fan 'e technyske prinsipes en materiaalseleksje dy't se brûke. Derneist binne selektiviteit (d.w.s. krúsgefoelichheid) en korrosjebestriding ek wichtige parameters foar it evaluearjen fan 'e prestaasjes fan gassensors. De earste bepaalt it werkenningsfermogen fan 'e sensor yn in mingde gasomjouwing, wylst de lêste relatearre is oan de tolerânsje fan 'e sensor yn doelgassen mei hege konsintraasje.
De hjoeddeiske ûntwikkeling fan gassensortechnology presintearret ferskate dúdlike trends. Earst fan alles is it ûndersyk en de ûntwikkeling fan nije materialen en nije prosessen fierder ferdjippe. Tradisjonele metaalokside-healgeliedermaterialen lykas ZnO, SiO₂, Fe₂O₃, ensfh. binne folwoeksen wurden. Undersykers dope, modifisearje en oerflakmodifisearje besteande gasgefoelige materialen troch gemyske modifikaasjemetoaden, en ferbetterje tagelyk it filmfoarmingsproses om de stabiliteit en selektiviteit fan sensoren te ferbetterjen. Underwilens wurdt de ûntwikkeling fan nije materialen lykas gearstalde en hybride healgeliedergasgefoelige materialen en polymeargasgefoelige materialen ek aktyf befoardere. Dizze materialen litte hegere gefoelichheid, selektiviteit en stabiliteit sjen foar ferskate gassen.
De yntelliginsje fan sensoren is in oare wichtige ûntwikkelingsrjochting. Mei de suksesfolle tapassing fan nije materiaaltechnologyen lykas nanotechnology en tinne-filmtechnology wurde gassensoren hieltyd yntegreare en yntelliginter. Troch folslein gebrûk te meitsjen fan multidissiplinêre yntegreare technologyen lykas mikromeganyske en mikro-elektroanikatechnology, kompjûtertechnology, sinjaalferwurkingstechnology, sensortechnology en foutdiagnosetechnology, ûntwikkelje ûndersikers folslein automatyske digitale yntelliginte gassensoren dy't meardere gassen tagelyk kinne kontrolearje. In multivariate sensor fan it type gemyske wjerstânspotinsjeel, koartlyn ûntwikkele troch de ûndersyksgroep fan Associate Professor Yi Jianxin fan it State Key Laboratory of Fire Science oan 'e Universiteit fan Wittenskip en Technology fan Sina, is in typyske fertsjintwurdiger fan dizze trend. Dizze sensor realisearret de trijediminsjonale deteksje en krekte identifikaasje fan meardere gassen en brânkarakteristiken troch ien apparaat 59.
Arrayisaasje en algoritme-optimalisaasje krije ek hieltyd mear omtinken. Fanwegen it breedspektrum-antwurdprobleem fan ien gassensor is it gefoelich foar ynterferinsje as meardere gassen tagelyk besteane. It brûken fan meardere gassensors om in array te foarmjen is in effektive oplossing wurden om de erkenningsmooglikheden te ferbetterjen. Troch de dimensjes fan it detektearre gas te fergrutsjen, kin de sensorarray mear sinjalen krije, wat geunstich is foar it evaluearjen fan mear parameters en it ferbetterjen fan it fermogen fan oardiel en erkenning. As it oantal sensoren yn 'e array lykwols tanimt, nimt de kompleksiteit fan gegevensferwurking ek ta. Dêrom is de optimalisaasje fan 'e sensorarray benammen wichtich. By array-optimalisaasje wurde metoaden lykas korrelaasjekoëffisjint en klusteranalyse breed oannaam, wylst gasherkenningsalgoritmen lykas Principal Component Analysis (PCA) en Artificial Neural Network (ANN) de patroanherkenningsmooglikheden fan sensoren sterk ferbettere hawwe.
Tabel: Prestaasjeferliking fan haadtypen gassensors
Sensortype, wurkingsprinsipe, foardielen en neidielen, typyske libbensdoer
Gasadsorpsje fan it healgeleidertype hat lege kosten by it feroarjen fan 'e wjerstân fan healgeleiders, rappe reaksje, minne selektiviteit, en wurdt sterk beynfloede troch temperatuer en fochtigens foar 2-3 jier.
Elektrogemysk gas ûndergiet REDOX-reaksjes om stroom te generearjen, dy't in goede selektiviteit en hege gefoelichheid hat. De elektrolyt hat lykwols beheinde slijtage en in libbensdoer fan 1-2 jier (foar floeibere elektrolyt).
Katalytyske ferbaarningsferbaarning feroarsaket temperatuerferoarings. It is spesifyk ûntworpen foar it opspoaren fan brânber gas en is allinich fan tapassing op brânber gas foar sawat trije jier.
Ynfrareadgassen hawwe in hege krektens yn it absorbearjen fan ynfraread ljocht fan spesifike golflingten, feroarsaakje gjin fergiftiging, mar hawwe in hege kosten en in relatyf grut folume foar 5 oant 10 jier.
Fotoionisaasje (PID) ultraviolette fotoionisaasje foar it opspoaren fan gasmolekulen fan VOC's hat in hege gefoelichheid en kin de soarten ferbiningen 3 oant 5 jier lang net ûnderskiede.
It is it neamen wurdich dat hoewol gassensortechnology flinke foarútgong makke hat, it noch altyd te krijen hat mei guon mienskiplike útdagings. De libbensdoer fan sensoren beheint har tapassing yn bepaalde fjilden. Bygelyks, de libbensdoer fan healgeleidersensoren is sawat 2 oant 3 jier, dy fan elektrogemyske gassensoren is sawat 1 oant 2 jier fanwegen elektrolytferlies, wylst dy fan elektrogemyske sensoren yn fêste-stof-elektrolyt 5 jier kin berikke. Derneist binne driftproblemen (feroaringen yn sensorreaksje oer tiid) en konsistinsjeproblemen (prestaasjeferskillen tusken sensoren yn deselde batch) ek wichtige faktoaren dy't de brede tapassing fan gassensoren beheine. As reaksje op dizze problemen binne ûndersikers oan 'e iene kant ynsette foar it ferbetterjen fan gasgefoelige materialen en produksjeprosessen, en oan 'e oare kant kompensearje of ûnderdrukke se de ynfloed fan sensordrift op mjitresultaten troch it ûntwikkeljen fan avansearre gegevensferwurkingsalgoritmen.
De ferskaat oan tapassingsscenario's fan gassensors
Gassensortechnology hat elk aspekt fan it sosjale libben trochdrongen. De tapassingsscenario's hawwe it tradisjonele berik fan yndustriële feiligensmonitoring lang oertroffen en wreidzje har rap út nei meardere fjilden lykas medyske sûnens, miljeumonitoring, tûke huzen en fiedingsfeiligens. Dizze trend fan ferskaat tapassingen reflektearret net allinich de mooglikheden dy't technologyske foarútgong mei him bringt, mar belichemmet ek de groeiende maatskiplike fraach nei gasdeteksje.
Yndustriële feiligens en monitoring fan gefaarlike gassen
Op it mêd fan yndustriële feiligens spylje gassensors in ûnferfangbere rol, benammen yn risiko-yndustryen lykas gemyske technyk, petroleum en mynbou. Sina's "14e Fiifjierplan foar de Feilige Produksje fan Gefaarlike Gemikaliën" fereasket dúdlik dat gemyske yndustryparken in wiidweidich systeem foar tafersjoch en iere warskôging foar giftige en skealike gassen oprjochtsje en de bou fan yntelliginte platfoarms foar risikokontrôle befoarderje. It "Yndustrieel Ynternet Plus Wurkfeiligens Aksjeplan" stimulearret parken ek om Ynternet fan Dingen-sensors en AI-analyseplatfoarms yn te setten om real-time monitoring en koördinearre reaksje op risiko's lykas gaslekkage te berikken. Dizze beliedsrjochtingen hawwe de tapassing fan gassensors op it mêd fan yndustriële feiligens sterk befoardere.
Moderne yndustriële gasmonitoringsystemen hawwe in ferskaat oan technyske rûtes ûntwikkele. Gaswolkôfbyldingstechnology visualisearret gaslekkage troch gasmassa's fisueel te presintearjen as de feroaringen yn pikselgriisnivo's yn 'e ôfbylding. De deteksjekapasiteit is relatearre oan faktoaren lykas de konsintraasje en it folume fan it lekke gas, it ferskil yn eftergrûntemperatuer en de monitorôfstân. Fourier-transformaasje ynfrareadspektroskopietechnology kin kwalitatyf en semi-kwantitatyf mear as 500 soarten gassen kontrolearje, ynklusyf anorganyske, organyske, giftige en skealike, en kin tagelyk 30 soarten gassen scannen. It is geskikt foar de komplekse gasmonitoringeasken yn gemyske yndustryparken. Dizze avansearre technologyen, yn kombinaasje mei tradisjonele gassensors, foarmje in mearlaach yndustrieel gasfeiligensmonitoringsnetwurk.
Op it spesifike ymplemintaasjenivo moatte yndustriële gasmonitoringsystemen foldwaan oan in searje nasjonale en ynternasjonale noarmen. Sina's "Design Standard for Detection and Alarm of Flammable and Toxic Gases in Petrochemical Industry" GB 50493-2019 en "Algemiene technyske spesifikaasje foar feiligensmonitoring fan wichtige gefaarboarnen fan gefaarlike gemikaliën" AQ 3035-2010 jouwe technyske spesifikaasjes foar yndustriële gasmonitoring 26. Ynternasjonaal hat OSHA (Occupational Safety and Health Administration of the United States) in searje gasdeteksjenormen ûntwikkele, dy't gasdeteksje fereasket foar operaasjes yn beheinde romten en derfoar soargje dat de konsintraasje fan skealike gassen yn 'e loft ûnder it feilige nivo fan 610 is. De noarmen fan NFPA (National Fire Protection Association of the United States), lykas NFPA 72 en NFPA 54, stelle spesifike easken foar it opspoaren fan brânbere gassen en giftige gassen 610.
Medyske sûnens en syktediagnoaze
De medyske en sûnenssektor wurdt ien fan 'e meast belofte tapassingsmerken foar gassensors. It útademe gas fan it minsklik lichem befettet in grut oantal biomarkers dy't relatearre binne oan sûnensomstannichheden. Troch dizze biomarkers te detektearjen, kin iere screening en trochgeande monitoring fan sykten berikt wurde. It handheld sykheljen acetondeteksjeapparaat ûntwikkele troch it team fan Dr. Wang Di fan it Super Perception Research Center fan it Zhejiang Laboratory is in typyske fertsjintwurdiger fan dizze tapassing. Dit apparaat brûkt in kolorimetryske technologyrûte om it acetongehalte yn minsklike útademe azem te mjitten troch de kleurferoaring fan gasgefoelige materialen te detektearjen, wêrtroch't in rappe en pineleaze deteksje fan type 1-diabetes berikt wurdt.
As it insulinnivo yn it minsklik lichem leech is, kin it glukose net yn enerzjy omsette en ynstee fet ôfbrekke. As ien fan 'e byprodukten nei fetôfbraak wurdt aceton út it lichem útskieden troch respiraasje. Dr. Wang Di ferklearre 1. Yn ferliking mei tradisjonele bloedtests biedt dizze azemtestmetoade in bettere diagnostyske en terapeutyske ûnderfining. Boppedat ûntwikkelt it team in "deistige frijlitting" patch acetonsensor. Dit goedkeape draachbere apparaat kin automatysk it acetongas mjitte dat de hûd 24 oeren deis útstjit. Yn 'e takomst, yn kombinaasje mei keunstmjittige yntelliginsjetechnology, kin it helpe by de diagnoaze, monitoring en medikaasjebegelieding fan diabetes.
Neist diabetes litte gassensors ek in grut potinsjeel sjen yn it behear fan groanyske sykten en it kontrolearjen fan sykten fan 'e luchtwegen. De koalstofdiokside-konsintraasjekromme is in wichtige basis foar it beoardieljen fan 'e longventilaasjestatus fan pasjinten, wylst de konsintraasjekrommen fan bepaalde gasmarkers de ûntwikkelingstrend fan groanyske sykten reflektearje. Tradisjoneel easke de ynterpretaasje fan dizze gegevens de dielname fan medysk personiel. Mei de fersterking fan keunstmjittige yntelliginsjetechnology kinne yntelliginte gassensors lykwols net allinich gassen detektearje en krommen tekenje, mar ek de mjitte fan sykteûntwikkeling bepale, wêrtroch't de druk op it medysk personiel sterk ferminderet.
Op it mêd fan draachbere sûnensapparaten is de tapassing fan gassensors noch yn 'e iere faze, mar de perspektiven binne breed. Undersykers fan Zhuhai Gree Electric Appliances wiisden derop dat hoewol húshâldlike apparaten oars binne as medyske apparaten mei syktediagnosefunksjes, op it mêd fan deistige sûnensmonitoring thús, hawwe gassensorarrays foardielen lykas lege kosten, net-invasiviteit en miniaturisaasje, wêrtroch't se nei alle gedachten hieltyd faker ferskine sille yn húshâldlike apparaten lykas mûnlinge fersoargingsapparaten en tûke toiletten as help-monitoring- en real-time monitoringoplossingen. Mei de tanimmende fraach nei sûnens thús sil it kontrolearjen fan 'e minsklike sûnensstatus fia húshâldlike apparaten in wichtige rjochting wurde foar de ûntwikkeling fan tûke huzen.
Miljeumonitoring en previnsje en kontrôle fan fersmoarging
Miljeumonitoring is ien fan 'e fjilden dêr't gassensors it meast tapast wurde. Om't de wrâldwide klam op miljeubeskerming bliuwt te lizzen, nimt de fraach nei it kontrolearjen fan ferskate fersmoargjende stoffen yn 'e atmosfear ek dei nei dei ta. Gassensors kinne skealike gassen lykas koalstofmonokside, sweveldiokside en ozon detektearje, en leverje in effektyf ark foar it kontrolearjen fan 'e loftkwaliteit yn it miljeu.
De UGT-E4 elektrogemyske gassensor fan 'e British Gas Shield Company is in represintatyf produkt op it mêd fan miljeumonitoring. It kin de ynhâld fan fersmoargjende stoffen yn 'e atmosfear sekuer mjitte en tydlike en krekte gegevensstipe leverje foar miljeubeskermingsôfdielingen. Dizze sensor hat, troch yntegraasje mei moderne ynformaasjetechnology, funksjes berikt lykas ôfstânsbewaking, gegevensupload en yntelliginte alarm, wêrtroch't de effisjinsje en it gemak fan gasdeteksje signifikant ferbettere wurde. Brûkers kinne de feroaringen yn gaskonsintraasje altyd en oeral folgje, gewoan fia har mobile tillefoans of kompjûters, wêrtroch't in wittenskiplike basis ûntstiet foar miljeubehear en beliedsfoarming.
Wat it kontrolearjen fan de binnenluchtkwaliteit oanbelanget, spylje gassensors ek in wichtige rol. De EN 45544-standert útjûn troch it Europeesk Komitee foar Standardisaasje (EN) is spesifyk foar it testen fan de binnenluchtkwaliteit en beslacht de testeasken foar ferskate skealike gassen 610. Gewoane koalstofdioksidesensors, formaldehydesensors, ensfh. op 'e merk wurde breed brûkt yn boargerlike wenten, kommersjele gebouwen en iepenbiere ferdivedaasjeplakken, en helpe minsken in sûnere en nofliker binnenomjouwing te meitsjen. Benammen tidens de COVID-19-pandemy hawwe binnenventilaasje en loftkwaliteit noch nea earder sjoen oandacht krigen, wat de ûntwikkeling en tapassing fan relatearre sensortechnologyen fierder befoardere hat.
Koalstofútstjitmonitoring is in opkommende tapassingsrjochting fan gassensors. Tsjin 'e eftergrûn fan wrâldwide koalstofneutraliteit is krekte monitoring fan broeikasgassen lykas koalstofdiokside benammen wichtich wurden. Ynfraread koalstofdioksidesensors hawwe unike foardielen yn dit fjild fanwegen har hege presyzje, goede selektiviteit en lange libbensdoer. De "Rjochtlinen foar de bou fan yntelliginte feiligensrisikokontrôleplatfoarms yn gemyske yndustryparken" yn Sina hawwe monitoring fan brânbere/giftige gassen en lekkageboarne-tracing-analyze neamd as ferplichte konstruksje-ynhâld, wat de klam op it beliedsnivo reflektearret op 'e rol fan gasmonitoring op it mêd fan miljeubeskerming.
Smart Home en fiedingsfeiligens
Smart home is de meast belofte merk foar konsuminte-tapassingen foar gassensors. Op it stuit wurde gassensors benammen tapast yn húshâldlike apparaten lykas loftreinigers en frisse airconditioners. Mei de ynfiering fan sensorarrays en yntelliginte algoritmen wurdt har tapassingspotinsjeel yn senario's lykas behâld, koken en sûnensmonitoring lykwols stadichoan benut.
Wat it behâld fan iten oanbelanget, kinne gassensors de ûnnoflike geuren dy't troch iten frijkomme tidens opslach kontrolearje om de frisheid fan it iten te bepalen. Resinte ûndersyksresultaten litte sjen dat, oft ien sensor brûkt wurdt om de geurkonsintraasje te kontrolearjen of in gassensorarray yn kombinaasje mei patroanherkenningsmetoaden wurdt brûkt om de frisheid fan iten te bepalen, goede effekten berikt binne. Fanwegen de kompleksiteit fan werklike gebrûksscenario's fan kuolkasten (lykas ynterferinsje fan brûkers dy't doarren iepenje en slute, kompressors starte en stopje, en ynterne loftsirkulaasje, ensfh.), lykas de ûnderlinge ynfloed fan ferskate flechtige gassen út itenyngrediïnten, is der lykwols noch romte foar ferbettering yn 'e krektens fan it bepalen fan de frisheid fan iten.
Koketapplikaasjes binne in oar wichtich senario foar gassensors. Der wurde hûnderten gasfoarmige ferbiningen produsearre tidens it kokenproses, ynklusyf dieltsjes, alkanen, aromatyske ferbiningen, aldehyden, ketonen, alkoholen, alkenen en oare flechtige organyske ferbiningen. Yn sa'n komplekse omjouwing litte gassensorarrays mear dúdlike foardielen sjen as ienkele sensoren. Undersyk lit sjen dat gassensorarrays brûkt wurde kinne om de kokstatus fan iten te bepalen op basis fan persoanlike smaak, of as in ekstra ark foar dieetmonitoring om kokengewoanten regelmjittich oan brûkers te rapportearjen. Faktoren yn 'e kokenomjouwing lykas hege temperatuer, kokdampen en wetterdamp kinne lykwols maklik de sensor "fergiftigje", wat in technysk probleem is dat oplost wurde moat.
Op it mêd fan fiedingsfeiligens hat it ûndersyk fan it team fan Wang Di de potinsjele tapassingswearde fan gassensors oantoand. Se rjochtsje har op it doel om "tsientallen gassen tagelyk te identifisearjen mei in lytse mobile tillefoanplug-in", en binne ynsette foar it maklik beskikber stellen fan ynformaasje oer fiedingsfeiligens. Dit heech yntegreare array-olfaktoryske apparaat kin flechtige komponinten yn iten detektearje, de frisheid en feiligens fan iten bepale, en realtime referinsjes foar konsuminten leverje.
Tabel: Wichtichste deteksjeobjekten en technyske skaaimerken fan gassensors yn ferskate tapassingsfjilden
Tapassingsfjilden, wichtichste deteksjeobjekten, faak brûkte sensortypen, technyske útdagings, ûntwikkelingstrends
Yndustriële feiligens brânber gas, giftich gas katalytyske ferbaarningstype, elektrochemysk type, tolerânsje foar hurde omjouwings, multi-gas syngroane monitoring, lekkageboarne tracing
Medyske en sûnens aceton, CO₂, VOC's healgeleidertype, kolorimetryske type selektiviteit en gefoelichheid, draachbere en yntelliginte diagnoaze
Langduorjende stabiliteitsnetynset en real-time gegevensoerdracht foar miljeumonitoring fan loftfersmoargjende stoffen en broeikasgassen yn ynfraread en elektrochemyske foarmen
Smart home iten flechtige gas, koken reek healgeleider type, PID anty-ynterferinsje kapasiteit
Nim dan kontakt op mei Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Bedriuwswebside:www.hondetechco.com
Tel: +86-15210548582
Pleatsingstiid: 11 juny 2025