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[導讀]近年來氣體傳感器較為引人關注,一是今年國六排放標準使得汽車尾氣排放市場升至千億元,氣體傳感器廠商迎來較大市場機會,另一點智能被認為是傳感器的未來發展方向。

近年來氣體傳感器較為引人關注,一是今年國六排放標準使得汽車尾氣排放市場升至千億元,氣體傳感器廠商迎來較大市場機會,另一點智能被認為是傳感器的未來發展方向。

氣體傳感器是指在一定范圍內測量氣體成分或濃度的傳感器,常用于探測可燃、易燃、有毒氣體的存在與否和濃度,或者氧氣的消耗量等。按照傳感器的檢測原理,氣體傳感器通常可以分為電化學氣體傳感器、光學氣體傳感器、半導體氣體傳感器等。

此外值得關注的還有,越來越多的國內廠商開始積極投入自研氣體傳感器產品,擺脫進口以來,除了汽車尾氣帶來較大市場機會,物聯網、智慧城市等也給氣體傳感器帶來較大的市場機會。

1、氣體傳感器廠商迎來較大市場機會

隨著汽車銷量的逐年攀升,汽車尾氣也逐漸成為各大城市空氣污染的重要來源。機動車尾氣成分相當復雜,有100多種,排放的污染物主要是一氧化碳(CO)、碳氫化合物(CH)、碳氫氧化合物(HCO)、氮氧化物(NOx)、顆粒物及鉛的化合物等。

機動車尾氣污染控制和治理是世界各國面臨的共同難題,除了調整城市策略及制定嚴格的排放標準意外,還需要采用儀器設備對汽車尾氣的排放情況進行檢測。

尤其是今年5月份國六標準公布以后,汽車排放氣體分析儀的測量范圍及示值允許誤差,必須到00級標準,并增加對對氮氧化合物含量的檢測,因此,國家有關部門要求原有及新建機動車檢測站必須增加或配備具備氮氧化物測試功能的柴油車排氣分析儀;所有機動車檢測站必須使用紅外法(IR),紫外法(UV)或化學發光法CLD的汽車排放氣體測試儀。

6月8日,多家上市公司在互動平臺稱,國六排放標準的實施將為相關尾氣檢測儀器公司帶來積極影響。分析人士指出,國六排放標準實施將帶來相關產業確定性投資機會,預計尾氣排放市場將升至千億元規模。

在前段時間的SENSOR CHINA 2020上,青島嶗應海納光電環保集團有限公司博士/總工程師王新全談到,根據近兩年的《中國移動源環境管理年報》報告,機動車尾氣已成為當前環境空氣最大的污染源,國家逐年增大監管力度,重型柴油車排放是重中之重。

青島嶗應海納光電環保有限公司成立于1988年,已有32年歷史,是環保行業元老級公司。上世紀80年代,國內才開始關注環保,青島嶗應海納就開始做一些環境空氣采樣器之類的儀器,90年代初,該公司推出的煙囪煙氣采樣儀是當時最有名的產品,占據國內80%~90%的市場,在固定污染源檢測方面,公司長期位居國內第一。

今年嶗應就推出了用于機動車尾氣檢測的光學氣體分析模塊產品,非分散紅外氮氧化物分析模塊。采用非分散紅外吸收原理,也就是NDIR原理,可以同時分析一氧化氮和二氧化氮。

王新全向媒體介紹道,可檢測氮氧化物的光學方法包括化學發光法、紫外差分法、非分散紫外法和非分散紅外法等,前三種方法應用比較成熟,但是傳感器模塊體積比較大,難以用于便攜式分析儀,同時成本也比較高,特別是化學發光法還需要配備臭氧發生器和氮氧化物轉化爐等輔助設備,給用戶增加了成本壓力。

非分散紅外法的光學模塊具有體積小、成本低的優點,但是也存在無法同時檢測二氧化氮的問題,需要配備額外的氮氧化物轉化爐,現有非分散紅外模塊無法檢測二氧化氮的根本原因在于二氧化氮受水汽干擾很大。

為此,嶗應研發團隊開發了專門用于機動車尾氣氮氧化物檢測的非分散紅外模塊,可以同時檢測一氧化氮和二氧化氮,并且增加了紅外法檢測水的通道,采用檢測的水含量來對一氧化氮和二氧化氮之進行干擾修正,這幾個功能完全集成在一個模塊中,體積很小,可以非常方便的集成進在線式或便攜式儀器中。

該模塊由于體積小、重量輕,也非常適合于微型車載式尾氣檢測,滿足當前對重型柴油車的實際路況行駛在線監測,王新全表示,這款非分散紅外氮氧化物傳感器能在機動車尾氣排放監測方面發揮作用。

2、智能是傳感器未來發展方向

除了汽車尾氣檢測帶來千億市場,關于傳感器,還有一個重要的關注點就是智能化。深圳市普晟傳感科技有限公司技術總監趙莉對媒體表示,目前智能傳感器是眾多廠商關注的焦點,智能是大家必走的一條路線,

深圳市普晟傳感科技有限公司成立于2015年,雖然成立時間不久,但是其技術團隊擁有在氣體傳感器領域超20年的經驗積累。趙莉談到,現在普晟還只是做傳感器,由專門做模組或設備的廠商去做壽命的判斷。傳感器廠商有非常多的大數據,知道傳感器在各種情況下的性能、以及它的壽命判斷,如何把這些數據真正用起來,服務消費者,如何切實發揮好傳感器的作用,這是各個傳感器廠家都會走的一條路線。

在SENSOR CHINA 2020上,寧波愛氪森科技有限公司就重點展示了公司新推出的一款智能數字傳感器產品。愛氪森副總經理李德虎對媒體表示,智能傳感器是傳感器未來的一個發展方向,公司的這款智能數字傳感器能夠幫助解決傳感器信號處理,包括精確度、準確度等,并且傳感器可實現壽命自檢以及其他性能檢測等功能,目前從全球范圍來看,在氣體檢測、氣體傳感器行業,能夠實現壽命自檢和性能檢測功能,這是行業首創。

寧波愛氪森科技有限公司是德國EC SENSOR在中國寧波設立的一個分公司,主要負責德國EC在整個亞太區的市場拓展,同時EC SENSOR在寧波設立了傳感器的晶圓封測工廠,主要針對對亞太區及中國區市場提供生產工藝支持。EC SENSOR主要是為氣體檢測行業提供氣體傳感器的核心器件,包括傳感器件、數字化模塊、智能傳感器等整個信號鏈的解決方案,主要針對工業安全、智慧城市、醫療、電力等應用領域。

據李德虎分析,這款產品的智能重點體現在傳感器的壽命自檢上,比如在傳統的工業應用中,傳感器裝到儀表上,在使用的過程中,我們并不知道傳感器是好是壞,更多的時候需要專業人員到現場測試,來確定傳感器是否具備檢測功能。有了這個壽命自檢功能以后,就可以通過遠程或儀表的設計,定期判斷傳感器的性能、狀態,如果已經壞了,現場人員可以更換,如果正常,就不需要提供任何的現場售后服務。

可見智能傳感器在現實應用中將會更為便利,未來隨著更多應用市場需求的驅動,及眾多廠商的研究探索,將會有越來越多的智能傳感器進入市場。

3、國內廠商積極探索 擺脫氣體傳感器進口依賴

國內傳感器廠商也在加大力度推進多產化,比如睿感(濟南)傳感器有限公司,該公司成立于2019年,是一家獨立運營的合資公司,睿感于2019年成立,是一家獨立運營的合資公司。其中智路資本占股51%,amsAG(艾邁斯半導體,英文簡稱:ams)占股49%。

ScioSense總部位于荷蘭埃因霍溫和中國濟南,同時在德國斯圖加特、意大利的Pisa都有研發中心,上海有技術支持應用團隊。ScioSense的產品是繼承于ams的幾條產品線——空氣溫濕度傳感器,還有氣壓計,超聲的水表、氣表,傳感器接口,包括一些無線產品等。

睿感市場營銷副總裁鄧川對媒體表示,我們的目標是扎根中國,結合中國的本土的人才,培養中國的本土人才,然后給中國的客戶定制本土化的一些產品需求,提供一些解決方案,最終達到自主可控。目標是在未來的3~5年,打造成遙遙領先的傳感器公司,在全球具有影響力的本土MEMS公司。

鄧川向媒體介紹了一款氣體傳感器ENS160,應用于空氣凈化器、智能樓宇、智能家居,最主要是檢測一氧化碳,有機揮發物,判斷空氣質量好還是不好。比如在堵車的時候,傳感器可以判斷汽車里空氣中氮氧化合物是否超標,如果超標,便可以關閉進氣系統,外面的污染空氣就不會進來。再比如樓宇的辦公室里,如果二氧化碳、一氧化碳或甲烷、甲醛濃度過高,可以實現自動清新空氣。

另外嶗應也談到公司在做模塊的同時,也積極投入自研傳感器產品,王新全談到,嶗應早期主要做環境監測設備,近兩年開始根據市場變化拓展了光學感知和智慧大數據這方面的市場。嶗應海納總工程師王新全對媒體表示,以前環境分析儀類的儀器里用的傳感器基本依賴進口,但是隨著國家環保要求的提高,而進口傳感器的指標跟國內的指標匹配度不太高,并且進口的價格很高,如果一直采購國外傳感器,就沒競爭力,因此公司從中科院引進了一個團隊光學儀器開發。

經過三年時間,公司用的光學氣體傳感器基本全部是自己開發的,并且今年因為疫情原因,很多同行在采購同類型的光學氣體傳感器上出現問題,也聯系到嶗應海納。經過討論研究,公司認為這款光學傳感器自己的用量還比較少,因此可以向不同行業推廣,包括環保事業、石油化工、電力、能源、生命科學、醫療等領域。

這次展會也是公司的核心光學氣體傳感器首次對外開始推廣。王新全補充到,與公司取得聯系的主要是系統集成商,包括環保設備、工業控制等,他們之前采購國外的模塊,今年因為疫情的原因,采購受阻,并且國家又特別提倡核心技術的國產化,因此他們開始與嶗應海納聯系,并買了樣機回去測試,經過幾個月的測試,感覺效果比較好。

王新全談到,一方面我們性能指標不輸國外,另一方面我們的成本會低不少,而且售后服務很到位,并且在參數指標和接口方面,靈活度能更大一些。因此測試基本不會比國外差,這次展會上也有不少廠商跟公司溝通批量采購事宜。

4、小結

疫情之后,市場復蘇,智慧城市領域也將會給氣體傳感器帶來較大的市場機會。因為智慧城市涵蓋的方面比較多,包括城市基礎設施建設、地下管網、市政,以及城市周邊的插件污染、安全等,所以在智慧城市這個大環境下,未來對氣體傳感器的需求量會有比較大的增長。

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