案例展示

智能是传感器的未来发展方向

发布日期:2020-10-24 14:42

  近年来气体传感器较为引人关注,一是今年国六排放标准使得汽车尾气排放市场升至千亿元,气体传感器厂商迎来较大市场机会,另一点智能被认为是传感器的未来发展方向。

  气体传感器是指在一定范围内测量气体成分或浓度的传感器,常用于探测可燃、易燃、有毒气体的存在与否和浓度,或者氧气的消耗量等。按照传感器的检测原理,气体传感器通常可以分为电化学气体传感器、光学气体传感器、半导体气体传感器等。

  此外值得关注的还有,越来越多的国内厂商开始积极投入自研气体传感器产品,摆脱进口以来,除了汽车尾气带来较大市场机会,物联网、智慧城市等也给气体传感器带来较大的市场机会。

  随着汽车销量的逐年攀升,汽车尾气也逐渐成为各大城市空气污染的重要来源。机动车尾气成分相当复杂,有100多种,排放的污染物主要是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CH)、碳氢氧化合物(HCO)、氮氧化物(NOx)、颗粒物及铅的化合物等。

  机动车尾气污染控制和治理是世界各国面临的共同难题,除了调整城市策略及制定严格的排放标准意外,还需要采用仪器设备对汽车尾气的排放情况进行检测。

  尤其是今年5月份国六标准公布以后,汽车排放气体分析仪的测量范围及示值允许误差,必须到00级标准,并增加对对氮氧化合物含量的检测,南粤风采36选7。因此,国家有关部门要求原有及新建机动车检测站必须增加或配备具备氮氧化物测试功能的柴油车排气分析仪;所有机动车检测站必须使用红外法(IR),紫外法(UV)或化学发光法CLD的汽车排放气体测试仪。

  6月8日,多家上市公司在互动平台称,国六排放标准的实施将为相关尾气检测仪器公司带来积极影响。分析人士指出,国六排放标准实施将带来相关产业确定性投资机会,预计尾气排放市场将升至千亿元规模。

  在前段时间的SENSOR CHINA 2020上,青岛崂应海纳光电环保集团有限公司博士/总工程师王新全谈到,根据近两年的《中国移动源环境管理年报》报告,机动车尾气已成为当前环境空气最大的污染源,国家逐年增大监管力度,重型柴油车排放是重中之重。

  青岛崂应海纳光电环保有限公司成立于1988年,已有32年历史,是环保行业元老级公司。上世纪80年代,国内才开始关注环保,青岛崂应海纳就开始做一些环境空气采样器之类的仪器,90年代初,该公司推出的烟囱烟气采样仪是当时最有名的产品,占据国内80%~90%的市场,在固定污染源检测方面,公司长期位居国内第一。

  今年崂应就推出了用于机动车尾气检测的光学气体分析模块产品,非分散红外氮氧化物分析模块。采用非分散红外吸收原理,也就是NDIR原理,可以同时分析一氧化氮和二氧化氮。

  王新全向媒体介绍道,可检测氮氧化物的光学方法包括化学发光法、紫外差分法、非分散紫外法和非分散红外法等,前三种方法应用比较成熟,但是传感器模块体积比较大,难以用于便携式分析仪,同时成本也比较高,特别是化学发光法还需要配备臭氧发生器和氮氧化物转化炉等辅助设备,给用户增加了成本压力。

  非分散红外法的光学模块具有体积小、成本低的优点,但是也存在无法同时检测二氧化氮的问题,需要配备额外的氮氧化物转化炉,现有非分散红外模块无法检测二氧化氮的根本原因在于二氧化氮受水汽干扰很大。

  为此,崂应研发团队开发了专门用于机动车尾气氮氧化物检测的非分散红外模块,可以同时检测一氧化氮和二氧化氮,并且增加了红外法检测水的通道,采用检测的水含量来对一氧化氮和二氧化氮之进行干扰修正,这几个功能完全集成在一个模块中,体积很小,可以非常方便的集成进在线式或便携式仪器中。

  该模块由于体积小、重量轻,也非常适合于微型车载式尾气检测,满足当前对重型柴油车的实际路况行驶在线监测,王新全表示,这款非分散红外氮氧化物传感器能在机动车尾气排放监测方面发挥作用。

  除了汽车尾气检测带来千亿市场,关于传感器,还有一个重要的关注点就是智能化。深圳市普晟传感科技有限公司技术总监赵莉对媒体表示,目前智能传感器是众多厂商关注的焦点,智能是大家必走的一条路线,

  深圳市普晟传感科技有限公司成立于2015年,虽然成立时间不久,但是其技术团队拥有在气体传感器领域超20年的经验积累。赵莉谈到,现在普晟还只是做传感器,由专门做模组或设备的厂商去做寿命的判断。传感器厂商有非常多的大数据,知道传感器在各种情况下的性能、以及它的寿命判断,如何把这些数据真正用起来,服务消费者,如何切实发挥好传感器的作用,这是各个传感器厂家都会走的一条路线。

  在SENSOR CHINA 2020上,宁波爱氪森科技有限公司就重点展示了公司新推出的一款智能数字传感器产品。爱氪森副总经理李德虎对媒体表示,智能传感器是传感器未来的一个发展方向,公司的这款智能数字传感器能够帮助解决传感器信号处理,包括精确度、准确度等,并且传感器可实现寿命自检以及其他性能检测等功能,目前从全球范围来看,在气体检测、气体传感器行业,能够实现寿命自检和性能检测功能,这是行业首创。

  宁波爱氪森科技有限公司是德国EC SENSOR在中国宁波设立的一个分公司,主要负责德国EC在整个亚太区的市场拓展,同时EC SENSOR在宁波设立了传感器的晶圆封测工厂,主要针对对亚太区及中国区市场提供生产工艺支持。EC SENSOR主要是为气体检测行业提供气体传感器的核心器件,包括传感器件、数字化模块、智能传感器等整个信号链的解决方案,主要针对工业安全、智慧城市、医疗、电力等应用领域。

  据李德虎分析,这款产品的智能重点体现在传感器的寿命自检上,比如在传统的工业应用中,传感器装到仪表上,在使用的过程中,我们并不知道传感器是好是坏,更多的时候需要专业人员到现场测试,来确定传感器是否具备检测功能。有了这个寿命自检功能以后,就可以通过远程或仪表的设计,定期判断传感器的性能、状态,如果已经坏了,现场人员可以更换,如果正常,就不需要提供任何的现场售后服务。

  可见智能传感器在现实应用中将会更为便利,未来随着更多应用市场需求的驱动,及众多厂商的研究探索,将会有越来越多的智能传感器进入市场。

  国内传感器厂商也在加大力度推进多产化,比如睿感(济南)传感器有限公司,该公司成立于2019年,是一家独立运营的合资公司,睿感于2019年成立,是一家独立运营的合资公司。其中智路资本占股51%,amsAG(艾迈斯半导体,英文简称:ams)占股49%。

  ScioSense总部位于荷兰埃因霍温和中国济南,同时在德国斯图加特、意大利的Pisa都有研发中心,上海有技术支持应用团队。ScioSense的产品是继承于ams的几条产品线空气温湿度传感器,还有气压计,超声的水表、气表,传感器接口,包括一些无线产品等。

  睿感市场营销副总裁邓川对媒体表示,我们的目标是扎根中国,结合中国的本土的人才,培养中国的本土人才,然后给中国的客户定制本土化的一些产品需求,提供一些解决方案,最终达到自主可控。目标是在未来的3~5年,打造成遥遥领先的传感器公司,在全球具有影响力的本土MEMS公司。

  邓川向媒体介绍了一款气体传感器ENS160,应用于空气净化器、智能楼宇、智能家居,最主要是检测一氧化碳,有机挥发物,判断空气质量好还是不好。比如在堵车的时候,传感器可以判断汽车里空气中氮氧化合物是否超标,如果超标,便可以关闭进气系统,外面的污染空气就不会进来。再比如楼宇的办公室里,如果二氧化碳、一氧化碳或甲烷、甲醛浓度过高,可以实现自动清新空气。

  另外崂应也谈到公司在做模块的同时,也积极投入自研传感器产品,王新全谈到,崂应早期主要做环境监测设备,近两年开始根据市场变化拓展了光学感知和智慧大数据这方面的市场。崂应海纳总工程师王新全对媒体表示,以前环境分析仪类的仪器里用的传感器基本依赖进口,但是随着国家环保要求的提高,而进口传感器的指标跟国内的指标匹配度不太高,并且进口的价格很高,如果一直采购国外传感器,就没竞争力,因此公司从中科院引进了一个团队光学仪器开发。

  经过三年时间,公司用的光学气体传感器基本全部是自己开发的,并且今年因为疫情原因,很多同行在采购同类型的光学气体传感器上出现问题,也联系到崂应海纳。经过讨论研究,公司认为这款光学传感器自己的用量还比较少,因此可以向不同行业推广,包括环保事业、石油化工、电力、能源、生命科学、医疗等领域。

  这次展会也是公司的核心光学气体传感器首次对外开始推广。王新全补充到,与公司取得联系的主要是系统集成商,包括环保设备、工业控制等,他们之前采购国外的模块,今年因为疫情的原因,采购受阻,并且国家又特别提倡核心技术的国产化,因此他们开始与崂应海纳联系,并买了样机回去测试,经过几个月的测试,感觉效果比较好。

  王新全谈到,一方面我们性能指标不输国外,另一方面我们的成本会低不少,而且售后服务很到位,并且在参数指标和接口方面,灵活度能更大一些。因此测试基本不会比国外差,这次展会上也有不少厂商跟公司沟通批量采购事宜。

  疫情之后,市场复苏,智慧城市领域也将会给气体传感器带来较大的市场机会。因为智慧城市涵盖的方面比较多,包括城市基础设施建设、地下管网、市政,以及城市周边的插件污染、安全等,所以在智慧城市这个大环境下,未来对气体传感器的需求量会有比较大的增长。