气体传感器有哪些 收藏！关于气体传感器的种类，原理，特点和用途都在这了

收藏！关于气体传感器的种类、原理、特点和用途都在这了

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所谓气体传感器，是指用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体和/或能连续测量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面，气体传感器常用于探测可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否，或氧气的消耗量等。

在电力工业等生产制造领域，也常用气体传感器定量测量烟气中各组分的浓度， 以判断燃烧情况和有害气体的排放量等。在大气环境监测领域，采用气体传感器判定环境污染状况，更是十分普遍。

气体传感器主要用于针对某种特定气体进行检测，测量该气体在传感器附近是否存在，或在传感器附近空气中的含量。因此，在安全系统中，气体传感器通常都是不可或缺的。

气体传感器的分类

从检测气体种类上，通常分为可燃气体传感器（常采用催化燃烧式、红外、热导、半导体式）、有毒气体传感器（一般采用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式）、有害气体传感器（常采用红外、紫外等）、氧气（常采用顺磁式、氧化锆式）等其它类传感器。

从使用方法上，通常分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。

从获得气体样品的方式上，通常分为扩散式气体传感器（即传感器直接安装在被测对象环境中，实测气体通过自然扩散与传感器检测元件直接接触）、吸入式气体传感器（是指通过使 用吸气泵等手段，将待测气体引入传感器检测元件中进行检测。根据对被测气体是否稀释，又可细分为完全吸入式和稀释式等）。

从分析气体组成上，通常分为单一式气体传感器（仅对特定气体进行检测）和复合式气体传感器（对多种气体成分进行同时检测）。

按传感器检测原理，通常分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。

关于不同气体传感器的检测原理、特点和用途：

热学式气体传感器

热学式气体传感器主要有热导式和热化学式两大类。

热导式是利用气体的热导率，通过对其中热敏元件电阻的变化来测量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的应用已有几十年的历史，其仪表类型较多，能分析的气体也较广泛。

热化学式是基于被分析气体化学反应的热效应，其中广泛应用的是气体的氧化反应（即燃烧），其典型为催化燃烧式气体传感器，其主要工作原理是在一定温度下，一些金属氧化物半导体材料的电导率会跟随环境气体的成份变化而变化。

其关键部件为涂有燃烧催化剂的惠斯通电桥，主要用于检测可燃气体，如煤气发生站、制气厂用来分析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体，采煤矿井用于分析坑道中的CH4含量，石油开采船只分析现场漏泄的甲烷含量，燃料及化工原料保管仓库或原料车间分析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。

电化学气体传感器

电化学式气体传感器是利用被测气体的电化学活性，将其电化学氧化或还原，从而分辨气体成分，检测气体浓度的。

电化学传感器拥有很多子类：

1.原电池型气体传感器

这种传感器也被称为加伏尼电池型气体传感器，或燃料电池型气体传感器、自发电池型气体传感器。他们原理与我们日常使用的干电池相同，只不过电池碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例，氧阴极被还原，电子电流表流到阳极，那里铅金属被氧化。因此电流大小与氧气浓度直接相关。这种传感器可以有效检测氧气、二氧化硫、氯气等气体。

2.恒定电位电解池型气体传感器

这种传感器用于检测还原性气体非常有效，它原理与原电池型传感器不一样，电化学反应是电流强制下发生，是一种真正库仑分析（根据电解过程中消耗的电量，由法拉第定律来确定被测物质含量）传感器。这种传感器已经成功用于一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼等气体检测之中，是目前有毒有害气体检测主流传感器。

3.浓差电池型气体传感器

这种传感器具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧，会自发形成浓差电动势，电动势的大小与气体的浓度有关，这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳检测仪。

4.极限电流型气体传感器

这是一种测量氧气浓度的传感器，利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器，用于汽车的氧气检测，和钢水中氧浓度检测。

主要优点：体积小，功耗小，线性和重复性较好，分辨率一般可以达到0.1ppm，寿命较长。

主要不足：易受干扰，灵敏度受温度变化影响较大。

氧化锆氧量传感器是电化学式成分分析传感器中发展比较晚的一种，开始出现于20世纪60年代，其工作基理是根据浓差电池原理，通过测量待分析气体和参比气体因氧气浓度差异而导致的浓差电动势，来测量待分析气体中的含氧量。

由于它具有结构简单、工作可靠、灵敏度高、稳定性好、响应速度快、安装使用方便等优点，因此发展较快。常应用于硫酸、空气分离、锅炉燃烧等多组分气体的氧量分析以及熔融金属的含氧测定等。

磁学式气体分析传感器

在磁学式气体分析传感器中，最常见的是利用氧气的高磁化特性来测量氧气浓度的磁性氧量分析传感器，利用的是空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理。其氧量的测量范围最宽，是一种十分有效的氧量测量传感器。

常用的有热磁对流式氧量分析传感器（按构成方式不同，又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式）和磁力机械式氧量分析传感器。

主要用途：用于氧气的检测，选择性极好，是磁性氧气分析仪的核心。其典型应用场合有化肥生 产、深冷空气分离、火电站燃烧系统、天然气制乙炔等工业生产中氧的控制和连锁，废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。

半导体式气体传感器

根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。

从作用机理上可分为表面控制型（采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件）、表面电位型（采用 半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件）、体积控制型（基于半导体与气体发生反应时体积发生变化，从而产生电导率变化的工作原理） 等。可以检测百分比浓度的可燃气体，也可检测ppm级的有毒有害气体。

优点：结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。

不足：测量线性 范围较小，受背景气体干扰较大，易受环境温度影响等。

催化燃烧式气体传感器

这种传感器实际上是基于铂电阻温度传感器的一种气体传感器，即在铂电阻表面制备耐高温催化剂层，在一定温度下，可燃气体在表面催化燃烧，因此铂电阻温度升高，导致电阻的阻值变化。

由于催化燃烧式气体传感器铂电阻外通常由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹，因此这种传感器通常也被成为催化珠气体传感器。理论上这种传感器可以检测所有可以燃烧的气体，但实际应用中有很多例外。这种传感器通常可以用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。

光离子化气体传感器

通常被称为PID，是一种具有极高灵敏度，用途广泛的检测器，可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物，PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。

PID可检测芳香烃类、酮类、醛类、氯代烃类、胺及胺类化合物和不饱和烃类。

红外气体传感器

这种传感器利用气体对特定频率的红外光谱的吸收作用制成。红外光从发射端射向接收端，当有气体时，对红外光产生吸收，接收到的红外光就会减少，从而检测出气体含量。目前较先进的红外式采用双波长、双接收器，使检测更准确、可靠。

优点：选择性好，只检测特定波长的气体，可以根据气体定制；采用光学检测方式，不易受有害气体的影响而中毒、老化；响应速度快、稳定性好；利用物理特性，没有化学反应，防爆性好；信噪比高，抗干扰能力强；使用寿命长；测量精度高。

缺点：测量范围窄；怕灰尘、潮湿，现场环境要好，需要定期对反射镜面上的灰尘进行清洁维护；现场有气流时无法检测；价格较高。

固体电解质气体传感器

指以固体电解质作为传感材料的气体传感器，常用的固体电解质主要包括：稳定氧化锆、钠离子快导体、质子导体以及一些低价金属的卤化物等。固体电解质气体传感器按照检测信号的特点可分为平衡电位型、混成电位型、限制电流型和短路电流型等。

这种传感器介于半导体气体传感器和电化学气体传感器之间，选择性、灵敏度高于半导体气体传感器，寿命长于电化学气体传感器，因此得到广泛应用。这种传感器的不足之处是响应时间过长。

超声波气体探测器

这种气体探测器比较特殊，其原理是当气体通过很小的泄漏孔从高压端向低压端泄漏时，就会形成湍流，产生振动。典型的湍流气流会在差压高于0.2MPa时变成因素，超过0.2MPa就会产生超声波。湍流分子互相碰撞产生热能和振动。热能快速分散，但振动会被传送到相当远的距离。超声波探测器就是通过接收超声波判断是否有空气泄漏。

这类探测器通常勇于石油和天然气平台、发电厂燃气轮机、压缩机以及其它户外管道。

磁氧分析仪

这种气体分析仪是基于氧气的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象，测量混合气体中氧气的一种物理气体分析设备。这种设备适合自动检测各种工业气体中的氧气含量，只能用于氧气检测，选择性极好。

气相色谱式分析仪

基于色谱分离技术和检测技术，分离并测定气样中各组分浓度，因此是全分析传感器。在发电厂锅炉试验中，已有应用。

工作时，从进样装置定期采取一定容积的气样，在流量一定的纯净载气（即流动相）携带下，流经色谱柱，色谱柱中装有称为固定相的固体或液体，利用固定相对气样各组分的吸收或溶解能力的不同，使各组分在两相中反复进行分配，从而使各组分分离，并按时间先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。

根据检测原理，气相色谱式分析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。

浓度型检测器测量的是气体中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。

质量型检测器测量的是气体中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间进入检测器某组分的量成正比。最常用的检测器有TCD热导检测器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。

优点：灵敏度高，适合于微量和痕量分析，能分析复杂的多相分气体。

不足：定期取样不能实现连续进样分析，系统较为复杂，多用于 试验室分析用，不太适合工业现场气体监测。

目前已有采用计算机控制仪表系统的操作和进行数据运算的气相色谱仪，并可进行组分越限报警，还具有自动检查仪表故障等功能。

随着健康问题越来越得到关注，大气质量、室内空气质量、车内空气质量监控数据成为人们随时随地想看到的数据，气体传感器 在这一过程中无疑将扮演更加重要的角色。

中国首次公布​：气体传感器TOP 10名单！这些公司最强

近日，世界传感器大会举行，在同期举办的《MEMS与智能传感器——先进技术分场活动》 （可点击查看会议回放网址），赛迪顾问物联网研究中心经理韩允发布了《2022气体传感器十大企业报告》。

作为工信部中国电子信息产业发展研究院直属机构，我国权威市场咨询企业，赛迪顾问深入中国传感器产业市场，从多维度评选出2022年我国气体传感器产业中的十强企业，是目前中国传感产业真正意义上的首份气体传感器企业评分排名榜单！ 我们来看看有哪些气体传感器企业进入这份2022年十大企业榜单？代表中国气体传感器最强实力！

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气体传感器分类及市场情况

气体传感器是一种可以将气体的某些信息，例如浓度和种类，转换为可以被操作人员、仪器仪表、计算机等利用的声、电、光或者数字信息的装臵，通常被安装于监测系统探测头内的监测系统中，用于现场采集空气数据。气体传感器是气体检测系统的核心，对气体检测系统起着决定性的作用。

气体传感器的下游应用领域众多，主要包括智能家居、汽车电子、消费电子、可穿戴设备、医疗、工业过程、环境监测等行业，终端客户覆盖行业类型广泛、种类繁杂、分散度高，终端产品的复杂性、个性化程度高。随着互联网与物联网的高速发展，气体传感器的下游领域如智能家居、汽车电子、智慧医疗等智慧生活产业正处于高速发展期，显现出良的发展前景。

按照技术原理的不同，气体传感器可以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、超声波气体传感器、光电离子探测气体传感器等。

根据全球知名市场情报咨询公司 Mordor Intelligence 统计及预测，2018-2020 年电化学气体传感器在全球气体传感器市场中份额最大，市场份额维持在 52%左右；红外技术的市场份额逐年提升，至 2020 年已达 24.06%。

从市场份额来看，按技术分类占比分别为电化学、红外、催化燃烧、半导体、光电离子探测。 各分类市场份额如下：

▲来源：四方光电招股书

从全球范围内看，气体传感器的生产商主要集中在英、日、德、美和中国；高端的电化学类、红外光学类气体传感器，中国所占份额不足 5%。

2019 年我国气体传感器行业市场规模达到8.49 亿元，同比 2018 年的 7.04 亿元增长了 20.63% 。2020 年在新冠疫情的冲击下，医疗器械领域气体传感器需求激增，气体传感器产业规模增长68.3% ，升至 14.29 亿元。

近三年来（2019-2021），我国对环境保护、安全生产、医疗健康等力度不断加大，环境检测、工业排放、可燃有毒气体、便携式医疗设备等应用场景对气体传感器提出了大量需求。我国气体传感器呈现出爆发式增长，2021年增长93.1%升至27.6亿元。

▲来源：赛迪顾问

2022中国气体传感器十大企业

本次赛迪顾问十大气体传感器企业评选，依据业务规模、创新能力、应用领域三大指标，及十余项二级指标，按权重分配评分排名。

其中，汉威科技以超过90分大幅度领先第二名企业，稳居中国气体传感器龙头地位。

除此之外，中国前十气体传感器分为两大梯队 ，70分梯队的有华工科技、四方光电、南华仪器、川东磁电、奥迪威、万讯自控，60分梯队的有无锡格林通、杭州麦乐克、奥松电子。

▲来源：赛迪顾问

1、汉威科技集团股份有限公司

主要传感器产品：各类气体传感器、GA系列气体报警器、环境监测设备、燃气监测设备、软硬件物联网平台

官网：http://www.hanwei.cn/

汉威科技成立于1998年，是国内最早从事气体传感器研究、生产的厂家之一， 国内领先的气体传感器、气体检测仪器仪表专业生产企业，旗下拥有炜盛科技、能斯达电子等子公司。

汉威科技可以生产催化燃烧类、电化学类、红外光学（含激光）类、MEMS工艺类主流气体传感器等200多个品种的各类传感器，可检测气体300余种，公司产品占国内气体传感器市场数量的70%， 稳居国内气体传感器领域龙头地位。

据《中国传感器发展蓝皮书》评价：汉威科技是气湿敏传感器、传感器应用代表性企业， 全国具有影响力的传感器企业，综合技术水平在国内同行业中处于领先地位，产品已成功打入国际市场，上市公司。（详细信息可参看《权威发布！36家具有全国影响力的传感器企业！》内容）

2、华工科技产业股份有限公司

主要传感器产品：温度、压力、湿度、光、空气、雨量等多功能传感器产品

官网：https://www.hgtech.com.cn/

华工科技脱胎于中国知名学府——华中科技大学 ，是“中国激光第一股” 、中国高校成果产业化的先行者、首批国家创新型企业。华工科技形成了以传感器、信息激光、能量激光+智能制造为核心的业务模式。

传感器方面，华工科技拥有温度、压力、湿度、光、空气、雨量等多功能传感器产品和物联网解决方案 ，并且自主掌握芯片制造和封装工艺核心技术，建有教育部敏感陶瓷工程研究中心、国家 CNAS实验室，获得国家知识产权示范企业称号，是全国知名的多功能传感器制造商 。

值得一提的是，除气体传感器外，华工科技在温度传感器上也极具实力 ，旗下全资子公司孝感华工高理生产的温度传感器，在家电用NTC温度传感器市场占到全球70%份额，在新能源汽车PTC加热器市场占到国内50%以上份额。

3、四方光电股份有限公司

主要传感器产品：应用于环境监测、医疗健康、安全监控、汽车电子等领域气体传感器

官网：http://www.gassensor.com.cn/

四方光电是一家从事智能气体传感器和高端气体分析仪器的科创板上市企业，2003年成立于武汉“光谷”，形成了包括光学(红外、紫外、光散射、激光拉曼)、超声波、MEMS金属氧化物半导体 (MOX)、电化学、陶瓷厚膜工艺高温固体电解质等原理的气体传感技术平台 ，拥有100余项国内外专利 ，产品广泛应用于空气品质、环境监测、工业过程、安全监测、健康医疗、智慧计量等领域。

四方光电主要专注于光学气体传感器 ，聚焦于智慧医疗、环境监测、工业过程、汽车电子领域的应用，是中国较早通过车规级认证的传感器企业之一，四方光电气体传感器产品已切入多家整车厂一级供应商。

值得一提的是，四方光电业务增长强劲 ，据2021年度报告显示，四方光电实现营业收入 54,746.71 万元，同比增长 77.80%，净利润为 17,968.00 万元，同比增长 112.70%。

4、佛山市南华仪器股份有限公司

主要传感器产品：汽车尾气检测、环境监测气体传感器

官网：https://www.nanhua.com.cn/

南华仪器成立于1996年，是一家民营股份制高新技术企业，2015年在深圳证券交易所上市，自主拥有非分散红外光谱高精检测技术 ，主要产品集物联网、智慧检测、环保科技、信息产业为一体，包括汽车检测设备及系统、环境监测设备与系统。

南华仪器是国家工信部专精特新“小巨人”企业、佛山及南海制造业全国隐形冠军；佛山市细分行业龙头企业、广东省守合同重信用企业、创业板成长性十强企业、中国汽保40年制造商百强企业等荣誉称号。公司还获得广东省级企业技术中心、广东省空气环境污染监测工程技术研究中心、广东省省级空气环境监测系统工业设计中心等资质。

5、佛山市川东磁电股份有限公司

主要传感器产品：CO传感器、甲烷CH4传感器、异味传感器等

官网：http://www.cdm21.com/

川东磁电成立于2002年，是专业从事敏感元件与传感器、控制器研发、生产和销售一体的高新技术企业，着力于打造成基于敏感材料制备技术的磁敏、热敏、湿敏、力敏和光敏等全方位的传感和控制技术综合集成平台。

川东磁电与中科院理化所、工信部电子五所、工信部电子九所、中科院微电子所、北京科技大学、东南大学、中北大学、西安交通大学等科研院所开展了广泛合作，组建了"省级企业技术中心"省级工程技术研发中心"。

6、广东奥迪威传感科技股份有限公司

主要传感器产品：气体流量传感器、超声波流量计、尿素传感器等

官网：https://www.audiowell.net/

奥迪威成立于1999年，是一家以“智能传感器、执行器及相应模组的研究、设计、生产和销售”为主营业务的高新技术企业，是细分行业领先的传感器元器件及解决方案的提供商。

奥迪威拥有自主研发的基于非分光红外吸收原理的二氧化碳传感器 ，能够以PVM的方式输出模拟信号和UART串口方式输出数值信号，适合不同类型接口应用的智能空气测量和净化系统。其气体流量传感器是超声波气表的核心部件，采用新型声匹配材料提高了传感器的超声波信号在气体介质中的发射能力 ，主要用于天然气、煤气计量。

目前，AUDIOWELL是国内传感器件产品线领先的制造商和方案提供商，其超声波传感器、流量传感器、发声器件及超声波换能器件等系列处于市场领先地位 ，产品广泛应用于汽车、家居、安防、通讯、仪表等多个行业和领域。

7、深圳万讯自控股份有限公司

主要传感器产品：MEMS气体传感器、安可信气体探测器系列

官网：http://www.maxonic.com.cn/

万讯自控成立于1994年，2010年在深交所上市，是一家专注于自动化产业，函盖自动化仪表、物联网智慧服务、MEMS传感器、机器人3D视觉、高端数控系统的国家高新技术企业。

万讯自控是中国过程自动化仪表新技术的领先提供商，建立了IPD（集成产品研发）研发管理体系和相关产品实验室，形成了较强的自主创新能力，产品技术和品质达到国际水平，多数通过CE、EX、PTB等权威认证，并屡获殊荣，拥有专利105项、非专利技术48项。

万讯自控的MEMS传感器主要有压力传感器和气体传感器 ，据其年报显示，2021年万讯自控投入1200多万元，与外部科研机构研究所合作，开发用于家庭报警器产品的气体传感器。

8、无锡格林通安全装备有限公司

主要传感器产品：可燃性气体检测、有毒有害气体检测、火焰探测等

官网：http://www.wxglt.com/

无锡格林通成立于1997年，致力于专业研发、制造和销售可燃性气体、有毒有害气体检测、火焰探测等环境安全类实时监测产品，以及GDS和FGS系统的集成服务。

无锡格林通设有气体传感器工程技术研究中心 ，具有设计研发和生产火气探测器及火气监视系统的能力，涵盖了火气检测器及运维服务的智能完全检测产品及解决方系，其生产的各类探测器和监控系统已广泛应用于中国石油天然气集团、中国石油化工集团、中国海洋石油集团及其它大型化工企业 。

9、杭州麦乐克科技股份有限公司

主要传感器产品：NB-IoT燃气泄露传感器、NB-IoT无线烟雾传感器、吸顶式燃气泄露传感器、空气环境检测仪等

官网：http://www.mirhz.com/

麦乐克成立于2007年，是一家专业从事“中高端红外特征敏感元件 、物联网传感器·模组、智能传感器”研发、生产、销售于一体，并为客户提供传感技术全套产品解决方案的国家高新技术企业。

麦乐克打通传感技术上下游产业链，其中红外特征敏感元件现货逾1000种 ，综合实力跻身全球前三甲 ，产品先后应用于中国航天局、国家天文台、NASA美国国家航空航天局、BOEING波音公司等大型项目。

麦乐克是目前国内信噪比和透过率、截止率、敏感度最高的红外特征敏感元器件和传感器制造商，在传感技术领域拥有70余项核心专利技术。

10、广州奥松电子股份有限公司

主要传感器产品：O2、CO、CO2、VOC、PM2.5等传感器

官网：http://www.aosong.com/

奥松电子创立于2003年，是国内率先应用MEMS半导体工艺技术生产传感器芯片的高新技术企业 ，也是广东省MEMS领域集研发、设计、制造、封装测试、终端应用为一体的MEMS智能传感器全产业链（简称IDM）企业。

值得一提的是，奥松电子拥有先进的6英寸MEMS半导体智能传感器芯片生产线 ，量产温湿度、流量、气体、差压、风速等传感器芯片。具体情况可参看《新增3条12英寸MEMS产线！中国40条主要传感器芯片产线盘点（最新最全）》内容。

奥松电子拥有广泛的传感器产线，主营产品有温湿度传感器、水蒸气传感器、气体流量传感器、差压传感器、氧气传感器、液体流量传感器、气体传感器、风速雨量传感器等。

结语

以上就是赛迪顾问评选出的中国2022气体传感器十强企业，汉威科技和四方光电都以气体传感器为主要传感器产品 ，但汉威科技在气体传感器外同时生产多种其他类型传感器，其余企业均拥有多条传感器产品线路。

广东气体传感器企业上榜数量最多，达5家 ，占据了榜单半壁江山，分别是南华仪器、川东磁电、奥迪威、万讯自控和奥松电子。

传感器是物联网感知层的重要元器件，物联网市场规模的爆发将对传感器的市场规模起到极大的促进作用，气体传感器是物联网中最重要的传感器类型之一，在室内环境监测、有害气体检测、颗粒物检测等许多方面，气体传感器发挥着重要作用。

近三年中国气体传感器市场分别以20.6%、68.3%、93.1%的速度快速增长 ，随着物联网、汽车电子等需求增多，未来几年中国气体传感器产业仍将保持高速增长态势。

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