2024-2029年激光甲烷传感器行业市场深度调研及投资前景预测报告

激光甲烷传感器应用场景广泛 市场规模不断增长

激光甲烷传感器指利用激光光谱技术实现高精度气体检测的传感器。与传统甲烷检测方法相比，激光甲烷传感器具有响应速度快、稳定性好、检测精度高、无需其他气体参照、功耗低等优势，在环保监测、汽车尾气检测、矿井安全监控、室内空气质量监控、油气勘探等领域应用较多。

激光甲烷传感器通常由激光发射器、样品池、光路径、信号放大器、光电探测器和信号处理电路等组件构成。激光发射器为激光甲烷传感器核心组件，占据其主要生产成本。激光发射器能够产生激光束，当其照射至样品池时，激光束会被甲烷分子吸收，进而被光电探测器捕获。近年来，伴随本土企业持续发力，我国激光发射器产量及质量不断提升，这将为激光甲烷传感器行业发展提供有利条件。激光甲烷传感器应用场景广泛，主要包括环保监测、汽车尾气检测、矿井安全监控、室内空气质量监控、油气勘探等。在环保监测过程中，激光甲烷传感器可用于检测农业温室气体以及垃圾填埋气体中的甲烷浓度；在矿井安全监控过程中，激光甲烷传感器可用于检测矿井内瓦斯浓度，确保人员安全。

根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年激光甲烷传感器行业市场深度调研及投资前景预测分析报告 》显示，受益于应用需求增长，激光甲烷传感器行业发展速度不断加快。2023年全球激光甲烷传感器市场规模达到近3亿美元，同比增长近15%。预计未来一段时间，随着技术进步以及气体传感器行业景气度提升，甲烷传感器市场规模还将进一步增长，到2029年将突破10亿美元。我国激光甲烷传感器主要生产商包括可川科技、四方光电、炜盛科技、汉威科技、叁生万物等。四方光电专注于气体传感器、气体分析仪器的研发、生产和销售，为我国激光甲烷传感器代表企业。四方光电自主研发的Gasboard-2502系列激光甲烷传感器，可在复杂气体环境以及恶劣工况中使用，其检测范围为0~1000ppm。2024年5月，四方光电成功获得一项名为“一种激光甲烷传感器”的专利授权。

新思界行业分析 人士表示，激光甲烷传感器作为一种气体传感器，在甲烷探测领域应用较多。在市场竞争方面，我国激光甲烷传感器生产企业众多，部分企业已具备高性能产品自主研发机生产实力。未来伴随本土企业持续发力，我国激光甲烷传感器行业发展速度将有所加快。

2024-2029年激光甲烷传感器行业市场深度调研及投资前景预测分析报告

报告目录：新思界

第四章 激光甲烷传感器行业产品价格分析 第一节 价格弹性分析第二节 价格与成本的关系第三节 主要品牌及产品价位分析第四节 主要企业的价格策略第五节 价格在激光甲烷传感器行业竞争中的重要性第六节 低价策略与品牌战略第五章 激光甲烷传感器行业竞争分析 第一节 竞争分析理论基础第二节 行业内企业与品牌数量第三节 竞争格局第四节 竞争组群第五节 激光甲烷传感器行业竞争趋势第六节 激光甲烷传感器行业竞争策略分析第六章 激光甲烷传感器行业进出口分析 第一节 出口分析一、我国激光甲烷传感器行业出口量及增长情况二、激光甲烷传感器行业主要海外市场分布状况三、经营海外市场的主要激光甲烷传感器品牌分析第二节 进口分析一、我国激光甲烷传感器行业进口量及增长情况二、激光甲烷传感器行业进口产品主要品牌分析第七章 激光甲烷传感器上游行业分析 第一节 上游行业发展状况第二节 上游行业市场集中度第三节 上游行业发展趋势第四节 上游行业市场动态及对激光甲烷传感器x的影响分析第八章 激光甲烷传感器行业用户分析 第一节 用户认知程度第二节 用户关注因素一、功能二、产品质量三、价格四、产品设计第三节 用户其它特性第九章 激光甲烷传感器行业渠道分析 第一节 渠道对激光甲烷传感器行业的影响第二节 渠道格局第三节 激光甲烷传感器行业销售渠道要素对比第四节 主要企业渠道策略研究第五节 各区域市场主要代理商情况第十章 激光甲烷传感器行业替代品分析 第一节 激光甲烷传感器行业替代品种类第二节 替代品对激光甲烷传感器行业的影响第三节 激光甲烷传感器行业替代品发展趋势

第十一章 激光甲烷传感器行业互补品分析 第一节 激光甲烷传感器行业互补品种类第二节 互补品对激光甲烷传感器行业的影响第三节 激光甲烷传感器行业互补品发展趋势第十二章 激光甲烷传感器行业品牌分析 第一节 激光甲烷传感器行业品牌总体情况第二节 品牌传播第三节 品牌美誉度....

「好文推荐」低功耗甲烷传感器研究进展

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原文发表在《工矿自动化》2021年第5期，欢迎品读。

针对分布式无线甲烷传感器需功耗低、微型化、响应时间短、可靠性高、安全性好的要求，介绍了基于微机械电子系统技术和纳米材料的低功耗催化燃烧式、热导式、电导式甲烷传感器的工作原理和研究进展，分析了它们的优缺点,展望了低功耗甲烷传感器的发展方向和前景。① 低功耗催化燃烧式甲烷传感器可测量低浓度甲烷，然而易中毒，稳定性不高，由于工作温度较高，低功耗催化燃烧式甲烷传感器的功耗一般较高，通过采用脉冲方式运行，传感器平均功耗可降低至2 mW以下；然而其稳定性不高，未来的研究方向是改进封装工艺或者催化材料，以增强其抗毒化的能力，同时需结合人工智能和机器学习等先进算法研究免人工校准的低功耗催化燃烧式甲烷传感器。② 低功耗热导式甲烷传感器具有全量程测量甲烷的能力，可同时测量低浓度和高浓度甲烷，在矿井中可以稳定运行，且对煤矿井下环境的适应力强，具有分布式无线甲烷传感器应用前景；未来的发展方向是改进电路模组，实现睡眠-唤醒运行模式，同时研究传感器元件和外围电路的集成技术，以实现片上集成式热导式甲烷传感系统，降低整体运行功耗。③ 低功耗电导式甲烷传感器分为室温型和微加热板型，室温型电导式甲烷传感器功耗较低，但响应时间较长;微加热板型电导式甲烷传感器功耗相对低，结合特定的纳米材料，可以在较低工作温度下实现对甲烷的响应，具有低浓度甲烷监测应用前景，但微加热板电导式甲烷传感器一般对环境湿度很敏感，基线易偏移，敏感材料对电极的粘附力差，器件重复性和可靠性均较差，需要进一步改进敏感材料和封装工艺；应用磁控溅射方法将半导体氧化物敏感材料沉积到电极上可提高材料的粘附力，从而提高器件的重复性和可靠性，同时需结合算法纠正基线偏移，保证微加热板型电导式传感器的稳定运行。④ 从整个传感系统角度看，传感元件外围电路的功耗有时甚至高于传感元件本身，未来的方向是研究片上集成式甲烷传感器，可大大降低外围电路功耗，形成极低功耗甲烷传感器。⑤ 需要研究先进的传感器自校准算法，实现分布式无线低功耗甲烷传感器免人工标校或自校准。

引用格式

王海波.低功耗甲烷传感器研究进展［J］.工矿自动化，2021,47（5）：16-23.

WANG Haibo.Research progress of low-power methane sensor［J］.Industry and Mine Automation，2021,47（5）：16-23.

作者联系方式

王海波(1975-),男,河南南阳人,高级工程师,主要研究方向为煤矿自动化，E-mail：whbls@163.com。

责任编辑联系方式

张强，E-mail：zhangqiang@cari.com.cn

低功耗甲烷传感器研究进展

Research progress of low-power methane sensor

【作者】 王海波1,2

【Author】 WANG Haibo1,2

【作者机构 】1.天地(常州)自动化股份有限公司, 江苏 常州213015；2.中煤科工集团常州研究院有限公司, 江苏 常州213015

【Unit】 1.Tiandi (Changzhou) Automation Co., Ltd., Changzhou 213015, China；2.CCTEG Changzhou Research Institute, Changzhou 213015, China

【摘要 】针对分布式无线甲烷传感器需功耗低、微型化、响应时间短、可靠性高、安全性好的要求，介绍了基于微机械电子系统技术和纳米材料的低功耗催化燃烧式、热导式、电导式甲烷传感器的工作原理和研究进展，分析了它们的优缺点,展望了低功耗甲烷传感器的发展方向和前景。① 低功耗催化燃烧式甲烷传感器可测量低浓度甲烷，然而易中毒，稳定性不高，由于工作温度较高，低功耗催化燃烧式甲烷传感器的功耗一般较高，通过采用脉冲方式运行，传感器平均功耗可降低至2 mW以下；然而其稳定性不高，未来的研究方向是改进封装工艺或者催化材料，以增强其抗毒化的能力，同时需结合人工智能和机器学习等先进算法研究免人工校准的低功耗催化燃烧式甲烷传感器。② 低功耗热导式甲烷传感器具有全量程测量甲烷的能力，可同时测量低浓度和高浓度甲烷，在矿井中可以稳定运行，且对煤矿井下环境的适应力强，具有分布式无线甲烷传感器应用前景；未来的发展方向是改进电路模组，实现睡眠-唤醒运行模式，同时研究传感器元件和外围电路的集成技术，以实现片上集成式热导式甲烷传感系统，降低整体运行功耗。③ 低功耗电导式甲烷传感器分为室温型和微加热板型，室温型电导式甲烷传感器功耗较低，但响应时间较长;微加热板型电导式甲烷传感器功耗相对低，结合特定的纳米材料，可以在较低工作温度下实现对甲烷的响应，具有低浓度甲烷监测应用前景，但微加热板电导式甲烷传感器一般对环境湿度很敏感，基线易偏移，敏感材料对电极的粘附力差，器件重复性和可靠性均较差，需要进一步改进敏感材料和封装工艺；应用磁控溅射方法将半导体氧化物敏感材料沉积到电极上可提高材料的粘附力，从而提高器件的重复性和可靠性，同时需结合算法纠正基线偏移，保证微加热板型电导式传感器的稳定运行。④ 从整个传感系统角度看，传感元件外围电路的功耗有时甚至高于传感元件本身，未来的方向是研究片上集成式甲烷传感器，可大大降低外围电路功耗，形成极低功耗甲烷传感器。⑤ 需要研究先进的传感器自校准算法，实现分布式无线低功耗甲烷传感器免人工标校或自校准。

【Abstract 】In order to meet the requirements of low power consumption, miniaturization, short response time, high reliability and good safety of distributed wireless methane sensors, the working principles and research progress of low-power catalytic combustion, thermal conductivity and electrical conductivity methane sensors based on micro-electro-mechanical system technology and nano materials are introduced. This paper analyzes their advantages and disadvantages, and proposes the development direction and prospect of low-power methane sensors. ① The low-power catalytic combustion methane sensor can measure low-concentration methane. However, it is easy to be poisoned and the sensor has low stability. Due to the need of being high operated temperature, the low-power catalytic combustion methane sensor generally has high power consumption. The average power consumption of the sensors can be reduced to less than 2 mW under the work mode of pulse operation. However, its stability is not high. The future research directions are to improve packaging or catalytic materials to enhance its anti-poisoning ability, and to study low-power catalytic combustion methane sensors without manual calibration by combining advanced algorithms such as artificial intelligence and machine learning. ② The low-power thermal conductivity methane sensor can to measure methane in the full range. It can measure both low-concentration and high-concentration methane at the same time. It can operate stably in mines and has strong adaptability to the underground environment of mines. It has the prospect of application of distributed wireless methane sensors. The future development direction is to improve the circuit module to realize the sleep-wake operation mode, and to study the integration technology of sensor elements and peripheral circuits to realize the on-chip integrated thermal conductivity methane sensing system to reduce the overall operation power consumption. ③ The low-power conductivity methane sensors are divided into room temperature type and micro-heating plate type. The room temperature conductivity methane sensor has lower power consumption but longer response time. The micro-heating plate conductivity methane sensor has relatively low power consumption. Combined with specific nano materials, it can respond to methane at lower operating temperature, and has the application prospect of low-concentration methane monitoring. However, the micro-heating plate methane sensor is generally sensitive to ambient humidity. The baseline is easily shifted, the adhesion of sensitive materials to electrodes is poor, the device repeatability and reliability are poor, and the sensitive materials and packaging process need to be further improved. The magnetron sputtering method is applied to deposit semiconductor oxide sensitive materials onto the electrodes to improve the adhesion of the materials, thereby improving the repeatability and reliability of the device. At the same time, it is necessary to combine the algorithm to correct the baseline shift to ensure the stable operation of micro-heating plate conductivity sensors. ④ From the perspective of the whole sensing system, the power consumption of the peripheral circuit of the sensing element is sometimes even higher than that of the sensing element itself. The future direction is to study the on-chip integrated methane sensor, which can greatly reduce the power consumption of the peripheral circuit and obtain extreme low-power methane sensor. ⑤ It is proposed to study advanced sensor self-calibration algorithms to realize distributed wireless low-power methane sensors without manual calibration or self-calibration.

【关键词 】 甲烷传感器；催化燃烧式甲烷传感器；热导式甲烷传感器；电导式甲烷传感器；低功耗；纳米材料；微机械电子系统

【Key words】 methane sensor; catalytic combustion methane sensor; thermal conductivity methane sensor; electrical conductivity methane sensor; low power consumption; nano materials; micro-electro-mechanical system

【基金项目】 天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目（2019-TD-ZD007）

信息提供：张强 图文编辑：张聚

审 核：王晖

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