双光传感器 感知“利”器｜双光程多气体红外气体传感器

感知“利”器｜双光程多气体红外气体传感器

工欲善其事，必先利其器。在全球化的今天，专利已不仅仅是创新的一种保护手段，它已成为商业战场中的利器。麦姆斯咨询倾情打造MEMS、传感器以及物联网领域的专利运营平台，整合全产业链知识产权资源，积极推动知识产权保护与有效利用。

人类社会面临的空气质量问题，以及环境保护意识的不断增强，为气体传感器创造了新的应用和市场机会，例如：消费类产品（如智能家居、可穿戴设备和智能手机）、建筑物和汽车（室内和车内空气质量监测）。

据麦姆斯咨询报道，目前气体传感器市场主要受暖通空调（HVAC）市场驱动增长，而未来将受消费类应用驱动增长。2014年，气体传感器市场规模为5.6亿美元，预计2021年将达到9.2亿美元，未来五年的复合年增长率为7.3%。

2014-2021年气体传感器市场营收预测

气体传感器主要技术

气体传感器技术纷繁复杂，按技术原理一般可分为：电学探测（FET、CMOS、MOS/MIS、化学传感器、碳纳米管/石墨烯传感器）、光学探测、声学探测、热气体传感器、电子机械气体传感器、电子化学气体传感器以及气相色谱分析。一般情况下，选择何种气体传感器技术取决于价格、尺寸、功耗、灵敏度和响应时间。

气体传感器技术及相关厂商分布图（使用寿命 vs. 应用）

金属氧化物半导体（MOS）技术应用较广，涵盖医疗、交通运输、暖通空调、消费类产品，并且使用寿命长（5~10年）。催化（Catalytic）和电化学（electrochemical）技术是“老”技术，且使用寿命短（5年以下），主要用于国防和工业安全。

光学技术具有最高的精确度和最长的使用寿命，但是由于成本过高和环境恶劣，并没有广泛地应用于交通运输，而是获得暖通空调的“青睐”，尤其是非色散红外传感器（NDIR）。随着集成度进一步提高，光学技术还将打开便携式工业检测系统的市场。光学技术，如NDIR、傅立叶变换红外（FTIR）、化学发光（chemiluminescence）和微色谱法（microchromatography），是很准确的，但是较为笨重和昂贵，某些情况下，功耗也较高。如果NDIR采用光电二极管和LED时，可以实现极低的功耗。

MEMS不是一项新的检测原理，而是一个新的制造平台，使得现有技术产品进一步小型化：

* 采用MOS技术的公司：Micronas、Microsens、ams、Synkera、CCS、KWJ Engineering、Figaro

* 采用IR技术的公司：CCS、eLichens

* 采用色谱法的公司：Spectral Engines、APIX、EcoLogicSense

【推荐发明专利】

《一种双光程多气体红外气体传感器》

【技术背景】

近年来随着经济的发展、政府低碳环保等政策的推行以及人们安全意识的提高，气体传感器市场需求量逐年增加，红外传感器以其精度高、选择性好、寿命长、不中毒、不依赖于氧气、受环境干扰小等优点得到了广泛的研究。

目前传统的红外气体传感器的不足之处在于，腔体内部设计了精巧的光路，但是其光程唯一。由于不同气体对红外线的吸收强弱是不同的，在单一光程下同时对多种气体进行检测，在光程设计时照顾了红外线吸收强的气体，势必会影响红外线吸收弱的气体的检测精度，反之亦然；同时某些气体的红外吸收主峰比较接近，存在交叠区域，检测时很难判别为何种气体，此时便需要吸收较弱的次吸收峰作为气体识别的补充依据，但是主次吸收峰的强弱不同，单一光程下势必顾此失彼。为此单一光程不利于不同红外吸收率气体的同时检测及气体筛选的精确度。

【发明内容】

本发明提供一种双光程多气体红外气体传感器，针对多种气体的检测，对应待测气体中红外吸收弱气体的检测单元设置在长光程区，对应红外吸收强气体的检测单元设置在短光程区，这便可以满足红外吸收率不同气体同时检测的需求及检测精度；针对气体的识别和检测，对应待测气体的红外吸收主峰的检测单元设置在短光程区，对应待测气体的红外吸收次峰的检测单元设置在长光程区，可以满足气体识别及测量；针对同种气体不同检测精度，设置在短光程区的检测单元可以满足大量程低精度的需求，设置在长光程区的检测单元可以满足小量程高精度的需求。

该传感器通过特殊的结构设计和多元探测器的利用，双光程多气体检测腔内实现了长、短两种光程。因此，本发明可以满足红外吸收率不同气体同时检测的要求，同时还可以满足同种气体不同检测精度的需求，方便实现多气体检测及识别，可广泛应用于多种场合下气体的实时监测。

【其它气体传感器相关专利】

* 《一种具有四支撑悬梁四层结构的电阻式气体传感器及方法》

* 《一种小体积长光程的气体检测用光学腔体》

* 《一种高灵敏度氨类气体传感器及其制备方法》

* 《基于硫掺杂石墨烯的氮氧化物气体传感器及其制备方法》

* 《一种基于硅纳米线的气味识别生物传感器》

【气体传感器相关报告】

* 《气体传感器技术和市场-2016版》

* 《室内空气质量监测市场-2016版》

* 《微型气体传感器专利分析报告》

* 《AMS VOC MEMS气体传感器：AS-MLV-P2》

专利购买或技术合作请联系：

麦姆斯咨询 殷飞

电子邮箱：yinfei@memsconsulting.com

若需要更多可交易专利，敬请访问：www.mems.me/mems/patent/

能上山会潜水，“比牛还大的鹿”种群数量迅速增长

我国有着丰富的鹿科动物资源，它们种类繁多，形貌各样，生活习性也各不相同。其中有一种颇具个性，在鹿科动物中它的体形最大、身高最高，被形容为“比牛还大的鹿”，它就是驼鹿，主要分布在大兴安岭伊勒呼里山南麓的南瓮河国家级自然保护区。最近，中国林科院的科研团队在南瓮河国家级自然保护区开展了针对驼鹿种群的监测项目。

黑龙江南瓮河监测到驼鹿种群

在本次工作中，科研团队利用无人机搭载热成像传感器对大型食草动物驼鹿进行监测，首次准确掌握了南瓮河国家级自然保护区驼鹿的分布情况。

黑龙江南瓮河国家级自然保护区，是我国纬度最高、面积最大的寒温带森林湿地自然保护区，这里集原始森林、草甸、湖泊、湿地、溪流等多种自然资源为一体，景观纷呈，物种多样。大型食草动物驼鹿，便生活在这片美丽而多变的天地中。

由于驼鹿活动大片区域包括沼泽、湖泊等地，人迹难至。经过多番实地勘察，科研团队根据南瓮河的地理条件量身制定了一个多种高科技手段助力的实践方案。

中国林科院副研究员 凌成星： 利用无人机技术搭载热红外传感器，我们通过无人机在这个区域进行样线飞行，就可以快速地监测到它活动的迹象以及它栖息的范围。同时，我们利用双光的传感器这种技术，对可见光和热红外的成像都进行实时的采集。

热成像技术顾名思义，也就是通过实时采集热量信号而成像。与传统的可见光成像相比，目标物种不需要人眼的可视可见，只需要有身体的热辐射光波，就可以在探测仪中生成相应的热图像信号。幸运的是，科研团队利用无人机搭载的热成像设备，一经试用便采集到了一家三口驼鹿的影像。

搭载热成像设备的无人机，也同时开启着正常的可见光航拍功能。两者相互结合，打破了监测中经常遇到的野生动物善于隐藏、伪装的障碍，让拍摄变得畅通无阻且精准高效。

中国林科院副研究员 凌成星 ： 驼鹿栖息的时候，就在那个雪窝里过夜休息，体温和雪窝从热成像的角度都会到我们无人机采集的数据里面。因为如果是从视频或者照片的角度，夜里根本不太可能直接发现有这么一个大型的野生动物藏在雪地里面。

由于驼鹿习惯觅食的地方多为水域、沼泽、滩涂等地，不但人类难以接近，也缺乏安装红外相机的野外条件。以无人机搭载热成像，配合目标自动识别、种群分布空间分析、基因测定等多项科学技术，科研团队在短时间内便准确获得了驼鹿监测的第一手数据。

中国林科院副研究员 凌成星 ： 目前在南翁河国家级湿地保护区的这个范围内，通过无人机我们已经发现了4到5个种群。另外我们通过传统样线的调查方法以及DNA测定的这种方法，初步得到了在南瓮河地区应该是有几百头这么一个种群密度。

植物种子的“传播者”和“运输工”

驼鹿除了有高大的身形和张扬的鹿角，还有一项在鹿科动物中格外突出的本领——潜水。这使得它们在生态系统中具有了独特的意义。

“树深时见鹿”似乎是遇见鹿的正确方式，而在南瓮河国家级自然保护区，遇见驼鹿的地点，可能不在林中，而是在水里。

作为一种能上山、能下河的大型食草动物，驼鹿与其所在食物链下游的植物之间的关系，远比其他食草动物更为复杂而有趣。一般来说，陆生植物可以依靠鸟类和走兽，实现种子的传播，而南瓮河地区不只是陆生植物，包括部分水生植物都可以依靠驼鹿这一特殊的“信使”，实现种子传播及自身的迁移和扩散。

北京林业大学教授 郭玉民 ： 它吃的过程当中，就把水生植物薅出来了挑起来了，挑起来了之后，一部分就可能顺着水流，一涨水顺着水流到下游去了，让水生植物传播到下游地区，同时它又挂角上了挂在身上了，有一些菱角有一些别的种子，甚至是营养体挂在这个驼鹿的身上，它从这个沼泽出来了跑到山上去了，翻越这个山到了另一条河流去了，等于让水生植物“翻山越岭”地传播开来。

专家介绍，部分水生植物原本需要耗费数百上千年的时间才能扩散企及的领地范围，驼鹿可能仅需要一次脚力就可以轻松完成。作为北方针叶林中的“巨兽”，驼鹿几乎没有天敌。在国家政策的严格保护下，它们自由繁衍生息，在南瓮河自然保护区等地的种群数量增长非常迅速。

北京林业大学教授 郭玉民 ： 雌驼鹿每年可以产1至2个幼崽，每年“六一”前后小驼鹿就出生了，随着时间推移，第二年就跟成年的雌性驼鹿体形差不多了。它的生长速度比较快，同时又没有更多的干扰，我们国家驼鹿的种群数量在迅速地增长。

没有天敌，繁殖迅速，则意味着驼鹿即将面临栖息地饱和的问题。专家认为，南瓮河国家级自然保护区周边仍存在着大片无人居住的荒野，为驼鹿的自然扩散预留出了空间，因此，短期内尚无需担忧。

来源： 央视新闻

相关问答

外设三幻神指的是三款性能卓越的电竞鼠标,分别是罗技G502、雷蛇DeathAdderElite以及赛睿Rival600。这三款鼠标都是专为电竞玩家设计,配有高分辨率传感器、快...

realme为该产品配置了6.43英尺三星AMOLED屏幕,屏幕分辨率为2400×1080,409ppi,部分最大亮度为1000nit,支持120Hz屏幕刷新率和360Hz触碰采样率,与此同时100%...

传感器室外温度传感器发动机冷却水温度传感器蒸发器表面温度传感器室内温度传感器双光照度传感器鼓风机电机、组合离子发生器、ecv(电子控制阀)执行器(...

小米cc9传感器位置:小米光照传感器位置,每个型号不同的手机位置是不一样的。小米10有前后双光传感器,前光传感器在屏幕底部,后光传感器在后盖闪光灯处。...

[最佳回答]故障问题灯亮如何解决当发动机出现永久性故障,就需要到维修站解决。如果长时间放任不管,轻则可能会造成车辆扭矩输出下降、怠速抖动、加速无力、油...

1.光感传感器:EV3光感传感器能够检测光线的强度和颜色。在巡线中,光感传感器用于检测黑线和白色背景之间的颜色差异。2.双光感巡线:双光感巡线是一种使用两...

大灯远近一体是指远光灯和近光灯在一个灯泡上,在灯泡内部有两个灯丝,可以随时切换。大灯远近一体的作用是:1、双光透镜,通过控制遮光板遮住部分远光...

[回答]发动机油耗高,主要是由于发动机的传感器有问题导致的,建议您上修理厂用解码器读取一下数据流,观察一下有没有故障点出现。2、速腾(查成交价|参配|优...

汽车改装灯光要符合以下几点才合法:1、车灯年检亮度规定近光灯不能少于1050流明,远光灯不能少于1450流明;2、车灯灯泡亮度过高的话,也可能导致年检...

汽车还是使用led灯会比较好,以下是卤素灯和led灯的区别:1、原理不同:卤素灯也就是白炽灯的升级版,它的原理是靠灯泡内的钨丝通电发热后发光;led灯也...