上海雷卯电子：ROBOT之鼻金属氧化物半导体<span style='color:red'>气体传感器</span>静电浪涌防护技术
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上海雷卯电子：ROBOT之鼻金属氧化物半导体气体传感器静电浪涌防护技术

　　一、 解密 “电子鼻”　　1.电子鼻的工作原理　　金属氧化物半导体(MOS)气体传感器构成的 “电子鼻”，核心原理是利用金属氧化物(如 SnO₂、ZnO 等)表面对气体的吸附 - 脱附特性。当目标气体与金属氧化物表面接触时，会发生化学吸附反应，导致材料的电导率发生变化。传感器通过检测这种电导率的变化，经过信号放大、模数转换等处理，最终实现对气体种类和浓度的识别。例如，在检测一氧化碳时，一氧化碳分子与 SnO₂表面的氧离子结合，释放出电子，使 SnO₂的电导率升高，通过电路将这一变化转化为可识别的电信号，从而完成对一氧化碳的检测。　　02.电子鼻的应用领域　　工业安全：在化工、石油等行业，“电子鼻” 可实时监测车间内的易燃易爆气体(如甲烷、丙烷)和有毒气体(如硫化氢、氯气)，一旦浓度超标，立即发出警报并联动设备停机，保障生产安全。　　环境监测：用于大气质量监测站、污水处理厂等场景，检测空气中的挥发性有机物(VOCs)、二氧化硫、氮氧化物等污染物，为环境治理提供数据支持。　　智能家居：集成在空调、空气净化器等设备中，感知室内甲醛、苯等有害气体浓度，自动调节设备运行状态，改善室内空气质量。　　医疗健康：通过检测人体呼出气体中的特殊成分(如丙酮可反映糖尿病状况)，辅助疾病的早期诊断和监测。　　农业：农业种植中在大棚、大田场景，监测作物释放的乙烯、萜类气体，为植保措施提供数据支撑。农产品仓储中，识别粮库霉菌挥发物(如苯甲醛)、坚果仓虫害代谢 VOCs，预警霉变、虫害风险。　　汽车行业：在车内座舱，监测甲醛、TVOC 等挥发物，浓度超标自动启动净化系统。在油路、气路周边，检测汽油蒸气、甲烷泄漏，触发声光报警。　　03.核心结构　　半导体气体传感器通常集成多种关键功能模块，核心结构包括：　　加热单元(heater/hotplate)：为传感器提供高温工作环境，确保金属氧化物敏感材料处于活性状态，维持表面氧化还原反应的持续进行;　　金属氧化物敏感层(MOx material)：作为气体检测的核心，其电阻率随与目标气体的接触发生显著变化，是实现气体浓度转化的关键载体;　　信号处理模块：包含模拟信号采集与数字信号处理单元，可对传感器输出的电阻变化信号进行放大、滤波等处理，并集成湿度补偿功能，减少环境湿度对检测精度的干扰;　　控制与接口组件：配备控制器(controllers)及数字/模拟接口(如 SDA、SCL)，实现对加热单元的温度调控、传感器工作状态的监测以及检测数据的传输。　　在智能制造与物联网深度融合的今天，气体传感器作为设备的 “嗅觉神经”，其稳定运行离不开可靠的防护方案。雷卯电子基于十余年技术积累，为金属氧化物半导体(MOS)气体传感器量身定制全链路防护方案，从信号到电源构建立体屏障，确保 “电子鼻” 在复杂电磁环境中精准感知。　　二、金属氧化物半导体气体传感器的防护方案　　1.BOSCH的气体传感器BME688开发套件：　　　　3.3V防护：雷卯采用SD03C(SOD-323封装)/　　ESDA33CP30(DFN1006封装)，IEC61000-4-2，等级4，接触放电30KV，空气放电30KV，箝位电压≤13V，低于 MOS 栅极耐压阈值(<30V)，避免静电击穿。　　IO信号保护：雷卯采用ESDA33CP30(DFN1006)针对传感器信号静电防护，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30KV，空气放电30KV。　　SD卡静电防护方案: 雷卯采用集成器件SR33-04A/USRV05-4保护，结电容小于1PF，可以保证信号完整性的同时，通过静电测试。满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电8kV，空气放电15kv.　　2.通信与电源防护：多维度筑牢安全防线　　通信接口：UART 接口采用 ESDA33CP30(3.3V)，结电容≤3pF 兼容 115200bps 速率;CAN 总线选用 SMC24，±30kV 空气放电防护满足工业级需求。　　电源系统：12V电源入口增加TVS器件，抵御静电浪涌，满足 IEC 61000-4-5 浪涌测试(1.2/50μs)。　　上海雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
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发布时间：2025-08-01 10:39 阅读量：376 继续阅读>>
激光<span style='color:red'>气体传感器</span>的工作原理及优势
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激光气体传感器的工作原理及优势

　　什么是激光?　　激光是原子受激辐射的光：原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被引诱(激发)出来的光子束(激光)，其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源单色性、方向性好。　　激光检测气体的原理是什么?　　根据朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律，在此基础上，被测组分可以吸收一定波长的光，并且其吸收强度与成分浓度成比例，并用测量气体对激光的衰减来测定。该技术的核心技术是利用半导体激光器的波长调谐和被测气体的选择性吸收来测量气体的浓度。　　该方法具有灵敏度高、实时、动态、多组分同时测定等特点。　　它的工作原理是由可调半导体激光器通过驱动电流的调制，发出一种特殊的激光波长，通过周期性地注入，激光的波长会发生周期性的改变，从而将激光的中心波长调整到被测量的气体吸收谱线上，并进行选择性的吸收，然后根据吸收后的光谱强度信号，将被测量的气体的浓度进行反演。　　由于半导体激光具有较高的单色特性，因此可以通过一条被测气体的单个吸收谱线来测量，从而避免了不同分子间的相互干扰，使被测气体能够被正确识别。　　激光气体传感器的优点　　1. 与电化学或者热催化传感器比较，激光式传感器的优势是什么?　　电化学/热催化传感器通常是敏感元件直接和气体接触。通过化学反应产生热或电来进行检测，是一种消耗型传感器件。所以电化学/热催化传感器的使用寿命会随着检测气体频率和浓度的增加而变短，由于基于化学反应，电化学/热催化传感器对同类型的气体都反应，没有唯一选择性，经常会引发误报警。由于化学反应对湿度、温度、压力以及环境气体很敏感，电化学/热催化传感器经常会因多种原因引起零点漂移的问题，使得校正周期极短。而频繁的校正使得低价购入的传感器的使用成本大大的增加。　　激光式传感器是一种无需与气体直接接触的光学探测器，因此不会发生中毒或老化现象。同时，在常压条件下激光式传感器不受压力和湿度变化的影响，免调校。　　2. 与固态传感器比较，激光式传感器的优势是什么?　　无交叉灵敏度，不受环境参数影响：固态传感器对湿度敏感，通常对有毒气体选择性差。而且，氧气含量的变化会导致不可靠的读数。在高气体浓度环境下会导致零气体读数和灵敏度不可逆的变化。　　反之，激光式传感器不与被测气体直接接触，其他气体的交叉灵敏度，湿度和含氧量对激光式传感器的影响几乎是零。　　低功耗：固态传感器的操作需要在持续的高温下进行，这导致了巨大的功耗，且不适合作为便携式设备使用。而激光式传感器则具有功耗低的优点。　　3.与红外传感器比较，激光式传感器的优势是什么?　　两者物理原理相同，都是采用光和分子相互作用原理。　　但是激光传感器采用的是近红外激光技术，而红外传感器采用的是中红外光源加滤波器技术，然而水分子在中红外区有很强的吸收特性，因此红外传感器抗湿能力差;　　再是红外传感器光源信号弱，通常需要标准气室和检测气室做差分才能取出有效信号，因而气室结构复杂，抗震动能力很弱，激光传感器对水蒸气毫无感应，抗震能力优秀。　　相比红外传感器，激光传感器响应速度快，抗湿、抗震动能力强，工作稳定可靠。
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发布时间：2023-08-09 13:06 阅读量：2893 继续阅读>>
<span style='color:red'>气体传感器</span>市场2022年挑战10美元
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气体传感器市场2022年挑战10美元

汽车、家庭和建筑物的空气质量监测正在推动气体和颗粒传感器市场的发展。 产业研究机构Yole Développement(Yole)最新研究报告分析感测技术的发展，并确定其在不同的气体和颗粒监测市场中的影响。 室外空气污染是21世纪的主要挑战之一，2014年全球约有400万人死于此，2016年的另一项估计是，世界上90%以上的人口居住在空气污染物水平高于世卫组织规定限值的地区。因此，有一个解决这个问题的全球驱动力，特别是透过开发和安装气体和颗粒传感器。 长期以来，气体和颗粒传感器市场一直局限于工业应用，以确保空气质量控制和工人的安全。 然后，HVAC已经稳定地采用气体感测。 这里的主要驱动因素是透过控制空调来节省能源。 如今，全球空气质量的恶化正在影响许多不同的地方，家庭、办公室、酒店、汽车和城市地区。嵌入气体和颗粒传感器的空气清净机系统市场预计将从2017年的160亿美元扩大到2023年的330亿美元，年复合成长率高达12.5%。 整体而言，气体与颗粒传感器2018年市场规模约8亿美元，2020年约9亿美元，2022年将挑战10亿美元大关，应用领域包括国防与工业、车辆动力管理、环境等领域。
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发布时间：2018-12-10 00:00 阅读量：2412 继续阅读>>

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