在應(yīng)用方面，目前最廣泛的是可燃性氣體氣敏元件傳感器，已普及應(yīng)用于氣體泄漏檢測(cè)和監(jiān)控，從工廠企業(yè)到居民家庭，應(yīng)用十分廣泛。僅以用于安全保護(hù)家用燃?xì)庑孤﹫?bào)警器為例，日本早在1980年1月開(kāi)始實(shí)行安裝城市煤氣、液化石油氣報(bào)警器法規(guī)，1986年5月日本通產(chǎn)省又實(shí)施了安全器具普及促進(jìn)基本方針。美國(guó)目前已有6個(gè)州立法，規(guī)定家庭、公寓等都要安裝CO報(bào)警器。報(bào)警器種類(lèi)也相當(dāng)繁多，有用于一般家庭、集體住宅、飲食餐店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠的各種氣體報(bào)警器和系統(tǒng)，有單體分離型報(bào)警器、外部報(bào)警系統(tǒng)、集中監(jiān)視系統(tǒng)、遮斷連動(dòng)系統(tǒng)、防止中毒報(bào)警防護(hù)系統(tǒng)等。結(jié)構(gòu)型式有袖珍型便攜式、手推式、固定式報(bào)警等；工業(yè)用固定式報(bào)警又有壁掛式、臺(tái)放式、單臺(tái)監(jiān)控式、多路巡檢式等。氣體檢測(cè)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了智能化、多功能化。美國(guó)工業(yè)科學(xué)公司(ISC)一臺(tái)攜帶式氣體監(jiān)控儀可實(shí)現(xiàn)4種氣體監(jiān)測(cè)，采用了統(tǒng)一的軟件，只需要換氣體傳感器，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定氣體監(jiān)測(cè)。美國(guó)國(guó)際傳感器技術(shù)(IST)公司應(yīng)用一種“MegaCas"傳感器和微程序控制單元，可檢測(cè)100種以上毒性氣體和可燃性氣體，通過(guò)其“氣體檢索”功能掃描，能很快確定是哪一種氣體。

　　1、 氣體傳感器向低功耗、多功能、集成化方向發(fā)展

　　國(guó)外氣體傳感器發(fā)展很快，一方面是由于人們安全意識(shí)增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境安全性和生活舒適性要求提高；另一方面是由于傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)受到政府安全法規(guī)的推動(dòng)。因此，國(guó)外氣體傳感器技術(shù)得到了較快發(fā)展，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，美國(guó)1996年—2002年氣體傳感器年均增長(zhǎng)率為(27～30)％。

　　目前，氣體傳感器的發(fā)展趨勢(shì)集中表現(xiàn)為：一是提高靈敏度和工作性能，降低功耗和成本，縮小尺寸，簡(jiǎn)化電路，與應(yīng)用整機(jī)相結(jié)合，這也是氣體傳感器一直追求的目標(biāo)。如日本費(fèi)加羅公司推出了檢測(cè)(0.1～10)×10－6硫化氫低功耗氣體傳感器，美國(guó)IST提供了壽命達(dá)10年以上的氣體傳感器，美國(guó)FirstAlert公司推出了生物模擬型(光化反應(yīng)型)低功耗CO氣體傳感器等。二是增強(qiáng)可靠性，實(shí)現(xiàn)元件和應(yīng)用電路集成化，多功能化，發(fā)展MEMS技術(shù)，發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)適用的變送器和智能型傳感器。如美國(guó)GeneralMonitors公司在傳感器中嵌入微處理器，使氣體傳感器具有控制校準(zhǔn)和監(jiān)視故障狀況功能，實(shí)現(xiàn)了智能化；還有前已涉及的美國(guó)IST公司的具有微處理器的“MegaGas”傳感器實(shí)現(xiàn)了智能化、多功能化。

　　2、 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀與差距

　　氣敏元件傳感器作為新型敏感元件傳感器在國(guó)家列為重點(diǎn)支持發(fā)展的情況下，國(guó)內(nèi)已有一定的基礎(chǔ)。其現(xiàn)狀是：

(　　1)燒結(jié)型氣敏元件仍是生產(chǎn)的主流，占總量90％以上；接觸燃繞式氣敏元件已具備了生產(chǎn)基礎(chǔ)和能力；電化學(xué)氣體傳感器有了試制產(chǎn)品；
　　(2)在工藝方面引入了表面摻雜、表面覆膜以及制作表面催化反應(yīng)層和修隔離層等工藝，使燒結(jié)型元件由廣譜性氣敏發(fā)展成選擇性氣敏；在結(jié)構(gòu)方面研制了補(bǔ)償復(fù)合結(jié)構(gòu)、組合差動(dòng)結(jié)構(gòu)以及集成化陣列結(jié)構(gòu)；在氣敏材料方面SnO2和Fe2O3材料已用于批量生產(chǎn)氣敏元件，新研究開(kāi)發(fā)的Al2O3氣敏材料、石英晶體和有機(jī)半導(dǎo)體等也開(kāi)始用于氣敏材料；
　　(3)低功耗氣敏元件(如一氧化碳，甲烷等氣敏元件)已從產(chǎn)品研究進(jìn)入中試；
(　　4)國(guó)內(nèi)氣敏元件傳感器產(chǎn)量已超過(guò)“九五”初期的400萬(wàn)支。產(chǎn)量超過(guò)20萬(wàn)支的主要廠家有5家，黑龍江敏感集團(tuán)、太原電子廠、云南春光器材廠、天津費(fèi)加羅公司(合資)、北京電子管廠(特種電器廠)，其中前四家都超過(guò)100萬(wàn)支，據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1998年全國(guó)氣敏元件總產(chǎn)量已超過(guò)600萬(wàn)支。

　　總的看來(lái)，我國(guó)氣敏元件傳感器及其應(yīng)用技術(shù)有了較快進(jìn)展，但與國(guó)外先進(jìn)水平仍有較大的差距，主要是產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等方面的差距，與日本比較仍要落后10年。

　　3、 市場(chǎng)需求分析

　　氣敏元件、傳感器及其應(yīng)用產(chǎn)品具有十分廣闊的現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)和潛在的市場(chǎng)需求。 以4類(lèi)氣敏元件傳感器為例，作簡(jiǎn)要市場(chǎng)需求分析。

　　(1)可燃性氣體氣敏元件傳感器

　　這是需求量最大的一類(lèi)氣敏元件傳感器，包含各種烷類(lèi)和有機(jī)蒸氣類(lèi)(VOC)氣體，目前大量應(yīng)用于抽油煙機(jī)、泄漏報(bào)警器和空氣清新機(jī)，已形成批量生產(chǎn)規(guī)模，每年約有500萬(wàn)支以上的市場(chǎng)。隨著在油田、礦區(qū)、化工企業(yè)及家庭等生產(chǎn)生活領(lǐng)域廣泛用作氣體泄漏報(bào)警，特別是用于家庭氣體泄漏報(bào)警，如液化石油氣、天燃?xì)饧捌渌�可燃性氣體的檢測(cè)報(bào)警等，預(yù)計(jì)在2001年—2005年將會(huì)有成倍需求。

　　(2)一氧化碳和氫氣氣敏元件傳感器

　　這兩種也是最有需求量的氣敏元件傳感器。一氧化碳?xì)饷粼�件可用于工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保、汽車(chē)、家庭等一氧化碳泄漏和不完全燃燒檢測(cè)報(bào)警；氫氣氣敏元件除工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用外也同一氧化碳?xì)饷粼�件一樣，廣泛用于家庭管道煤氣泄漏報(bào)警。由于我國(guó)管道煤氣中氫氣含量高，而氫敏元件較之一氧化碳元件價(jià)格低，靈敏度高，因此，用氫敏元件做城市管道煤氣泄漏報(bào)警更為適宜。由于管道煤氣泄漏、灶具不合格導(dǎo)致不完全燃燒而造成CO中毒等災(zāi)害事故是十分嚴(yán)重的，每年都給我們留下慘痛的后果，僅哈爾濱市1998年11月2日一次管道煤氣泄漏事故就造成37人中毒，8人死亡。因此，安裝煤氣報(bào)警器已成為政府為保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全而強(qiáng)制推動(dòng)的一項(xiàng)措施。目前我國(guó)已有黑龍江省、山西省、哈爾濱市、青島市等發(fā)布文件。隨著城市燃?xì)饣�的擴(kuò)大、政府立法和人民安全保護(hù)意識(shí)的提高，城市家庭安裝氣體報(bào)警器必將很快推廣普及，一氧化碳、氫氣敏元件傳感器的需求量將會(huì)急劇增加。美國(guó)已有7個(gè)州11個(gè)城市通過(guò)立法要求家庭安裝CO報(bào)警器。據(jù)統(tǒng)計(jì)，按一間臥室安裝一臺(tái)CO報(bào)警器計(jì)算，美國(guó)CO報(bào)警器市場(chǎng)應(yīng)該是9400萬(wàn)臺(tái)，按目前價(jià)格計(jì)算是38億美元，而且每年可新增40萬(wàn)臺(tái)。早在1994年，我國(guó)城市燃?xì)庥脩?hù)就達(dá)到2978萬(wàn)戶(hù)，用氣人口10421��8萬(wàn)人。我國(guó)660個(gè)城市，有液化石油氣的城市513個(gè)，同時(shí)兼有人工煤氣的城市170個(gè)，有天然氣城市55個(gè)，國(guó)家計(jì)劃到2000年城市人口平均氣化率達(dá)到60％～70％。目前大約有1��2億居民、約(3000～4000)萬(wàn)戶(hù)使用燃?xì)猓�按這些燃?xì)庥脩?hù)的40％安裝氣體報(bào)警器計(jì)算，需求量就達(dá)1200萬(wàn)臺(tái)以上。而隨著城市燃?xì)鈶?yīng)用的擴(kuò)大，用氣人口增多，報(bào)警器需求量必將迅速增加。

　　另一個(gè)需要安裝氣體報(bào)警器的是使用燃?xì)鉄崴�器特別是直排式燃?xì)鉄崴�器的�?chǎng)所。由于燃?xì)鉄崴�器使用不�?dāng)或質(zhì)量變壞發(fā)生不完全燃燒，造成CO中毒現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，南京、上海、福洲、北京、衡陽(yáng)等都有過(guò)報(bào)道。僅據(jù)來(lái)自中國(guó)消費(fèi)者協(xié)會(huì)的投訴統(tǒng)計(jì)，1998年全國(guó)就有16萬(wàn)人死于燃?xì)鉄崴�器事故，�?人，殘2人，比1997年上升了200％。為防止災(zāi)害事故，安裝CO報(bào)警器十分重要。目前我國(guó)頒發(fā)燃?xì)鉄崴�器生產(chǎn)許可證企業(yè)153家，燃?xì)鉄崴�器社�?huì)擁有量已在3000萬(wàn)臺(tái)以上，其中50％以上是直排式。為了安全，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局已發(fā)布強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)(GB6932－94)，要求燃?xì)鉄崴�器必須有防止不安全燃燒的保護(hù)裝置。要求上述熱水器5年內(nèi)安裝完CO報(bào)警(控制)器，僅此每年就需要600萬(wàn)臺(tái)。顯然，其需求量是相當(dāng)大的。

　　(3)氧傳感器

　　氧傳感器應(yīng)用很廣泛，在環(huán)保、醫(yī)療、冶金、交通等領(lǐng)域需求量很大。以汽車(chē)用氧傳感器為例，為提高汽車(chē)性能，降低排氣污染，國(guó)外已采用電子燃油噴射系統(tǒng)(EFI)代替化油器，如美國(guó)、德國(guó)和日本，EFI系統(tǒng)的裝車(chē)率已分別達(dá)100％、98％和90％。我國(guó)八五期間將EFI列入國(guó)家科委攻關(guān)計(jì)劃。經(jīng)過(guò)攻關(guān)，現(xiàn)已在切諾基、小紅旗、桑塔納等轎車(chē)上成功安裝了EFI，在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)電子噴射系統(tǒng)中要使用溫度、壓力、氣體、爆震、位置等傳感器(6～8)個(gè)，其中氧氣傳感器是控制發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和尾氣排放的最主要的傳感器。一套閉環(huán)控制系統(tǒng)要用(1～2)氧傳感器。目前我國(guó)尚不能生產(chǎn)汽車(chē)用氧傳感器，主要依靠進(jìn)口。預(yù)計(jì)到2000年后，國(guó)內(nèi)氧傳感器配套將有大的需求，如上海汽車(chē)電子有限公司，EFI系統(tǒng)年產(chǎn)能力為120萬(wàn)套，全部配套傳感器就要240萬(wàn)支。我國(guó)1998年汽車(chē)生產(chǎn)超過(guò)10萬(wàn)輛的有上海大眾、一汽、天汽、東風(fēng)、長(zhǎng)安、柳州五菱等六家企業(yè)。按此估計(jì)，僅用于汽車(chē)的氧傳感器，我國(guó)年需量也要在500萬(wàn)支以上。

　　(4)毒性氣體傳感器
毒性氣體傳感器又稱(chēng)為環(huán)境有毒有害氣體傳感器，主要用于檢測(cè)煙氣、尾氣、廢氣等環(huán)境污染氣體，應(yīng)用最多的是定電位電解式電化學(xué)氣體傳感器。其特點(diǎn)是靈敏度高，選擇性好，低濃度輸出線性好，主要用于對(duì)CO、H2O、NH3、SOX、NOX、Cl2及其他化合物蒸氣，如HClHCN等有毒性氣體的檢測(cè)。目前我國(guó)尚不能生產(chǎn)這類(lèi)氣體傳感器，主要依靠進(jìn)口，隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高，其需求量將迅速增加。

　　4、 發(fā)展建議

　　(1)發(fā)展思路

　　以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化需求和人民生命財(cái)產(chǎn)安全服務(wù)為目標(biāo)，以新型氣敏元件傳感器開(kāi)發(fā)和大量需求的氣敏元件傳感器專(zhuān)業(yè)化大生產(chǎn)為重點(diǎn)，搞好推廣普及和應(yīng)用，發(fā)展和完善氣敏元件傳感器、變送器、報(bào)警器和應(yīng)用裝置系統(tǒng)等氣敏綜合應(yīng)用技術(shù)，組建有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)集團(tuán)，開(kāi)發(fā)有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，推動(dòng)我國(guó)氣敏技術(shù)跨上一個(gè)新臺(tái)階。

　　(2)重點(diǎn)

　　1)市場(chǎng)需求大的可燃?xì)狻�氫氣、天然氣、液化石油氣敏感元件傳感器上�?guī)模、上檔次、上水平。
　　2)解決有市場(chǎng)、又有難度的一氧化碳?xì)饷粼�件低功耗工藝、厚膜工藝制造技術(shù)，形成批量化生產(chǎn)。
　　3)解決毒性氣體H2O、SOX、NOX、HCl等電化學(xué)氣體傳感器先進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高質(zhì)量水平，上檔次，占份額。
　　4)以汽車(chē)氧傳感器為重點(diǎn)，引進(jìn)先進(jìn)工藝，形成批量生產(chǎn)。
　　5)開(kāi)發(fā)有機(jī)蒸氣、CO2、O3等新型氣體傳感器，以適應(yīng)發(fā)展需要。

　　(3)目標(biāo)

　　1)產(chǎn)業(yè)目標(biāo)
　　氣敏元件傳感器十五要作到品種基本齊全，國(guó)外批量生產(chǎn)的品種做到國(guó)內(nèi)均能生產(chǎn)；產(chǎn)量達(dá)到(3500～4000)萬(wàn)支；產(chǎn)值達(dá)到(5～8)億元；市場(chǎng)占率達(dá)到80％,其余20％進(jìn)口。

　　2)科學(xué)技術(shù)目標(biāo)
　　在具備條件的企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)建立技術(shù)中心，配備先進(jìn)開(kāi)發(fā)手段；產(chǎn)品工藝方面，重點(diǎn)解決厚膜、電化學(xué)和集成工藝技術(shù)，發(fā)展MEMS技術(shù)；主要產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到世界同期先進(jìn)水平；開(kāi)發(fā)具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品，如常溫低功耗(電池供電)氣體傳感器，新型環(huán)境氣體傳感器等。

　　5、 2015年發(fā)展設(shè)想

　　到2015年要形成氣敏元件傳感器及其應(yīng)用技術(shù)配套成龍綜合發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，主要品種的氣敏元件、傳感器生產(chǎn)技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)規(guī)模均達(dá)到世界先進(jìn)水平；氣敏技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心具有世界一流的研究開(kāi)發(fā)手段，形成以氣體敏感元件為主體的企業(yè)集團(tuán)(1～2)個(gè)，進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

　　6、 加速發(fā)展敏感元器件、傳感器產(chǎn)業(yè)的政策措施

　　(1)重點(diǎn)規(guī)劃
　　產(chǎn)業(yè)上列為重點(diǎn)工程，設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)，合理布局，形成自上而下齊抓的形勢(shì)。

　　(2)資金支持
　　投資向敏感技術(shù)傾斜，如投資規(guī)模，貼息政策，債權(quán)轉(zhuǎn)股權(quán)，投資本金，設(shè)立發(fā)展基金，扶植產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和消化吸收，加大攻關(guān)資金投入等。

　　(3)政策優(yōu)惠
　　給予政策上優(yōu)惠，如實(shí)行增值稅、所得稅低稅率政策，新產(chǎn)品免稅政策，引進(jìn)的新技術(shù)、儀器、設(shè)備等減免關(guān)稅政策、使用國(guó)產(chǎn)敏感元器件產(chǎn)品的優(yōu)惠政策等。

　　(4)培養(yǎng)人材
　　從大學(xué)招生開(kāi)始，加強(qiáng)元器件專(zhuān)業(yè)人材的培養(yǎng)，重點(diǎn)選拔元器件人員培訓(xùn)，評(píng)成果、評(píng)職稱(chēng)優(yōu)先，定期組織元器件人員出國(guó)考察。

　　(5)政策立法支持
　　從保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全出發(fā)，政策立法強(qiáng)制推行氣體報(bào)警器。

　　(6)發(fā)展集團(tuán)經(jīng)濟(jì)
　　組織聯(lián)合兼并，限制分散性生產(chǎn)，實(shí)行生產(chǎn)許可證，保證有生產(chǎn)能力和條件的企業(yè)的定點(diǎn)生產(chǎn)，扶持優(yōu)勢(shì)企業(yè)，發(fā)展敏感技術(shù)集團(tuán)型經(jīng)濟(jì)。

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