MEMS微差压传感器在智能消防领域的应用

据统计数据显示，近十五年来，我国平均每年有30万起火灾发生，每年的死亡人数超过1500人，经济损失更是高达数十亿!消防安全是国民经济与社会发展的重要保障，它不仅关系到群众能否安居乐业，也关乎到全社会的安全利益，同时也是构建和谐社会的重要基础。做好消防安全，是经济建设和群众和谐生存的需要，也是所有人的共同责任。

随着国家和社会对消防安全重视程度愈来愈高，以及科技的不断进步，智能消防物联网系统得到极大的推广和广泛的应用。智能消防物联网系统建设是由感知层、传输层、应用层所组成，其中感知层用来获取消防工作中所需的各项数据，并与物联网体系中部署的终端数据共享共用;传输层借助多种网络传输方式将消防数据上传到云端，实现消防信息的汇总和动态监测;应用层则是借助多种运算模型，智能分析数据，实现重点点位的防控，强化“预判、预告、预警”，推动科技信息化深层次的运用。

MEMS传感器在智能消防物联网体系中起到举足轻重的作用，这些传感器包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、压力传感器等等，其中MEMS压力传感器可以帮助政府主管部门、消防部门和物业管理单位通过安装在建筑消火栓系统和自动喷水灭火系统上组件，远程感知消防隐患，时刻监控楼宇的消防系统运行状况。

一般来说，由MEMS压力传感器和传输装置组成的监控系统安装在高层建筑的正压送风系统中，是一个调节消防前室或者楼梯间余压值的一套系统性装置。可以对消防疏散通道余压的工作状态进行24小时巡检，对处于非常状态的余压给出报警提示。在火灾发生时，余压监控系统可以自动调节机械加压系统的送风量，也可以在消防控制中心对其进行远程控制。

自2018年8月《防烟排烟系统技术标准》的实施以来，目前几乎所有建筑项目图纸都要求必须设计余压监控系统。对采用机械加压送风系统的高层建筑，余压应满足前室、封闭避难层(间)与走道的压差应为25Pa~30Pa;楼梯间与走道之间的压差为40Pa~50Pa，当余压值超过最大允许压力差时应采取泄压措施。而消防余压监控系统使用的微差压传感器测量范围很小(50Pa以内)，并且对工作温度范围要求大(-20℃~100℃)，所以对MEMS压力传感器的精度、灵敏度、信噪比、温差、零点的要求都很高。

对于这种精密度、精确度要求极高的MEMS压力传感器，国内众多消防部门过去只能采用进口产品，譬如First Sensor，SMI，All Sensor等公司品牌的差压传感器，不仅价格高、供货周期长，还存在由于某些国家强行干预造成断货、断供、“卡脖子”的风险。目前，针对国家对智能消防安全的迫切需求，经过1年多的技术攻关，由北京智芯传感科技有限公司自主研发的微差压传感器芯体以及高线性应力的壳体，于2020年中成功量产微差压传感器ZXP8系列产品，成为首个高端差压传感器的国产替代供应商，并解决了封装和批量标定的工程难题，目前已经达到百万级的产能。

智芯传感的ZXP8产品系列是微差压气体压力传感器，其核心是MEMS压力传感器和专用调理芯片，采用当前先进的压力传感器技术和高集成、低功耗、高精度的数字信号处理技术，提供完整的压力校准和温度补偿，获得放大的模拟或数字输出，将压阻式MEMS压力芯体和专用信号调理电路封装在双气嘴结构的管壳内，降低环境对输出的影响。信号调理电路包含一个24-bit的∑-0 ADC，可以输出高精度的数字压力信号，所输出的数据都经过充分的校准和温度补偿，标准的I2C数字输出更容易进行系统集成。ZXP8产品系列微差压气体压力传感器提供表压、差压和绝压三种压力方式，并采用符合业界JEDEC标准的SOIC-16表贴封装，适用于在印刷电路板上贴片安装，可以根据客户需求提供Pin2Pin替换方案。

可以说，智芯传感的ZXP8产品系列微差压气体压力传感器的问世和量产，完全打破了国外进口高端传感器在微差压领域的垄断，其高精度、宽温域、高可靠性等多项指标均可与国外知名品牌媲美，完全可以替代相应的进口高端传感器，并且保证产能和成品率，性价比极高。

智芯传感的微差压气体压力传感器，帮助智能消防物联网系统改变了传统的、落后的、被动的消防安全隐患方式，在消防物联网应用的基础上，构建了高灵敏度的消防基础环境，加快了城市公共安全消防防控体系建设，完成了消防信息的实时、动态、交互、集成采集、传输和处理，从而实现早发现、早预警、早处理，遏制火灾隐患苗头，避免火灾事故发生，推动了安全与和谐智慧城市的建设。

【关于智芯传感】 北京智芯传感科技有限公司成立于2018年9月，是一家致力于MEMS传感器研发、生产及销售的高新技术企业。公司以北京大学MEMS研发团队为技术依托，以京津冀国家技术创新中心成果转化机制为平台，拥有多项自主研发专利，技术力量雄厚，核心研发人员均具有研究生及以上学历，并具有多年MEMS相关领域从业经验。公司具备完整的生产能力，目前已拥有两条自主研发的自动化生产线，年产量超1000万只。2021年4月公司获得ISO9001认证，为产品品质提供进一步保证。

审核编辑：汤梓红