智能气体传感器的技术组成概述及其设计和工艺等技术的介绍

　　智能气体传感器目前尚无确切定义，通常是指具有智能功能的气体传感器。目前，智能气体传感器主要功能体现在：自校准、补偿环境变化对监测结果的影响、通信功能和对多个物理化学变量的同时监测。

　　智能气体传感器是应用 MEMS技术、厚膜气敏元件制造技术、厚膜混合集成电路技术、计算机神经网络模式识别技术和单片机应用等高新技术而完成的多功能气体传感器。与传统气体传感器相比，通过集成控制器 /处理器，使传感器具备逻辑功能、双向通信功能或者决策功能。

　　智能气体传感器按实现途径划分，最主要的类型是在检测系统中安装多个气体传感器，再配置相应处理电路来实现智能化；按传感系统与外界信息交互作用方式，可分为无线传感网络式和有线传感网络式。

　　国内在智能气体传感器研究方面起步较晚，技术滞后。中国科学院合肥智能机械研究所应用厚膜气敏元件制造技术、厚膜混合集成电路技术、计算机神经网络模式识别技术和单片机应用等高新技术对智能气体传感器进行了研究。汉威电子在 NDIR红外气体传感器和电化学气体传感器方面有研究，并推出了智能红外甲烷气体传感器，用于可靠性、精度要求较高的石油、化工、冶金、电力等高端行业客户，也在煤矿瓦斯监测、暖通空调 CO2监测、环境监控分析等气体检测场所推广应用。

　　国外，纽约州立大学 Darold Wobschall研究了基于 IEEE1451协议族的多传感单元智能气体传感器。巴特纳大学的 Hakim Baha等人报道了基于神经网络的智能气体传感技术。图 1是全球气体传感器产品种类比例示意图。

　　智能气体传感器的实现方式

　　将气体传感器阵列与计算机技术相结合，组成智能气体探测系统，系统由气敏阵列、信号处理系统和输出系统组成。采用多个具有不同敏感特性的气敏元件组成阵列，利用神经网络模式识别技术对混合气体进行气体识别和浓度监测。系统能够做到迅速准确识别气体性质，判断气体种类、感知气体信息，并传输信息至处理系统，判别危害程度，形成处置方案，传输至执行系统执行。同时，将常见有毒、有害、易燃气体的种类、性质、毒性输入计算机，并根据气体的性质编制事故处置预案输入计算机。当泄漏事故发生后，智能气体探测系统将按下面程序工作：进入现场→吸附气体样品→气敏元件产生信号→计算机识别信号→计算机输出气体种类、性质、毒性及处置方案。