传感器细分领域--PID光离子化产品的全球厂商

发布于 2022-05-19 07:41

国外气体传感器企业经历长期技术积累和市场检验，孕育了一些大体量的传感器公司，逐渐形成产品垄断。

国外主流的气体传感器主要有金属氧化物半导体、催化燃烧、电化学、红外光学、PID等五大系列传感器，我国的气体传感器行业发展相对滞后，关键的核心技术方面与国外也存在一定的差距。

气体传感器领域，有哪些跨国企业呢？

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全球气体传感器企业

气体传感器生产企业主要集中在欧洲、日本和美国。

大多数高端传感器市场长期被国外产品垄断，国外企业在传感器行业长期积累的优势产生了一些大体量的传感器公司。像霍尼韦尔和基恩士这样的传感器企业的市值已经达到了近万亿人民币的级别。

气体传感器相关企业有英国城市技术公司（母公司为Honeywell）、日本Figaro、英国Alphasense等。

Honeywell子公司英国城市技术公司以电化学起家，同时涉足红外和催化类气体传感器，其产品既包括O2、CO2、NO、NO2等较为常见气体传感器，也包括氰化氢，氯气，联氨等工业用气的传感器。

城市技术每年生产超过一百五十万个传感器，产品类别超过200种，生产的传感器能够检测20种不同气体。

Figaro气体传感器产品技术主要有半导体型（MOS）,电化学以及催化燃烧型气体传感器，广泛用于工业，汽车，室内空气检测以及科学测量等领域。除传统技术外，Figaro还推出了结合了MEMS技术的金属氧化物类型的室内空气质量传感器TGS8100。该传感器是目前业界最小面积最低功耗的室内空气传感器，可用于空调，空气净化机以及排气扇等设备。

Alphasense是位于英国的气体传感器公司，主要产品是氧气、有毒气体和易燃气体传感器。该公司的传感器技术涵盖了电化学，催化，光学和半导体四大种类。

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PID传感器的全球厂商

Honeywell (RAE Systems)、Ion Science、Baseline是PID光光离子化传感器与探测器行业的领跑企业。

Honeywell (RAE Systems)

美国华瑞（RAE Systems）公司成立于1991年，总部位于美国加州硅谷，是世界公认的PID技术领导者，以及气体检测产品、无线传感网络、放射性检测产品与呼吸防护产品制造商。其PID技术，可以准确、可靠、线性测量1ppb到10,000ppm浓度范围的挥发性有机化合物和其他气体。RAE Systems已被公认为世界上技术领先的单一气体和复合气体检测仪及放射性检测仪的开发和制造厂家。

华瑞很早便进入中国市场，在石油、天然气、工业和环保等领域取得了非常具有影响力的发展。华瑞的PID技术产品均以气体检测仪形式销售，不单独提供PID传感器。

Ion Science

英国离子科学（Ion science）公司成立于1989年，总部位于英国剑桥的气体探测仪器制造商。在公司几十年的发展过程中，旗下产品主要有：PCT系列虎牌VOC检测仪、LT虎牌基础型VOC检测仪、TVOC在线探测器、单一气体检测仪、FALCO固定式VOC在线监测仪等等。

英国Alphasense公司成立于1996年，总部位于英国埃塞克斯郡的大诺特利。Alphasense设计和制造各种先进的气体检测传感器，用于固定和便携式检测系统。传感器在工业、商业和环境应用中提供针对氧气浓度、有害有毒气体和挥发性有机化合物的检测数据。随着2021年阿美特克AMETEK收购Alphasense，意味着英国离科与Alphasense长期紧密的供应关系告一个段落。

Baseline

美国Baseline公司成立于1969年，前身为Baseline Industries Incorporated（基线工业公司），Baseline是气体传感器开发和制造领域的行业领导者。Baseline于2001年被MOCON收购，生产并销售一整套先进的气体监测仪器。

美国Baseline是一家超过15年的为OEM客户提供PID传感器的公司，其PID技术在便携式和固定式仪器中都有应用。用于检测空气中的多种有机化合物和一些无机气体，并设计为4系的电化学传感器的封装。

2017年被阿美特克AMETEK收购，AMETEK MOCON制造并销售全系列Baseline先进气体监测仪器。

在PID这个细分领域，核心技术、规模化生产及产业化经营，基本上掌握在以上几家跨国公司手里。

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PID传感器发展历程

PID传感器的市场化主要也是围绕着国外这些厂商的发展而进行的。

PID光离子化技术作为一种检测手段，早在1960年代Robinson就已经提出了这种仪器的研制。

但在60年代和70年代期间，与其它检测器相比，PID发展迟缓，被认为是没有实际应用前途的一种分析技术。随后的时间里，美国HNU公司、原加拿大Photovac公司、美国Tracor公司和Thermo Environmental Instruments公司、日本纪本公司、Perkin-Elmer公司和美国橡树岭国家实验室等等企业与机构均在PID相关领域开展了技术研发和产品开发。

1983年PID被美国国家环保局（EPA）、美国职业安全与健康局（OSHA）和美国职业安全与健康研究所（NIOSHA）定为环境大气中有毒物质分析检测方法。

直到1990年代，随着技术的快速进步，美国的华瑞（RAE）、英思科（Indsci）、热电（Thermo）、梅思安（MSA）、HNU等公司、英国离子科学（Ion Science）公司开始陆续推出自己特色的PID系列产品。

1993年，华瑞RAE推出世界上第一台便携式PID检测仪MicroRAE；

2000年左右，离子科学Ion Science推出了一种PID仪器PhoCheck 5000EX，可检测低至ppb水平的挥发性有机化合物；

大约在2004年，美国Baseline开始为OEM客户提供PID传感器。

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今天的PID传感器、

那么，如今已经商品化、产业化的PID光离子化气体传感器是什么样子呢？

-取自Ion Science离子科学公司产品介绍-

PID利用紫外光源（Ultraviolet Lamp，通常选取10.6eV），将被测气体激发电离，这些电离的微粒产生的电流收集到电极片上（Electrode Stack），经过检测器的放大，就能在仪表上显示PPB级的气体浓度。

它对大多数有机和部分无机气体均可检测，可以广泛应用于工业生产过程、石化企业生产安全、化工管道泄漏检测、化工产品储藏运输、以及航天工业等领域。由于光离子化气体传感器对于检测物的浓度变化特别敏感，在安全生产、个人防护、管道及生产泄露溯源、工业污染监控等方面有重要作用。

PID气体传感器用真空玻璃室填充高纯度稀有气体，如氩气、氦气。玻璃腔用紫外透明的氟化镁晶体片密封，氟化镁晶体对紫外线透明。将电极放在玻璃室的外壁上。将电极和电场添加到氟化镁窗口作为待测气室。这是一种完全可电离的VOC UV灯。在操作期间，在玻璃腔外部施加高频电场。PID传感器紫外灯中的稀有气体被施加的电场电离以发射电子和离子。当电子和离子结合时，紫外线向外辐射能量。PID传感器紫外光通过氟化镁窗口到达气室，气室内待测气体被紫外光电离，产生电子和离子，电荷在电场作用下产生电流，并且可以测量。

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PID传感器发展前景

国内工业基础气体传感器主要集中在中低端的催化燃烧式、电化学式、红外式、以及MOS气体传感器阶段，仅有少量高端的激光红外气体传感器及光离子化PID气体传感器在工业制造领域使用。

近年来，国内的气体传感器无论是在技术还是应用领域，都取得了巨大进步，尤其是部分细分领域的技术，国产产品也开始位居世界一流水平。

PID原理检测仪对TVOC检测具有极高灵敏度，检测仪体积小、无需辅助气。

随着科技的发展，它已经成为环境保护、应急监测等方面的强有力工具，非常适用于现场、室内空气监测、应急监测、危险/泄露气体预警等。