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四方光電電化學(xué)甲醛傳感器的技術(shù)創(chuàng)新與突破

家居環(huán)境是人們大部分時(shí)間生活的場(chǎng)所，良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量是保障人們身體健康的前提,。然而，隨著人們生活水平的提高，大量的板材和漆料大量應(yīng)用在室內(nèi)裝修上,，這些材料會(huì)持續(xù)緩慢的揮發(fā)甲醛氣體,，釋放周期長(zhǎng),，最高可達(dá)15年。甲醛（HCHO）是一種無色,有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體,，有較高毒性,，甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源,，具有強(qiáng)烈的致癌作用,。
甲醛凈化市場(chǎng)存在的矛盾
《GBT 18883-2002 室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，室內(nèi)甲醛氣體的濃度應(yīng)控制在0.1mg/m3以下,。甲醛氣體雖然有強(qiáng)烈的刺激性氣味,，但低濃度的甲醛氣體并不能夠被人體準(zhǔn)確的感知到，容易長(zhǎng)期潛伏在人們周圍,，危害健康,。
1、如何判斷自己工作,、生活的環(huán)境是否處于安全水平呢,？
2、消費(fèi)者在購買甲醛凈化器時(shí)，面對(duì)令人眼花繚亂的甲醛凈化器,，應(yīng)該如何選擇呢,？
3、購買甲醛凈化器或請(qǐng)除甲醛公司上門除醛后,，如何能夠清楚的知道除甲醛的效果呢,，除甲醛后的室內(nèi)甲醛濃度是否在安全范圍內(nèi)呢?
專業(yè)的甲醛檢測(cè)儀器，價(jià)格高昂,，且操作復(fù)雜,，對(duì)普通消費(fèi)來講，并不適用,。適合普通消費(fèi)者的是,，能夠便捷、快速檢測(cè)甲醛氣體濃度并將之呈現(xiàn)給消費(fèi)者的測(cè)甲醛產(chǎn)品,。
甲醛凈化與甲醛濃度檢測(cè)的市場(chǎng)現(xiàn)狀
甲醛凈化器：甲醛凈化器作為室內(nèi)除甲醛最有效的手段之一,，在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，發(fā)展迅速,，基于不同除甲醛原理的甲醛凈化器層出不窮,，包括活性炭吸附原理、高錳酸鉀催化原理,、光催化原理,、二氧化氯反應(yīng)原理等等。甲醛凈化器上甲醛濃度實(shí)時(shí)顯示會(huì)增加消費(fèi)者的體驗(yàn)感與信任度,，所以消費(fèi)者在購買甲醛凈化器時(shí),，更愿意選擇有甲醛濃度顯示的甲醛凈化器。
甲醛檢測(cè)儀：從電商平臺(tái)的調(diào)研能夠發(fā)現(xiàn),，便攜式的甲醛檢測(cè)儀種類繁多,，整體來講價(jià)格低的銷售會(huì)更為客觀一些，甚至有一些高銷量的甲醛檢測(cè)儀其核心是半導(dǎo)體傳感器,。大多消費(fèi)者對(duì)甲醛檢測(cè)了解并不深入,，在做選擇時(shí)，很容易受到宣傳手段的誤導(dǎo),。從用戶評(píng)價(jià)中可以看到,，很多用戶在購買甲醛檢測(cè)后，在實(shí)際使用中并不能反映真實(shí)的甲醛濃度,，成為擺設(shè),。

甲醛凈化器與甲醛檢測(cè)儀中甲醛濃度檢測(cè)的核心都是甲醛傳感器，目前,，由于電化學(xué)檢測(cè)原理的高精度,、高靈敏度及使用便捷性占據(jù)市場(chǎng)主流,，但是由于室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，電化學(xué)甲醛傳感器在室內(nèi)應(yīng)用依然存在一些挑戰(zhàn),。

電化學(xué)甲醛傳感器原理圖


圖1：電化學(xué)甲醛傳感器原理圖
電化學(xué)甲醛傳感器的技術(shù)難點(diǎn)
1,、交叉氣體的干擾。由于乙醇?xì)怏w也能夠與電化學(xué)甲醛傳感器中的電解液發(fā)生反應(yīng),，因此電化學(xué)甲醛傳感器在家居環(huán)境中使用時(shí),，會(huì)受到烹飪、飲酒等動(dòng)作中散發(fā)出的乙醇?xì)怏w的影響,，出現(xiàn)測(cè)量值異常高的情況,。
2、高濃度酒精環(huán)境下“中毒”,。當(dāng)外界有高濃度酒精持續(xù)接觸電化學(xué)甲醛傳感器時(shí),，高濃度酒精會(huì)充滿傳感器內(nèi)部的反應(yīng)腔，造成電解液中的電解質(zhì)失去平衡,，出現(xiàn)“中毒”現(xiàn)象,，這往往這要幾個(gè)小時(shí)甚至幾天恢復(fù)。
3,、存儲(chǔ)及工作溫度限制,。由于電化學(xué)甲醛傳感器中的電解質(zhì)以電解液作為載體，當(dāng)溫度過高時(shí),，會(huì)造成電解液迅速流失,，影響到傳感器的使用壽命,。當(dāng)溫度過低時(shí),，電解質(zhì)會(huì)凝固，傳感器無法工作,。
4,、使用壽命。電化學(xué)甲醛傳感器依靠電解質(zhì)與甲醛氣體反應(yīng)產(chǎn)生的電子移動(dòng)來識(shí)別甲醛氣體濃度,，在反應(yīng)過程中,，電解質(zhì)不斷被消耗，而電解質(zhì)時(shí)有限的,，當(dāng)電解質(zhì)消耗殆盡時(shí),，傳感器壽命截止。
四方光電：尋根問底,，打破電化學(xué)甲醛傳感器技術(shù)壁壘
四方光電基于多年電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)的研究,，堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，膜片自主研發(fā)生產(chǎn),，從根源上尋找電化學(xué)甲醛傳感器的技術(shù)突破點(diǎn),，經(jīng)過不斷的產(chǎn)品升級(jí),，推出抗干擾電化學(xué)甲醛傳感器CB-HCHO-V4，目前已批量上市,。

1,、納米材料膜片，抗酒精干擾,。
四方光電電化學(xué)甲醛傳感器CB-HCHO-V3采用納米材料膜片,，并創(chuàng)造性的使用雙磨結(jié)構(gòu)，酒精氣體的干擾＜1%,，可同時(shí)輸出HCHO,TVOC,VOC,溫度,，濕度參數(shù)。

甲醛氣體背景濃度下開機(jī)后,，酒精介入測(cè)試曲線圖


圖3：甲醛氣體背景濃度下開機(jī)后，酒精介入測(cè)試曲線圖
2,、測(cè)量準(zhǔn)確,，精度高，穩(wěn)定性好,。
四方光電電化學(xué)甲醛傳感器采用芬蘭的GASERA ONE FORMALDEHYDE甲醛分析儀作為標(biāo)準(zhǔn)儀器,，它是基于結(jié)合超靈敏懸臂增強(qiáng)型光聲檢測(cè)技術(shù)和運(yùn)行在甲醛的中紅外基本光譜吸收線的量子級(jí)聯(lián)激光源技術(shù)。光聲效應(yīng)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度不依賴于吸收路徑長(zhǎng)度,。這允許從一個(gè)短的吸收路徑長(zhǎng)度的高靈敏度,，和在一個(gè)廣泛的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍內(nèi)的高度線性響應(yīng)，可以實(shí)時(shí)可靠地測(cè)量環(huán)境背景的甲醛水平,，并且不需要任何消耗品,。同時(shí)其檢測(cè)甲醛的穩(wěn)定性非常高，校準(zhǔn)周期超過一年,。

3,、較高的酒精耐受性，“中毒“風(fēng)險(xiǎn)極低,。
四方光電自主研發(fā)生產(chǎn)的膜片,，擁有良好的酒精耐受性，在實(shí)際使用的環(huán)境,，不易出現(xiàn)“中毒”情況,。



4、獨(dú)立溫濕度傳感器修正技術(shù),，不受溫濕度影響,。
四方光電電化學(xué)甲醛傳感器采用獨(dú)立的溫濕度傳感器，搭載動(dòng)態(tài)溫濕度修正技術(shù),，甲醛測(cè)量值不受溫濕度影響,。

5,、使用壽命長(zhǎng)，理論壽命可達(dá)6年,。
四方光電電化學(xué)甲醛傳感器采用多孔陶瓷反應(yīng)腔,，配合獨(dú)特的電解質(zhì)緩慢釋放結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)傳感器的使用壽命,。在實(shí)際壽命加速測(cè)試中,，理論壽命大約6年。

四方光電在電化學(xué)甲醛傳感器CB-HCHO-V4的基礎(chǔ)上,，集成開發(fā)了便攜式mini甲醛檢測(cè)儀,，其體積小巧，實(shí)現(xiàn)真正意義上的便攜,，LED屏幕數(shù)值顯示,，高濃度下蜂鳴報(bào)警；能夠幫助消費(fèi)者快速判斷工作生活的環(huán)境甲醛濃度是否處于安全水平,，能夠判斷甲醛凈化器或者其他除甲醛手段的除醛效果,，能夠在選擇家具或其他裝飾材料時(shí)，幫助消費(fèi)者選擇到甲醛釋放最少的產(chǎn)品,，是消費(fèi)者“口袋里的甲醛偵察先鋒”,。除此外還開發(fā)了空氣質(zhì)量檢測(cè)儀AM7000，集成了PM2.5傳感器,、CO2傳感器及溫濕度傳感器等,，可通過wifi或者藍(lán)牙進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣質(zhì)量的綜合監(jiān)測(cè),。

四方光電企業(yè)介紹
四方光電于2003年在“中國(guó)武漢-光谷”成立,，是一家專業(yè)從事氣體傳感器、氣體分析儀器研發(fā),、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè),。四方光電公司董事長(zhǎng),、創(chuàng)始人熊友輝為華中科技大學(xué)熱能工程專業(yè)博士,，教授級(jí)高級(jí)工程師，國(guó)務(wù)院特殊津貼專家,。
公司開發(fā)了基于非分光紅外(NDIR),、光散射探測(cè)(LSD)、超聲波(Ultrasonic),、紫外差分吸收光譜(UV-DOAS),、熱導(dǎo)(TCD)、激光拉曼(LRD)等原理的氣體傳感技術(shù)平臺(tái),，形成了氣體傳感器,、氣體分析儀器兩大類產(chǎn)業(yè)生態(tài),、幾十款不同產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外的家電,、汽車,、醫(yī)療、環(huán)保,、工業(yè),、能源計(jì)量等領(lǐng)域。
四方光電是湖北省首批知識(shí)產(chǎn)權(quán)示范建設(shè)企業(yè),，建設(shè)有湖北省氣體分析儀器儀表工程技術(shù)研究中心,、湖北省企業(yè)技術(shù)中心，承擔(dān)了國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng),、工信部物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)等國(guó)家科技開發(fā)項(xiàng)目,。截至2020年8月底，公司及子公司擁有101項(xiàng)境內(nèi)外注冊(cè)專利,，其中國(guó)內(nèi)99項(xiàng),，國(guó)外2項(xiàng)。發(fā)明專利共有33項(xiàng)（境內(nèi)31項(xiàng),，境外2項(xiàng)）,。公司及子公司湖北銳意入選工信部2019年工業(yè)強(qiáng)基傳感器“一條龍”應(yīng)用計(jì)劃示范企業(yè)。憑借長(zhǎng)期的技術(shù)積淀,、良好的產(chǎn)品性能及國(guó)際化視野,，公司已取得多家國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)的認(rèn)可，產(chǎn)品銷往全國(guó)并出口到多個(gè)國(guó)家和地區(qū),。