近日，國(guó)外權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)Yole Intelligence發(fā)布報(bào)告《Gas and Particle sensors 2024》,，報(bào)告對(duì)氣體和粉塵傳感器全球市場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)研,，分析了氣體和粉塵傳感器的市場(chǎng)現(xiàn)狀、具體的細(xì)分市場(chǎng)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),，報(bào)告顯示氣體和粉塵傳感器市場(chǎng)在2023年至2029年間增長(zhǎng) 8%,，到2029年市場(chǎng)總規(guī)模將達(dá)到約 28 億美元，在消費(fèi),、工業(yè),、汽車和醫(yī)療這4大領(lǐng)域都有所增長(zhǎng)。
圖1 氣體和粉塵傳感器的市場(chǎng)預(yù)測(cè)
報(bào)告中提及的粉塵傳感器是一種用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中粉塵顆粒濃度的裝置,，它通過(guò)使用光學(xué),、電子或化學(xué)傳感技術(shù)來(lái)檢測(cè)并量化懸浮在空氣中的微小顆粒物質(zhì)，如灰塵,、煙霧、細(xì)顆粒物,、粉末或顆粒狀污染物,，然后將測(cè)得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可讀的數(shù)字或圖形形式。受到環(huán)境意識(shí)提高、法規(guī)合規(guī),、技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)需求多元化等多個(gè)因素的共同推動(dòng),，粉塵傳感器將不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也將繼續(xù)擴(kuò)大,。
根據(jù)Yole Intelligence的報(bào)告顯示,，四方光電在2023年全球粉塵傳感器市場(chǎng)份額為17%，市場(chǎng)占比第一,！四方光電是一家從事智能氣體傳感器和高端氣體分析儀器的科創(chuàng)板上市企業(yè),，多年來(lái)不斷深耕技術(shù)，通過(guò)光散射技術(shù)研究,，利用先進(jìn)的自動(dòng)粒子識(shí)別技術(shù)（Auto Particle Identification,，API）和鞘氣保護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)了系列粉塵傳感器，相較于其他測(cè)量方法,，具有精度更高,、穩(wěn)定性更好的優(yōu)勢(shì)。
圖2 粉塵傳感器市場(chǎng)份額
光散射技術(shù)原理
空氣中的粒子對(duì)入射光有散射作用,，散射光的強(qiáng)度與粒徑有關(guān),。將含有顆粒的空氣從采樣口吸入，通過(guò)光敏感區(qū)時(shí),，塵埃粒子受光照射,，散射出與粒子大小成一定比例的光脈沖信號(hào)，該信號(hào)被光敏器件接收并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信號(hào)再被放大,，通過(guò)對(duì)一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)電脈沖的計(jì)數(shù),，便可得知單位采樣空氣中的粒子個(gè)數(shù)（pcs/L），進(jìn)而可通過(guò)算法換算為質(zhì)量濃度,。
圖3 光散射技術(shù)原理
自動(dòng)粒子識(shí)別技術(shù)
粉塵傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛,，包括室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)、室外環(huán)境監(jiān)測(cè),、潔凈室顆粒物檢測(cè)等等,，由于環(huán)境的復(fù)雜多變，不同場(chǎng)景下粉塵粒子分布不同,，需要檢測(cè)的粒徑大小也不同,。為準(zhǔn)確識(shí)別傳感器所處場(chǎng)景、精確檢測(cè)不同大小的顆粒物濃度,，自動(dòng)粒子識(shí)別技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,。自動(dòng)粒子識(shí)別技術(shù)通過(guò)算法消除相互干擾，通過(guò)粒徑分布特征推算粒子密度,，再據(jù)此計(jì)算濃度,，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同場(chǎng)景下不同分布特征粉塵濃度的合理反饋,，以及不同粒徑粒子的多通道輸出，是一種高性價(jià)比的技術(shù)解決方案,。憑借自動(dòng)粒子識(shí)別技術(shù),，四方光電的粉塵傳感器在PM2.5、PM10等不同塵源環(huán)境下,，能夠?qū)崿F(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)儀器近乎一致的測(cè)量結(jié)果,，且具備自動(dòng)溫度補(bǔ)償及良好的耐久性。
鞘氣保護(hù)結(jié)構(gòu)
測(cè)量穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性是粉塵傳感器的重要指標(biāo),，但是,，在惡劣環(huán)境下，傳感器的測(cè)量穩(wěn)定性很容易受到影響,。因?yàn)榭諝庵蓄w粒進(jìn)入光腔后很容易在光敏區(qū)發(fā)生重疊,，故傳感器的檢測(cè)精度產(chǎn)生較大誤差；另外,，高濃度顆粒物環(huán)境下大量顆粒物進(jìn)入腔室并很快沉積,，從而污染內(nèi)部光學(xué)元件，使傳感器的穩(wěn)定性快速下降,，其壽命大大縮短,。這些因素始終影響著傳感器的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。為解決這一問(wèn)題,，四方光電采用了鞘氣保護(hù)結(jié)構(gòu),，相較于現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)引入鞘氣來(lái)保護(hù)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)的光學(xué)腔體,，減少粉塵顆粒物對(duì)光學(xué)腔體的污染,，進(jìn)而減少了維護(hù)的工作量。
基于上述技術(shù)的優(yōu)勢(shì),，四方光電推出的紅外粉塵傳感器,、激光粉塵傳感器、揚(yáng)塵傳感器和粒子計(jì)數(shù)器等系列傳感器產(chǎn)品,，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子,、工業(yè)環(huán)境、車內(nèi)環(huán)境和醫(yī)療環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,，憑借過(guò)硬的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品質(zhì)量得到了市場(chǎng)的認(rèn)可,。
在消費(fèi)電子應(yīng)用領(lǐng)域，四方光電推出了紅外粉塵傳感器PM1000系列,、激光粉塵傳感器PM2000系列和集成空氣品質(zhì)傳感器AM1000系列,，產(chǎn)品可以滿足室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)的需求，廣泛應(yīng)用于空氣凈化器,、室內(nèi)空調(diào)和室內(nèi)新風(fēng)系統(tǒng)上,。紅外粉塵傳感器PM1000系列和激光粉塵傳感器PM2000系列采用光學(xué)散射原理,，可檢測(cè)室內(nèi)空氣中顆粒物濃度數(shù)值的變化趨勢(shì)；具有精度高,、靈敏度好、響應(yīng)速度快和功耗低等優(yōu)點(diǎn),。在此基礎(chǔ)上,，針對(duì)現(xiàn)有市場(chǎng)不斷升級(jí)的需求以及痛點(diǎn)，四方光電將顆粒物濃度檢測(cè)和其他空氣指標(biāo)檢測(cè)結(jié)合,，推出了集成空氣品質(zhì)傳感器AM1000系列,，能夠同時(shí)檢測(cè)顆粒物濃度、室內(nèi)溫濕度,、VOC濃度等多項(xiàng)空氣指標(biāo),，具有性能穩(wěn)定、設(shè)計(jì)緊湊,、功能齊全和接口豐富的優(yōu)勢(shì),，滿足客戶在不改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的情況下進(jìn)行性能升級(jí)的需求。
在工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,，四方光電針對(duì)揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)的市場(chǎng)需求,、深入研究現(xiàn)有傳感器的痛點(diǎn)難點(diǎn)，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景,，以及不同地方標(biāo)準(zhǔn)需求,，推動(dòng)技術(shù)革新升級(jí)，成功研發(fā)了揚(yáng)塵顆粒物傳感器PM3003S及PM3006S,。通過(guò)采用寬溫型大功率線型激光光源,、API粉塵自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、先進(jìn)的流道設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)抗污染,、大流量車規(guī)級(jí)采樣機(jī)構(gòu),、高濕度環(huán)境的水霧去除裝置等，低成本地實(shí)現(xiàn)了對(duì)室外揚(yáng)塵粉塵與β射線吸收法達(dá)到0.9相關(guān)系數(shù)的高精度測(cè)量,。在長(zhǎng)期市場(chǎng)應(yīng)用與檢驗(yàn)過(guò)程中,，幫助大批揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)客戶順利通過(guò)CPA，CCEP認(rèn)證,，成為室外揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)的首選,。另外，四方光電還推出了激光粉塵傳感器PM3003Q,，采用工業(yè)級(jí)激光器,，可靠性高，配以流量穩(wěn)定的氣泵,，實(shí)現(xiàn)顆粒物PM2.5,、PM10,、TSP質(zhì)量濃度的實(shí)時(shí)輸出。
在汽車領(lǐng)域,，四方光電推出了汽車PM2.5傳感器APMS-3302,，是一款采用激光散射原理的車用粉塵傳感器，可精確檢測(cè)并計(jì)算單位體積內(nèi)空氣中不同粒徑的懸浮顆粒物的個(gè)數(shù),，通過(guò)數(shù)學(xué)算法及科學(xué)標(biāo)定輸出顆粒物質(zhì)量濃度,。具有壽命長(zhǎng)、精度高等優(yōu)勢(shì),，可在道路行駛過(guò)程中實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng),。為了滿足市場(chǎng)的更高要求，四方光電推出PM2.5+CO2集成傳感器AIS-3200,，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)PM2.5和CO2的實(shí)時(shí)檢測(cè),，同時(shí)可擴(kuò)展監(jiān)控車內(nèi)溫度。產(chǎn)品在全溫度與壓力范圍內(nèi)均可滿足精度要求,，目前廣泛應(yīng)用于車載檢測(cè)儀,、車內(nèi)空調(diào)和車載凈化器中。
在醫(yī)療環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,，為了滿足醫(yī)療行業(yè)對(duì)潔凈度的需求,，四方光電推出了OPC系列塵埃粒子計(jì)數(shù)器，主要有在線式塵埃粒子計(jì)數(shù)器OPC-6510DS,、OPC-6303DS,、OPC-6510和OPC-6303M和便攜式塵埃粒子計(jì)數(shù)器OPC-6511DS。其中在線粒子計(jì)數(shù)器OPC-6510DS采用光學(xué)散射原理,，可精確檢測(cè)并計(jì)算單位體積內(nèi)空氣中不同粒徑的懸浮顆粒物的個(gè)數(shù),，可同時(shí)輸出 0.3μm、0.5μm,、1.0μm,、5.0μm、10μm 五個(gè)通道的顆粒數(shù),，內(nèi)置超聲波氣體流量傳感器,，進(jìn)行恒流采樣；采用低噪音渦輪風(fēng)機(jī)采樣,，連續(xù)監(jiān)測(cè)穩(wěn)定性好,；采用開(kāi)放性通訊協(xié)議，方便客戶集成,；使用大功率線性激光器,，能進(jìn)行高效粒子識(shí)別。
深耕傳感器領(lǐng)域21年，四方光電憑借長(zhǎng)期的技術(shù)沉淀,、嚴(yán)格的質(zhì)量體系及國(guó)際化視野,，已經(jīng)成為諸多世界500強(qiáng)及國(guó)內(nèi)外細(xì)分領(lǐng)域頭部企業(yè)的配套供應(yīng)商。未來(lái),，四方光電也將繼續(xù)秉承創(chuàng)立初心,，持續(xù)探索先進(jìn)技術(shù)，錘煉產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),，為各行業(yè)客戶提供全面,、完善、優(yōu)質(zhì)的解決方案,。
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