在日常生活中，我们感知外界靠眼睛、耳朵和鼻子，在信息化时代、物联网时代、智能化时代，我们通过传感器连接世界。在工业生产、环境、安全、智能生活中，气体的监测是必不可少的环节，气体传感器在其中扮演了重要的角色。

随着经济的发展、技术的进步，气体传感器的应用更加广泛，逐渐向小型化、集成化、模块化、智能化方向发展。这些年，随着MEMS（微机电系统）技术的进步，以MEMS技术为基础的气体传感器逐步被开发出来，应用到各种场合。

MEMS全称是Micro Electromechanical System，即微机电系统，是指在尺寸几毫米甚至更小的材料上构建一个独立的智能系统，满足一定的使用功能。MEMS涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。

MEMS加速度计、MEMS麦克风、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等在我们日常生活中经常用到。#MEMS气体传感器#是近些年兴起的一项先进技术，用于探测气体浓度的MEMS传感器。

一、MEMS气体传感器的原理

a) 气敏材料: MEMS气体传感器采用特殊的气敏材料，能与目标气体发生特定的化学反应。这种反应会导致材料的电阻、容抗或其他电性质的变化。

b) 微电子机械系统: 传感器芯片上的微机械结构能够引起气敏材料的变形或位移。当目标气体与材料发生反应时，产生的压力或力量将改变微机械结构的状态。

c) 电学测量: MEMS气体传感器通过测量材料电阻、电容等电性质的变化来检测气体浓度。这些电性质的变化与目标气体的浓度呈正相关关系。

二、MEMS气体传感器的优点

MEMS气体传感器体积小、成本低的特点为我们的生活提供了无限的想象，随着技术的日益进步，可以实现各种各样的应用。

三、政策大力支持

在政策方面，国家的支持力度也很大。自2006年以来，国家多部门陆续印发支持、规范MEMS传感器产业的发展政策，内容涵盖MEMS传感器产业的发展技术路线、发展目标和应用推广等方面。

其中，2021年1月份，工信部颁发的《基础电子元器件产业发展行动计划(2021—2023年)》在完善MEMS传感器行业配套、优化发展环境方面起到了极大的推动作用。具体表现为支持产、学、研合作，推动新型MEMS传感器向小型化、低功耗、集成化发展。

另外，“十四五”期间，国内不少省份也提出了MEMS传感器产业的发展目标，山东省更是明确指出到2023年，智能传感器主营业务收入达到300亿元。

政策利好，终端需求激增，市场逐渐扩大，资本也随之注入MEMS产业，相关厂商持续突破创新。MEMS技术有一定的门槛，当前， MEMS气体传感器技术尚处于初级阶段，应用也处于摸索和推广阶段，国内有一些企业在上面投入较大，有些已经实现量产，国外也有几家成熟的企业在中国市场推广。相信随着技术的进步，MEME气体传感器将有更广阔的应用空间，和其它传感器一样走进我们的日常生活。

四、MEMS气体传感器应用

1、民用燃气安全监测

天然气在我国的普及越来越高，燃气泄漏的安全问题一直受到广泛重视，但也时有事故发生。为保证生活、生产、加工、运输、使用环节的安全，国家相关单位制定了相应的监控标准，要求对各个环节的燃气泄漏、防爆等进行检测、监控。如《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013规定了选择可燃气体探测器的场所和要求。《城镇燃气设计规范》GB50028-2006（2020版）规定了居民和商业用气安装燃气浓度检测报警器的要求。各级地方也有相应的法规出台，加强用气单位和个人的燃气气体报警器监控。

目前的可燃气体报警器多采用催化燃烧、红外、激光等技术原理，各有优劣。采用MEMS气体传感器的最大优势是成本低，适合大面积的联网，在局部区域或整个城市形成燃气监测网络，实时了解和监控各终端的燃气泄漏情况，实现预警和采取相应防护措施。智能家居里面，也可根据燃气报警情况实时联动一些防护措施。

2、现代农业气体监测

随着物联网技术的进步，科学种植和养殖成为可能。农作物的生长与生长环境的温度、湿度、气体浓度、土壤水分等有着密切关系。如农作物光合作用与CO2浓度有很大关系，通过控制CO2的浓度，有利于作物的生长发育。通过实时监控种植场所的环境条件，自动控制，提高作物产量，也降低人工成本。

同样，牲畜的成长与养殖环境有很大关系，通过传感器感知养殖环境和牲畜的生长变化，上传至科学养殖平台，养殖人员可以做针对性调整，让牲畜的生长环境保持最佳状态，实现远程监控、自动化控制，从而大大降低人工成本和原料成本。养殖环境主要包括空气质量、温湿度、气压等，那么空气质量的监测可以靠MEMS气体传感器实现。

3、气味识别

人工智能嗅觉是一项前沿科技，通过人工智能嗅觉可以在智能家居、环境检测、健康监测等方面应用。如基于冰箱内不同食物在新鲜和腐败时的特征气味差异，建立相应的模型，通过气体传感器监测数据，判断冰箱内食物的新鲜程度。一旦发现有腐败的蔬菜和水果，可以将报警信息显示在冰箱面板或者推送到业主手机APP。

4、空气质量监测

随着居民生活水平的提高，人们对生活质量的要求越来越高，公共场所和家庭的空气质量状况是大家关注的焦点。如2021年2月，浙江一电影院CO浓度超标致63人送医这条新闻在朋友圈成为焦点。所以，大型商场和超市、高档宾馆、商务楼、停车场、影剧院、体育馆、图书馆、娱乐场等公共场所安装有空气质量监测系统，并联动相应的净化设施或防护措施，将会对该场所的档次有很大提升。住宅也是一样，MEMS气体传感器可以内置于净化器、空调或其它智能家居环境，形成一套完善的智能家居方案，极大地提高住户生活品质和幸福指数。

公共厕所的空气质量同样受到关注，城市智慧公厕通过监测厕所空气质量并上传至监控平台，有利于厕所科学管理，提高监管效率。通过报警器实时报警和语音警示，还可对违规在厕所抽烟行为进行劝阻，起到一定的监管作用。 

5、智能产品气体监测

MEMS气体传感器体积小、功耗低、成本低的特点，使得该传感器在移动终端、可穿戴设备上配置具有可行性。如智能手机、智能手表、运动手环、平板电脑等移动端产品除了配置MEMS加速度计、MEMS麦克风、MEMS陀螺仪等，还可以配置MEMS气体传感器，随时随地的感知周围的环境是否安全、舒适。

当然，汽车、火车、飞机等交通工具作为一个封闭的空间，空气质量的监控也很重要，如果有传感器实时监控空间的空气质量，会让司乘人员更放心、更有满足感。