การประยุกต์ใช้งานหลากหลายสาขา ตั้งแต่ความปลอดภัยในอุตสาหกรรมไปจนถึงการจัดการด้านสุขภาพ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีต่างๆ เช่น อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และปัญญาประดิษฐ์ (AI) เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ตรวจจับที่สำคัญที่รู้จักกันในชื่อ “ประสาทสัมผัสทั้งห้าทางไฟฟ้า” กำลังได้รับโอกาสในการพัฒนาอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน จากการตรวจสอบก๊าซพิษและก๊าซอันตรายในอุตสาหกรรมในระยะเริ่มต้น ไปสู่การประยุกต์ใช้ในวงกว้างในด้านการวินิจฉัยทางการแพทย์ บ้านอัจฉริยะ การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ ในปัจจุบัน เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซกำลังเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งจากฟังก์ชันเดียวไปสู่ความอัจฉริยะ การย่อส่วน และความหลากหลายมิติ บทความนี้จะวิเคราะห์คุณลักษณะทางเทคนิค ความก้าวหน้าล่าสุดในการวิจัย และสถานะการใช้งานทั่วโลกของเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซอย่างครอบคลุม โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับแนวโน้มการพัฒนาในด้านการตรวจสอบก๊าซในประเทศต่างๆ เช่น จีนและสหรัฐอเมริกา

ลักษณะทางเทคนิคและแนวโน้มการพัฒนาของเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ

เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซเป็นอุปกรณ์แปลงค่าสัดส่วนปริมาตรของก๊าซชนิดใดชนิดหนึ่งไปเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน จึงกลายเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้และสำคัญอย่างยิ่งในเทคโนโลยีการตรวจวัดสมัยใหม่ อุปกรณ์ประเภทนี้จะประมวลผลตัวอย่างก๊าซผ่านหัวตรวจจับ ซึ่งโดยทั่วไปจะรวมถึงขั้นตอนต่างๆ เช่น การกรองสิ่งเจือปนและก๊าซรบกวน การทำให้แห้งหรือการแช่เย็น และสุดท้ายคือการแปลงข้อมูลความเข้มข้นของก๊าซให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ ปัจจุบันมีเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซหลายประเภทในท้องตลาด ได้แก่ ประเภทเซมิคอนดักเตอร์ ประเภทอิเล็กโทรเคมี ประเภทการเผาไหม้แบบเร่งปฏิกิริยา เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซอินฟราเรด และเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซแบบโฟโตไอออนไนเซชัน (PID) เป็นต้น แต่ละประเภทมีลักษณะเฉพาะของตนเองและมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านพลเรือน อุตสาหกรรม และการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม

ความเสถียรและความไวเป็นตัวชี้วัดหลักสองประการในการประเมินประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ ความเสถียรหมายถึงความคงที่ของการตอบสนองพื้นฐานของเซ็นเซอร์ตลอดระยะเวลาการทำงานทั้งหมด ซึ่งขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงค่าศูนย์และการเปลี่ยนแปลงค่าในช่วงเวลา ในอุดมคติแล้ว สำหรับเซ็นเซอร์คุณภาพสูงภายใต้สภาวะการทำงานต่อเนื่อง การเปลี่ยนแปลงค่าศูนย์ต่อปีควรน้อยกว่า 10% ความไวหมายถึงอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงในเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ต่อการเปลี่ยนแปลงในอินพุตที่วัดได้ ความไวของเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ แตกต่างกันอย่างมาก โดยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับหลักการทางเทคนิคและการเลือกใช้วัสดุ นอกจากนี้ ความสามารถในการเลือกตรวจจับ (เช่น ความไวต่อก๊าซอื่น) และความต้านทานการกัดกร่อนก็เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการประเมินประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซเช่นกัน ความสามารถในการเลือกตรวจจับจะกำหนดความสามารถในการจำแนกของเซ็นเซอร์ในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซผสม ในขณะที่ความต้านทานการกัดกร่อนเกี่ยวข้องกับความทนทานของเซ็นเซอร์ต่อก๊าซเป้าหมายที่มีความเข้มข้นสูง

การพัฒนาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซในปัจจุบันแสดงให้เห็นแนวโน้มที่ชัดเจนหลายประการ ประการแรก การวิจัยและพัฒนาวัสดุใหม่และกระบวนการใหม่ ๆ ยังคงดำเนินต่อไปอย่างลึกซึ้ง วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ออกไซด์โลหะแบบดั้งเดิม เช่น ZnO, SiO₂, Fe₂O₃ เป็นต้น ได้พัฒนาจนถึงระดับที่เสถียรแล้ว นักวิจัยกำลังทำการเติมสารเจือปน ปรับเปลี่ยน และดัดแปลงพื้นผิวของวัสดุไวต่อก๊าซที่มีอยู่แล้วผ่านวิธีการดัดแปลงทางเคมี พร้อมทั้งปรับปรุงกระบวนการขึ้นรูปฟิล์มไปพร้อมกัน เพื่อเพิ่มความเสถียรและความสามารถในการเลือกตรวจจับของเซ็นเซอร์ ในขณะเดียวกัน การพัฒนาวัสดุใหม่ ๆ เช่น วัสดุไวต่อก๊าซเซมิคอนดักเตอร์แบบผสมและไฮบริด และวัสดุไวต่อก๊าซพอลิเมอร์ ก็กำลังได้รับการพัฒนาอย่างแข็งขัน วัสดุเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความไว ความสามารถในการเลือกตรวจจับ และความเสถียรที่สูงกว่าต่อก๊าซชนิดต่าง ๆ

ความฉลาดของเซ็นเซอร์เป็นอีกทิศทางการพัฒนาที่สำคัญ ด้วยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวัสดุใหม่ๆ เช่น นาโนเทคโนโลยีและเทคโนโลยีฟิล์มบางอย่างประสบความสำเร็จ เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซจึงมีความบูรณาการและชาญฉลาดมากขึ้น โดยการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีบูรณาการแบบสหสาขาอย่างเต็มที่ เช่น เทคโนโลยีไมโครกลไกและไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณ เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ และเทคโนโลยีการวินิจฉัยความผิดพลาด นักวิจัยกำลังพัฒนาเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซอัจฉริยะแบบดิจิทัลอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่สามารถตรวจสอบก๊าซหลายชนิดพร้อมกันได้ เซ็นเซอร์แบบหลายตัวแปรชนิดความต้านทานทางเคมี-ศักยภาพที่พัฒนาขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้โดยกลุ่มวิจัยของรองศาสตราจารย์ Yi Jianxin จากห้องปฏิบัติการหลักแห่งรัฐด้านวิทยาศาสตร์การดับเพลิง มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน เป็นตัวอย่างทั่วไปของแนวโน้มนี้ เซ็นเซอร์นี้สามารถตรวจจับแบบสามมิติและระบุลักษณะของก๊าซและไฟหลายชนิดได้อย่างแม่นยำด้วยอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียว 59

การจัดเรียงอาร์เรย์และการปรับปรุงอัลกอริทึมกำลังได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากปัญหาการตอบสนองต่อก๊าซหลายชนิดพร้อมกันของเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซตัวเดียว ทำให้เกิดการรบกวนได้ง่าย การใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซหลายตัวมาจัดเรียงเป็นอาร์เรย์จึงกลายเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงความสามารถในการจำแนก โดยการเพิ่มขนาดของก๊าซที่ตรวจจับได้ อาร์เรย์เซ็นเซอร์สามารถรับสัญญาณได้มากขึ้น ซึ่งเอื้อต่อการประเมินพารามิเตอร์ต่างๆ และปรับปรุงความสามารถในการตัดสินและการจำแนก อย่างไรก็ตาม เมื่อจำนวนเซ็นเซอร์ในอาร์เรย์เพิ่มขึ้น ความซับซ้อนของการประมวลผลข้อมูลก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้น การปรับปรุงประสิทธิภาพของอาร์เรย์เซ็นเซอร์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของอาร์เรย์ วิธีการต่างๆ เช่น สัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์และการวิเคราะห์กลุ่ม ได้รับการนำมาใช้อย่างกว้างขวาง ในขณะที่อัลกอริทึมการจำแนกก๊าซ เช่น การวิเคราะห์ส่วนประกอบหลัก (PCA) และโครงข่ายประสาทเทียม (ANN) ได้ช่วยเพิ่มความสามารถในการจำแนกรูปแบบของเซ็นเซอร์อย่างมาก

ตาราง: การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซประเภทหลัก

ประเภทของเซ็นเซอร์ หลักการทำงาน ข้อดีและข้อเสีย อายุการใช้งานโดยทั่วไป

การดูดซับก๊าซแบบเซมิคอนดักเตอร์มีต้นทุนต่ำในการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์ ตอบสนองเร็ว เลือกดูดซับได้ไม่ดี และได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิและความชื้นในช่วง 2-3 ปี

ก๊าซไฟฟ้าเคมีเกิดปฏิกิริยา REDOX เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า ซึ่งมีความเลือกสรรที่ดีและมีความไวสูง อย่างไรก็ตาม สารละลายอิเล็กโทรไลต์มีข้อจำกัดด้านการสึกหรอและมีอายุการใช้งาน 1-2 ปี (สำหรับสารละลายอิเล็กโทรไลต์เหลว)

การเผาไหม้ก๊าซไวไฟแบบเร่งปฏิกิริยาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ อุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการตรวจจับก๊าซไวไฟ และใช้ได้กับก๊าซไวไฟเท่านั้นเป็นเวลาประมาณสามปี

ก๊าซอินฟราเรดมีความแม่นยำสูงในการดูดซับแสงอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ ไม่ก่อให้เกิดพิษ แต่มีราคาสูงและมีปริมาณมากพอสมควร โดยต้องเก็บรักษาไว้เป็นเวลา 5-10 ปี

การแตกตัวเป็นไอออนด้วยแสง (Photoionization: PID) โดยใช้รังสีอัลตราไวโอเลตในการตรวจจับโมเลกุลก๊าซ VOCs มีความไวสูง แต่ไม่สามารถแยกแยะชนิดของสารประกอบได้นาน 3-5 ปี

เป็นที่น่าสังเกตว่า แม้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซจะมีความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ก็ยังคงเผชิญกับความท้าทายทั่วไปบางประการ อายุการใช้งานของเซ็นเซอร์จำกัดการใช้งานในบางสาขา ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์เซมิคอนดักเตอร์มีอายุการใช้งานประมาณ 2 ถึง 3 ปี เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซแบบอิเล็กโทรเคมีมีอายุการใช้งานประมาณ 1 ถึง 2 ปีเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กโทรไลต์ ในขณะที่เซ็นเซอร์อิเล็กโทรเคมีแบบอิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตทมีอายุการใช้งานได้ถึง 5 ปี นอกจากนี้ ปัญหาการเปลี่ยนแปลง (การตอบสนองของเซ็นเซอร์เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา) และปัญหาความสม่ำเสมอ (ความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่างเซ็นเซอร์ในล็อตเดียวกัน) ก็เป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดการใช้งานเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซอย่างกว้างขวางเช่นกัน เพื่อตอบสนองต่อปัญหาเหล่านี้ นักวิจัยจึงมุ่งมั่นที่จะปรับปรุงวัสดุที่ไวต่อก๊าซและกระบวนการผลิต ในขณะเดียวกันก็พยายามชดเชยหรือลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงของเซ็นเซอร์ต่อผลการวัดโดยการพัฒนาอัลกอริธึมการประมวลผลข้อมูลขั้นสูง

สถานการณ์การใช้งานที่หลากหลายของเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ

เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซได้แทรกซึมเข้าไปในทุกแง่มุมของชีวิตสังคม ขอบเขตการใช้งานได้ก้าวข้ามขอบเขตการตรวจสอบความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมไปนานแล้ว และกำลังขยายตัวอย่างรวดเร็วไปยังหลากหลายสาขา เช่น สุขภาพทางการแพทย์ การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม บ้านอัจฉริยะ และความปลอดภัยด้านอาหาร แนวโน้มการใช้งานที่หลากหลายนี้ไม่เพียงแต่สะท้อนให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่เกิดจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นถึงความต้องการด้านการตรวจจับก๊าซที่เพิ่มขึ้นในสังคมอีกด้วย

ความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมและการตรวจสอบก๊าซอันตราย

ในด้านความปลอดภัยทางอุตสาหกรรม เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซมีบทบาทที่ขาดไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูง เช่น วิศวกรรมเคมี ปิโตรเลียม และเหมืองแร่ แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 ของจีนว่าด้วยการผลิตสารเคมีอันตรายอย่างปลอดภัย กำหนดไว้อย่างชัดเจนว่านิคมอุตสาหกรรมเคมีต้องจัดตั้งระบบตรวจสอบและเตือนภัยล่วงหน้าอย่างครบวงจรสำหรับก๊าซพิษและก๊าซอันตราย และส่งเสริมการสร้างแพลตฟอร์มควบคุมความเสี่ยงอัจฉริยะ นอกจากนี้ “แผนปฏิบัติการด้านอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมบวกความปลอดภัยในการทำงาน” ยังสนับสนุนให้นิคมอุตสาหกรรมติดตั้งเซ็นเซอร์อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ (IoT) และแพลตฟอร์มวิเคราะห์ AI เพื่อให้สามารถตรวจสอบแบบเรียลไทม์และตอบสนองต่อความเสี่ยงต่างๆ เช่น การรั่วไหลของก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ นโยบายเหล่านี้ได้ส่งเสริมการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซในด้านความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมอย่างมาก

ระบบตรวจสอบก๊าซอุตสาหกรรมสมัยใหม่ได้พัฒนาเทคโนโลยีหลากหลายรูปแบบ เทคโนโลยีการสร้างภาพเมฆก๊าซ (Gas cloud imaging technology) แสดงภาพการรั่วไหลของก๊าซโดยการแสดงมวลก๊าซเป็นภาพโดยการเปลี่ยนแปลงระดับสีเทาของพิกเซลในภาพ ความสามารถในการตรวจจับขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มข้นและปริมาณของก๊าซที่รั่วไหล ความแตกต่างของอุณหภูมิพื้นหลัง และระยะการตรวจสอบ เทคโนโลยีสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบฟูริเยร์ (Fourier transform infrared spectroscopy) สามารถตรวจสอบก๊าซได้มากกว่า 500 ชนิด ทั้งในเชิงคุณภาพและกึ่งปริมาณ รวมถึงก๊าซอนินทรีย์ อินทรีย์ ก๊าซพิษ และก๊าซอันตราย และสามารถสแกนก๊าซได้พร้อมกันถึง 30 ชนิด เหมาะสำหรับความต้องการตรวจสอบก๊าซที่ซับซ้อนในนิคมอุตสาหกรรมเคมี เทคโนโลยีขั้นสูงเหล่านี้ เมื่อรวมกับเซ็นเซอร์ก๊าซแบบดั้งเดิม จะก่อให้เกิดเครือข่ายตรวจสอบความปลอดภัยของก๊าซอุตสาหกรรมหลายระดับ

ในระดับการใช้งานเฉพาะ ระบบตรวจสอบก๊าซในอุตสาหกรรมจำเป็นต้องปฏิบัติตามมาตรฐานระดับชาติและระดับสากลหลายประการ มาตรฐานของจีน “มาตรฐานการออกแบบสำหรับการตรวจจับและแจ้งเตือนก๊าซไวไฟและก๊าซพิษในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี” GB 50493-2019 และ “ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไปสำหรับการตรวจสอบความปลอดภัยของแหล่งอันตรายหลักของสารเคมีอันตราย” AQ 3035-2010 กำหนดข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการตรวจสอบก๊าซในอุตสาหกรรม 26 ในระดับสากล OSHA (สำนักงานความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงานของสหรัฐอเมริกา) ได้พัฒนามาตรฐานการตรวจจับก๊าซหลายชุด โดยกำหนดให้มีการตรวจจับก๊าซก่อนการปฏิบัติงานในพื้นที่จำกัด และรับรองว่าความเข้มข้นของก๊าซอันตรายในอากาศต่ำกว่าระดับที่ปลอดภัย 610 มาตรฐานของ NFPA (สมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา) เช่น NFPA 72 และ NFPA 54 ได้กำหนดข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการตรวจจับก๊าซไวไฟและก๊าซพิษ 610

สุขภาพทางการแพทย์และการวินิจฉัยโรค

วงการแพทย์และสุขภาพกำลังกลายเป็นหนึ่งในตลาดการใช้งานที่มีศักยภาพมากที่สุดสำหรับเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ ก๊าซที่ร่างกายมนุษย์หายใจออกมามีสารบ่งชี้ทางชีวภาพจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับสภาวะสุขภาพ การตรวจจับสารบ่งชี้ทางชีวภาพเหล่านี้จะช่วยให้สามารถคัดกรองโรคได้ตั้งแต่เนิ่นๆ และติดตามอาการได้อย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์ตรวจจับอะซิโตนในลมหายใจแบบพกพาที่พัฒนาโดยทีมของ ดร. หวัง ตี้ จากศูนย์วิจัยการรับรู้ขั้นสูงของห้องปฏิบัติการเจ้อเจียง เป็นตัวอย่างที่ดีของการใช้งานนี้ อุปกรณ์นี้ใช้เทคโนโลยีการวัดสีเพื่อวัดปริมาณอะซิโตนในลมหายใจของมนุษย์โดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสีของวัสดุที่ไวต่อก๊าซ ทำให้สามารถตรวจจับโรคเบาหวานชนิดที่ 1 ได้อย่างรวดเร็วและไม่เจ็บปวด

เมื่อระดับอินซูลินในร่างกายมนุษย์ต่ำ ร่างกายจะไม่สามารถเปลี่ยนกลูโคสเป็นพลังงานได้ แต่จะสลายไขมันแทน และอะซิโตนซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการสลายไขมัน จะถูกขับออกจากร่างกายทางระบบหายใจ ดร.หวัง ตี้ อธิบายว่า 1. เมื่อเปรียบเทียบกับการตรวจเลือดแบบดั้งเดิม วิธีการตรวจลมหายใจนี้ให้ผลการวินิจฉัยและการรักษาที่ดีกว่า นอกจากนี้ ทีมวิจัยกำลังพัฒนาเซ็นเซอร์อะซิโตนแบบแผ่นแปะที่ "ปล่อยสารทุกวัน" อุปกรณ์สวมใส่ราคาประหยัดนี้สามารถวัดก๊าซอะซิโตนที่ปล่อยออกมาจากผิวหนังได้โดยอัตโนมัติตลอด 24 ชั่วโมง ในอนาคต เมื่อรวมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ จะสามารถช่วยในการวินิจฉัย ติดตาม และให้คำแนะนำการใช้ยาสำหรับโรคเบาหวานได้

นอกเหนือจากโรคเบาหวานแล้ว เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซยังแสดงศักยภาพอย่างมากในการจัดการโรคเรื้อรังและการติดตามโรคระบบทางเดินหายใจ เส้นกราฟความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์เป็นพื้นฐานสำคัญในการประเมินสถานะการระบายอากาศในปอดของผู้ป่วย ในขณะที่เส้นกราฟความเข้มข้นของก๊าซบางชนิดสะท้อนถึงแนวโน้มการพัฒนาของโรคเรื้อรัง ในอดีต การตีความข้อมูลเหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยบุคลากรทางการแพทย์ แต่ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซอัจฉริยะไม่เพียงแต่สามารถตรวจจับก๊าซและสร้างกราฟได้เท่านั้น แต่ยังสามารถกำหนดระดับความรุนแรงของโรคได้ ซึ่งช่วยลดภาระงานของบุคลากรทางการแพทย์ได้อย่างมาก

ในด้านอุปกรณ์สวมใส่เพื่อสุขภาพ การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่มีศักยภาพที่กว้างไกล นักวิจัยจาก Zhuhai Green Electric Appliances ชี้ให้เห็นว่า แม้ว่าเครื่องใช้ในครัวเรือนจะแตกต่างจากอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีฟังก์ชันการวินิจฉัยโรค แต่ในด้านการตรวจสอบสุขภาพประจำวันภายในบ้าน เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซมีข้อดีหลายประการ เช่น ต้นทุนต่ำ ไม่รุกราน และมีขนาดเล็ก ทำให้คาดว่าจะมีการนำมาใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนมากขึ้น เช่น เครื่องดูแลสุขภาพช่องปากและโถสุขภัณฑ์อัจฉริยะ ในฐานะเครื่องมือช่วยตรวจสอบและโซลูชันการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ด้วยความต้องการด้านสุขภาพภายในบ้านที่เพิ่มขึ้น การตรวจสอบสถานะสุขภาพของมนุษย์ผ่านเครื่องใช้ในครัวเรือนจะกลายเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนาบ้านอัจฉริยะ

การเฝ้าระวังสิ่งแวดล้อมและการป้องกันและควบคุมมลพิษ

การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมเป็นหนึ่งในสาขาที่มีการนำเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซมาประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวาง เนื่องจากทั่วโลกให้ความสำคัญกับการรักษาสิ่งแวดล้อมเพิ่มมากขึ้น ความต้องการในการตรวจสอบมลพิษต่างๆ ในชั้นบรรยากาศจึงเพิ่มขึ้นทุกวัน เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซสามารถตรวจจับก๊าซที่เป็นอันตราย เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และโอโซน จึงเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการตรวจสอบคุณภาพอากาศในสิ่งแวดล้อม

เซ็นเซอร์ตรวจวัดก๊าซแบบอิเล็กโทรเคมี UGT-E4 ของบริษัท British Gas Shield เป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นตัวแทนในด้านการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม สามารถวัดปริมาณสารมลพิษในบรรยากาศได้อย่างแม่นยำ และให้ข้อมูลที่ถูกต้องและทันท่วงทีแก่หน่วยงานด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม เซ็นเซอร์นี้ เมื่อผสานรวมกับเทคโนโลยีสารสนเทศสมัยใหม่ จะได้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การตรวจสอบระยะไกล การอัปโหลดข้อมูล และการแจ้งเตือนอัจฉริยะ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความสะดวกในการตรวจจับก๊าซได้อย่างมาก ผู้ใช้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของก๊าซได้ทุกที่ทุกเวลาผ่านโทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการจัดการและการกำหนดนโยบายด้านสิ่งแวดล้อม

ในแง่ของการตรวจสอบคุณภาพอากาศภายในอาคาร เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน มาตรฐาน EN 45544 ที่ออกโดยคณะกรรมการมาตรฐานแห่งยุโรป (EN) นั้นกำหนดขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการทดสอบคุณภาพอากาศภายในอาคาร และครอบคลุมข้อกำหนดการทดสอบสำหรับก๊าซอันตรายต่างๆ 610 ชนิด เซ็นเซอร์ตรวจจับคาร์บอนไดออกไซด์ เซ็นเซอร์ตรวจจับฟอร์มาลดีไฮด์ ฯลฯ ที่มีจำหน่ายทั่วไปในท้องตลาดนั้นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในที่อยู่อาศัย อาคารพาณิชย์ และสถานบันเทิงสาธารณะ ช่วยให้ผู้คนสร้างสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่ดีต่อสุขภาพและสะดวกสบายยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงการระบาดของ COVID-19 การระบายอากาศและคุณภาพอากาศภายในอาคารได้รับความสนใจอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งส่งเสริมการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้องมากยิ่งขึ้น

การตรวจสอบการปล่อยก๊าซคาร์บอนเป็นทิศทางการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ก๊าซที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ ท่ามกลางบริบทของการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนให้เป็นศูนย์ทั่วโลก การตรวจสอบก๊าซเรือนกระจก เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ อย่างแม่นยำจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ เซ็นเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์แบบอินฟราเรดมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในด้านนี้ เนื่องจากมีความแม่นยำสูง มีความสามารถในการเลือกตรวจจับที่ดี และมีอายุการใช้งานยาวนาน “แนวทางสำหรับการสร้างแพลตฟอร์มควบคุมความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอัจฉริยะในนิคมอุตสาหกรรมเคมี” ในประเทศจีนได้ระบุการตรวจสอบก๊าซที่ติดไฟได้/เป็นพิษ และการวิเคราะห์การติดตามแหล่งที่มาของการรั่วไหลเป็นเนื้อหาการก่อสร้างที่จำเป็น ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงการให้ความสำคัญกับบทบาทของการตรวจสอบก๊าซในด้านการรักษาสิ่งแวดล้อมในระดับนโยบาย

บ้านอัจฉริยะและความปลอดภัยด้านอาหาร

บ้านอัจฉริยะเป็นตลาดแอปพลิเคชันสำหรับผู้บริโภคที่มีศักยภาพมากที่สุดสำหรับเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ ในปัจจุบัน เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน เช่น เครื่องฟอกอากาศและเครื่องปรับอากาศ อย่างไรก็ตาม ด้วยการนำเอาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์แบบอาร์เรย์และอัลกอริทึมอัจฉริยะมาใช้ ศักยภาพในการใช้งานในด้านต่างๆ เช่น การถนอมอาหาร การปรุงอาหาร และการตรวจสอบสุขภาพ กำลังค่อยๆ ถูกค้นพบมากขึ้น

ในด้านการถนอมอาหาร เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซสามารถตรวจสอบกลิ่นไม่พึงประสงค์ที่ปล่อยออกมาจากอาหารระหว่างการเก็บรักษาเพื่อกำหนดความสดของอาหาร ผลการวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่า ไม่ว่าจะเป็นการใช้เซ็นเซอร์เดี่ยวในการตรวจสอบความเข้มข้นของกลิ่น หรือการใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซหลายตัวร่วมกับวิธีการจดจำรูปแบบเพื่อกำหนดความสดของอาหาร ก็ได้ผลลัพธ์ที่ดี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความซับซ้อนของสถานการณ์การใช้งานตู้เย็นในความเป็นจริง (เช่น การรบกวนจากผู้ใช้ที่เปิดและปิดประตู การสตาร์ทและหยุดคอมเพรสเซอร์ และการหมุนเวียนอากาศภายใน เป็นต้น) รวมถึงอิทธิพลซึ่งกันและกันของก๊าซระเหยต่างๆ จากส่วนผสมของอาหาร จึงยังคงมีช่องว่างสำหรับการปรับปรุงความแม่นยำในการกำหนดความสดของอาหาร

การใช้งานเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซในการปรุงอาหารเป็นอีกหนึ่งสถานการณ์ที่สำคัญ เนื่องจากในระหว่างการปรุงอาหารจะมีสารประกอบก๊าซเกิดขึ้นหลายร้อยชนิด รวมถึงอนุภาค ฝุ่นละออง แอลเคน สารประกอบอะโรมาติก อัลดีไฮด์ คีโตน แอลกอฮอล์ แอลคีน และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนเช่นนี้ เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซแบบหลายตัวจึงแสดงข้อได้เปรียบที่ชัดเจนกว่าเซ็นเซอร์เดี่ยว จากการศึกษาพบว่า เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซแบบหลายตัวสามารถใช้ในการกำหนดสถานะการปรุงอาหารตามความชอบส่วนบุคคล หรือใช้เป็นเครื่องมือเสริมในการตรวจสอบพฤติกรรมการบริโภคอาหาร เพื่อรายงานพฤติกรรมการปรุงอาหารให้ผู้ใช้ทราบเป็นประจำ อย่างไรก็ตาม ปัจจัยในสภาพแวดล้อมการปรุงอาหาร เช่น อุณหภูมิสูง ควันจากการปรุงอาหาร และไอน้ำ อาจทำให้เซ็นเซอร์ "เสียหาย" ได้ง่าย ซึ่งเป็นปัญหาทางเทคนิคที่ต้องได้รับการแก้ไข

ในด้านความปลอดภัยของอาหาร งานวิจัยของทีมงานของหวังตี้ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ พวกเขามุ่งหวังที่จะ "ระบุชนิดของก๊าซได้หลายสิบชนิดพร้อมกันด้วยอุปกรณ์เสียบเข้ากับโทรศัพท์มือถือขนาดเล็ก" และมุ่งมั่นที่จะทำให้ข้อมูลด้านความปลอดภัยของอาหารเข้าถึงได้ง่าย อุปกรณ์ตรวจจับกลิ่นแบบบูรณาการสูงนี้สามารถตรวจจับส่วนประกอบระเหยในอาหาร ตรวจสอบความสดและความปลอดภัยของอาหาร และให้ข้อมูลอ้างอิงแบบเรียลไทม์แก่ผู้บริโภคได้

ตาราง: วัตถุตรวจจับหลักและคุณลักษณะทางเทคนิคของเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซในสาขาการใช้งานต่างๆ

สาขาการใช้งาน วัตถุตรวจจับหลัก ประเภทเซ็นเซอร์ที่ใช้กันทั่วไป ความท้าทายทางเทคนิค แนวโน้มการพัฒนา

ความปลอดภัยทางอุตสาหกรรม ก๊าซไวไฟ ก๊าซพิษแบบเร่งปฏิกิริยาการเผาไหม้ ชนิดไฟฟ้าเคมี ทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การตรวจสอบก๊าซหลายชนิดพร้อมกัน การติดตามแหล่งที่มาของการรั่วไหล

การตรวจวินิจฉัยโรคด้วยสารอะซิโตน, CO₂, VOCs ทางการแพทย์และสุขภาพ ชนิดเซมิคอนดักเตอร์, ชนิดวัดสี, ความจำเพาะและความไวสูง, อุปกรณ์สวมใส่และการวินิจฉัยอัจฉริยะ

การติดตั้งโครงข่ายเพื่อความเสถียรในระยะยาวและการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์สำหรับการตรวจสอบมลพิษทางอากาศและก๊าซเรือนกระจกในรูปแบบอินฟราเรดและอิเล็กโทรเคมี

เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซระเหยจากอาหารในบ้านอัจฉริยะ ชนิดเซมิคอนดักเตอร์ สำหรับควันจากการปรุงอาหาร พร้อมความสามารถในการป้องกันการรบกวนแบบ PID

โปรดติดต่อบริษัท Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์ของบริษัท:www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582