การประยุกต์ใช้หลายสาขาตั้งแต่ความปลอดภัยในอุตสาหกรรมไปจนถึงการจัดการด้านสุขภาพ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีต่างๆ เช่น อินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง (Internet of Things) และปัญญาประดิษฐ์ เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ตรวจจับสำคัญที่รู้จักกันในชื่อ “ประสาทสัมผัสทั้งห้าทางไฟฟ้า” กำลังเปิดรับโอกาสในการพัฒนาที่ไม่เคยมีมาก่อน นับตั้งแต่การเฝ้าระวังก๊าซพิษและก๊าซอันตรายในอุตสาหกรรมในระยะเริ่มแรก ไปจนถึงการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในการวินิจฉัยทางการแพทย์ บ้านอัจฉริยะ การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ ในปัจจุบัน เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซกำลังก้าวเข้าสู่การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ จากฟังก์ชันเดียวสู่ความชาญฉลาด ขนาดเล็กลง และหลากหลายมิติ บทความนี้จะวิเคราะห์คุณลักษณะทางเทคนิค ความก้าวหน้าทางการวิจัยล่าสุด และสถานะการใช้งานเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซทั่วโลกอย่างครอบคลุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งแนวโน้มการพัฒนาด้านการเฝ้าระวังก๊าซในประเทศต่างๆ เช่น จีนและสหรัฐอเมริกา

ลักษณะทางเทคนิคและแนวโน้มการพัฒนาของเซ็นเซอร์ก๊าซ

เซ็นเซอร์ก๊าซเป็นอุปกรณ์แปลงที่แปลงเศษส่วนปริมาตรของก๊าซเฉพาะให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน จึงกลายเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ขาดไม่ได้ในเทคโนโลยีการตรวจจับสมัยใหม่ อุปกรณ์ประเภทนี้ประมวลผลตัวอย่างก๊าซผ่านหัวตรวจจับ ซึ่งโดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ เช่น การกรองสิ่งเจือปนและก๊าซที่รบกวน การทำให้แห้งหรือการทำความเย็น และสุดท้ายคือการแปลงข้อมูลความเข้มข้นของก๊าซให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ ปัจจุบันมีเซ็นเซอร์ก๊าซหลายประเภทในท้องตลาด ได้แก่ ชนิดเซมิคอนดักเตอร์ ชนิดไฟฟ้าเคมี ชนิดการเผาไหม้แบบเร่งปฏิกิริยา เซ็นเซอร์ก๊าซอินฟราเรด และเซ็นเซอร์ก๊าซโฟโตไอออไนเซชัน (PID) เป็นต้น แต่ละประเภทมีคุณสมบัติเฉพาะของตนเองและถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในงานทดสอบทางแพ่ง อุตสาหกรรม และสิ่งแวดล้อม

ความเสถียรและความไวเป็นสองตัวชี้วัดหลักในการประเมินประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ก๊าซ ความเสถียรหมายถึงความคงอยู่ของการตอบสนองพื้นฐานของเซ็นเซอร์ตลอดระยะเวลาการทำงาน ซึ่งขึ้นอยู่กับค่าดริฟท์ศูนย์และค่าดริฟท์ช่วงเวลา โดยหลักการแล้ว สำหรับเซ็นเซอร์คุณภาพสูงภายใต้สภาวะการทำงานต่อเนื่อง ค่าดริฟท์ศูนย์รายปีควรน้อยกว่า 10% ความไวหมายถึงอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงของเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ต่อการเปลี่ยนแปลงของอินพุตที่วัดได้ ความไวของเซ็นเซอร์แต่ละประเภทมีความแตกต่างกันอย่างมาก โดยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับหลักการทางเทคนิคและการเลือกใช้วัสดุ นอกจากนี้ การเลือกสรร (เช่น ความไวข้าม) และความต้านทานการกัดกร่อนยังเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการประเมินประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ก๊าซ ปัจจัยแรกกำหนดความสามารถในการรับรู้ของเซ็นเซอร์ในสภาพแวดล้อมก๊าซผสม ในขณะที่ปัจจัยหลังเกี่ยวข้องกับความคลาดเคลื่อนของเซ็นเซอร์ในก๊าซเป้าหมายที่มีความเข้มข้นสูง

การพัฒนาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ก๊าซในปัจจุบันแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่ชัดเจนหลายประการ ประการแรก การวิจัยและพัฒนาวัสดุและกระบวนการใหม่ๆ ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วัสดุเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์แบบดั้งเดิม เช่น ZnO, SiO₂, Fe₂O₃ และอื่นๆ ได้รับการพัฒนาจนสมบูรณ์แล้ว นักวิจัยกำลังทำการเจือปน ปรับเปลี่ยน และปรับพื้นผิววัสดุที่ไวต่อก๊าซที่มีอยู่เดิมด้วยวิธีการดัดแปลงทางเคมี และปรับปรุงกระบวนการสร้างฟิล์มไปพร้อมๆ กัน เพื่อเพิ่มเสถียรภาพและความสามารถในการเลือกสรรของเซ็นเซอร์ ขณะเดียวกัน การพัฒนาวัสดุใหม่ๆ เช่น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบผสมและแบบไฮบริดที่ไวต่อก๊าซ และวัสดุพอลิเมอร์ที่ไวต่อก๊าซ ก็กำลังได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วัสดุเหล่านี้มีความไว ความสามารถในการเลือกสรร และความเสถียรที่สูงขึ้นต่อก๊าซชนิดต่างๆ

ความชาญฉลาดของเซ็นเซอร์เป็นอีกหนึ่งทิศทางการพัฒนาที่สำคัญ ด้วยความสำเร็จของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวัสดุใหม่ๆ เช่น นาโนเทคโนโลยีและเทคโนโลยีฟิล์มบาง เซ็นเซอร์ก๊าซจึงมีความชาญฉลาดและบูรณาการมากขึ้น ด้วยการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีบูรณาการแบบสหวิทยาการอย่างเต็มที่ เช่น เทคโนโลยีไมโครแมคคานิคส์และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณ เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ และเทคโนโลยีการวินิจฉัยข้อผิดพลาด นักวิจัยกำลังพัฒนาเซ็นเซอร์ก๊าซอัจฉริยะดิจิทัลอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่สามารถตรวจสอบก๊าซหลายชนิดได้พร้อมกัน เซ็นเซอร์หลายตัวแปรชนิดต้านทานศักย์เคมี ซึ่งเพิ่งได้รับการพัฒนาโดยกลุ่มวิจัยของรองศาสตราจารย์ยี่ เจี้ยนซิน จากห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ไฟหลักแห่งรัฐ มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน เป็นตัวอย่างที่ดีของแนวโน้มนี้ เซ็นเซอร์นี้ทำให้สามารถตรวจจับก๊าซและลักษณะของไฟหลายชนิดได้อย่างแม่นยำในสามมิติด้วยอุปกรณ์เพียงเครื่องเดียว 59

การจัดเรียงข้อมูลแบบอาร์เรย์และการหาค่าที่เหมาะสมที่สุดของอัลกอริทึมกำลังได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากปัญหาการตอบสนองแบบกว้างของเซ็นเซอร์ก๊าซตัวเดียว จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการรบกวนเมื่อมีก๊าซหลายชนิดอยู่พร้อมกัน การใช้เซ็นเซอร์ก๊าซหลายตัวเพื่อสร้างอาร์เรย์ได้กลายเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงความสามารถในการรับรู้ การเพิ่มขนาดของก๊าซที่ตรวจจับได้ทำให้อาร์เรย์เซ็นเซอร์สามารถรับสัญญาณได้มากขึ้น ซึ่งเอื้อต่อการประเมินพารามิเตอร์ที่มากขึ้นและปรับปรุงความสามารถในการตัดสินและการรับรู้ อย่างไรก็ตาม เมื่อจำนวนเซ็นเซอร์ในอาร์เรย์เพิ่มขึ้น ความซับซ้อนของการประมวลผลข้อมูลก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้น การหาค่าที่เหมาะสมที่สุดของอาร์เรย์เซ็นเซอร์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในการหาค่าที่เหมาะสมที่สุดของอาร์เรย์ วิธีการต่างๆ เช่น สัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์และการวิเคราะห์คลัสเตอร์ได้รับการนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ในขณะที่อัลกอริทึมการจดจำก๊าซ เช่น การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) และโครงข่ายประสาทเทียม (ANN) ได้ช่วยเพิ่มความสามารถในการจดจำรูปแบบของเซ็นเซอร์ได้อย่างมาก

ตาราง: การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์แก๊สประเภทหลัก

ประเภทเซ็นเซอร์ หลักการทำงาน ข้อดีข้อเสีย อายุการใช้งานโดยทั่วไป

การดูดซับก๊าซประเภทเซมิคอนดักเตอร์มีต้นทุนต่ำในการเปลี่ยนความต้านทานของเซมิคอนดักเตอร์ ตอบสนองรวดเร็ว การคัดเลือกไม่ดี และได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิและความชื้นเป็นเวลา 2-3 ปี

ก๊าซไฟฟ้าเคมีจะผ่านปฏิกิริยารีดอกซ์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า ซึ่งมีความสามารถในการเลือกสรรที่ดีและมีความไวสูง อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรไลต์มีการสึกหรอจำกัดและมีอายุการใช้งาน 1-2 ปี (สำหรับอิเล็กโทรไลต์เหลว)

การเผาไหม้ก๊าซติดไฟประเภทเร่งปฏิกิริยาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการตรวจจับก๊าซติดไฟ และใช้งานได้กับก๊าซติดไฟได้ประมาณสามปีเท่านั้น

ก๊าซอินฟราเรดมีความแม่นยำสูงในการดูดซับแสงอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ ไม่ก่อให้เกิดพิษ แต่มีต้นทุนสูงและมีปริมาตรค่อนข้างมากเป็นเวลา 5 ถึง 10 ปี

การแตกตัวของไอออนด้วยแสงอัลตราไวโอเลต (PID) สำหรับการตรวจจับโมเลกุลก๊าซของ VOC มีความไวสูงและไม่สามารถแยกแยะชนิดของสารประกอบได้เป็นเวลา 3 ถึง 5 ปี

เป็นที่น่าสังเกตว่าแม้ว่าเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ก๊าซจะมีความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ก็ยังคงเผชิญกับความท้าทายทั่วไปบางประการ อายุการใช้งานของเซ็นเซอร์มีข้อจำกัดในการใช้งานในบางสาขา ตัวอย่างเช่น อายุการใช้งานของเซ็นเซอร์เซมิคอนดักเตอร์อยู่ที่ประมาณ 2-3 ปี เซ็นเซอร์ก๊าซไฟฟ้าเคมีอยู่ที่ประมาณ 1-2 ปีเนื่องจากการสูญเสียอิเล็กโทรไลต์ ในขณะที่เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมีอิเล็กโทรไลต์แบบโซลิดสเตตอาจใช้งานได้นานถึง 5 ปี นอกจากนี้ ปัญหาดริฟต์ (การเปลี่ยนแปลงการตอบสนองของเซ็นเซอร์เมื่อเวลาผ่านไป) และปัญหาความสอดคล้อง (ความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่างเซ็นเซอร์ในชุดเดียวกัน) ยังเป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดการใช้งานเซ็นเซอร์ก๊าซอย่างกว้างขวาง เพื่อรับมือกับปัญหาเหล่านี้ นักวิจัยจึงมุ่งมั่นที่จะพัฒนาวัสดุและกระบวนการผลิตที่ไวต่อก๊าซ ในขณะเดียวกันก็กำลังชดเชยหรือยับยั้งอิทธิพลของดริฟต์ของเซ็นเซอร์ที่มีต่อผลการวัดโดยการพัฒนาอัลกอริทึมการประมวลผลข้อมูลขั้นสูง

สถานการณ์การใช้งานที่หลากหลายของเซ็นเซอร์ก๊าซ

เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ก๊าซได้แทรกซึมเข้าสู่ทุกแง่มุมของชีวิตทางสังคม สถานการณ์การใช้งานของเทคโนโลยีนี้ได้ก้าวข้ามขอบเขตการตรวจสอบความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมแบบเดิมมาเป็นเวลานาน และกำลังขยายตัวอย่างรวดเร็วไปสู่หลากหลายสาขา เช่น สุขภาพทางการแพทย์ การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม บ้านอัจฉริยะ และความปลอดภัยด้านอาหาร แนวโน้มการใช้งานที่หลากหลายนี้ไม่เพียงสะท้อนให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่เกิดจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังสะท้อนถึงความต้องการที่เพิ่มขึ้นของสังคมในการตรวจจับก๊าซอีกด้วย

ความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมและการตรวจสอบก๊าซอันตราย

ในด้านความปลอดภัยในอุตสาหกรรม เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูง เช่น วิศวกรรมเคมี ปิโตรเลียม และเหมืองแร่ “แผนพัฒนาความปลอดภัยการผลิตสารเคมีอันตราย ฉบับที่ 14 ของจีน กำหนดให้นิคมอุตสาหกรรมเคมีต้องจัดทำระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยล่วงหน้าที่ครอบคลุมสำหรับก๊าซพิษและก๊าซอันตราย และส่งเสริมการสร้างแพลตฟอร์มควบคุมความเสี่ยงอัจฉริยะ แผนปฏิบัติการ “อินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม พลัส ความปลอดภัยในการทำงาน” ยังส่งเสริมให้นิคมอุตสาหกรรมต่างๆ ติดตั้งเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซอินเทอร์เน็ตในทุกสิ่ง (Internet of Things) และแพลตฟอร์มวิเคราะห์ AI เพื่อให้สามารถเฝ้าระวังแบบเรียลไทม์และประสานงานรับมือกับความเสี่ยงต่างๆ เช่น การรั่วไหลของก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ นโยบายเหล่านี้ส่งเสริมการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซในด้านความปลอดภัยในอุตสาหกรรมเป็นอย่างมาก

ระบบตรวจสอบก๊าซอุตสาหกรรมสมัยใหม่ได้พัฒนาวิธีการทางเทคนิคที่หลากหลาย เทคโนโลยีการถ่ายภาพเมฆก๊าซแสดงภาพการรั่วไหลของก๊าซโดยแสดงมวลก๊าซเป็นการเปลี่ยนแปลงระดับพิกเซลสีเทาในภาพ ความสามารถในการตรวจจับของเทคโนโลยีนี้สัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มข้นและปริมาตรของก๊าซที่รั่วไหล ความแตกต่างของอุณหภูมิพื้นหลัง และระยะการตรวจสอบ เทคโนโลยีสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดแบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มสามารถตรวจสอบก๊าซได้มากกว่า 500 ชนิด ทั้งก๊าซอนินทรีย์ ก๊าซอินทรีย์ ก๊าซพิษ และก๊าซอันตราย ทั้งในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ และสามารถสแกนก๊าซได้ 30 ชนิดพร้อมกัน เหมาะสำหรับข้อกำหนดการตรวจสอบก๊าซที่ซับซ้อนในเขตอุตสาหกรรมเคมี เทคโนโลยีขั้นสูงเหล่านี้เมื่อผสานรวมกับเซ็นเซอร์ก๊าซแบบดั้งเดิม จะสร้างเครือข่ายการตรวจสอบความปลอดภัยก๊าซอุตสาหกรรมแบบหลายระดับ

ในระดับการใช้งานเฉพาะ ระบบตรวจสอบก๊าซอุตสาหกรรมจำเป็นต้องปฏิบัติตามมาตรฐานระดับชาติและนานาชาติชุดหนึ่ง “มาตรฐานการออกแบบสำหรับการตรวจจับและแจ้งเตือนก๊าซไวไฟและก๊าซพิษในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี” GB 50493-2019 ของจีน และ “ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไปสำหรับการตรวจสอบความปลอดภัยของแหล่งกำเนิดอันตรายหลักของสารเคมีอันตราย” AQ 3035-2010 ได้กำหนดข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการตรวจสอบก๊าซอุตสาหกรรม 26 ในระดับสากล OSHA (สำนักงานบริหารความปลอดภัยและอาชีวอนามัยแห่งสหรัฐอเมริกา) ได้พัฒนามาตรฐานการตรวจจับก๊าซชุดหนึ่ง โดยกำหนดให้มีการตรวจจับก๊าซก่อนการปฏิบัติงานในพื้นที่อับอากาศ และต้องมั่นใจว่าความเข้มข้นของก๊าซอันตรายในอากาศต่ำกว่าระดับที่ปลอดภัยที่ 610 มาตรฐานของ NFPA (สมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติสหรัฐอเมริกา) เช่น NFPA 72 และ NFPA 54 ได้กำหนดข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการตรวจจับก๊าซไวไฟและก๊าซพิษ 610

สุขภาพทางการแพทย์และการวินิจฉัยโรค

วงการการแพทย์และสุขภาพกำลังกลายเป็นหนึ่งในตลาดการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ก๊าซที่มีแนวโน้มดีที่สุด ก๊าซที่หายใจออกจากร่างกายมนุษย์มีไบโอมาร์กเกอร์ที่เกี่ยวข้องกับสภาวะสุขภาพจำนวนมาก การตรวจจับไบโอมาร์กเกอร์เหล่านี้ช่วยให้สามารถคัดกรองและติดตามโรคได้ตั้งแต่ระยะเริ่มต้น อุปกรณ์ตรวจจับอะซิโตนสำหรับหายใจแบบพกพาที่พัฒนาโดยทีมของดร. หวัง ตี้ จากศูนย์วิจัยการรับรู้ขั้นสูง (Super Perception Research Center) ของห้องปฏิบัติการเจ้อเจียง ถือเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของการประยุกต์ใช้งานนี้ อุปกรณ์นี้ใช้เทคโนโลยีการวัดสีเพื่อวัดปริมาณอะซิโตนในลมหายใจออกของมนุษย์ โดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสีของวัสดุที่ไวต่อก๊าซ ทำให้สามารถตรวจพบโรคเบาหวานชนิดที่ 1 ได้อย่างรวดเร็วและไม่เจ็บปวด

เมื่อระดับอินซูลินในร่างกายมนุษย์ต่ำลง จะไม่สามารถเปลี่ยนกลูโคสเป็นพลังงานได้ แต่กลับนำไปใช้สลายไขมันแทน อะซิโตนซึ่งเป็นหนึ่งในผลพลอยได้หลังการสลายไขมันจะถูกขับออกจากร่างกายผ่านการหายใจ ดร.หวัง ตี้ อธิบายว่า 1. เมื่อเทียบกับการตรวจเลือดแบบเดิม วิธีการตรวจลมหายใจนี้ให้ประสบการณ์การวินิจฉัยและการรักษาที่ดีกว่า นอกจากนี้ ทีมงานกำลังพัฒนาเซ็นเซอร์อะซิโตนแบบแผ่นแปะที่ปล่อยอะซิโตนทุกวัน อุปกรณ์สวมใส่ราคาประหยัดนี้สามารถวัดก๊าซอะซิโตนที่ปล่อยออกมาจากผิวหนังได้โดยอัตโนมัติตลอด 24 ชั่วโมง ในอนาคต เมื่อผสานรวมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ จะสามารถช่วยในการวินิจฉัย ตรวจสอบ และให้คำแนะนำเกี่ยวกับการใช้ยาสำหรับโรคเบาหวานได้

นอกจากโรคเบาหวานแล้ว เซ็นเซอร์ตรวจวัดก๊าซยังมีศักยภาพสูงในการจัดการโรคเรื้อรังและการติดตามโรคทางเดินหายใจ เส้นโค้งความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นพื้นฐานสำคัญในการประเมินสถานะการหายใจของผู้ป่วย ขณะที่เส้นโค้งความเข้มข้นของตัวบ่งชี้ก๊าซบางชนิดสะท้อนถึงแนวโน้มการพัฒนาของโรคเรื้อรัง เดิมทีการตีความข้อมูลเหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยความร่วมมือจากบุคลากรทางการแพทย์ อย่างไรก็ตาม ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ เซ็นเซอร์ตรวจวัดก๊าซอัจฉริยะไม่เพียงแต่สามารถตรวจจับก๊าซและวาดเส้นโค้งได้เท่านั้น แต่ยังระบุระดับการพัฒนาของโรคได้อีกด้วย ซึ่งช่วยลดภาระงานของบุคลากรทางการแพทย์ได้อย่างมาก

ในด้านอุปกรณ์สวมใส่เพื่อสุขภาพ การใช้งานเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่โอกาสยังกว้างไกล นักวิจัยจาก Zhuhai Gree Electric Appliances ชี้ให้เห็นว่า แม้ว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนจะแตกต่างจากอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีฟังก์ชันวินิจฉัยโรค แต่ในด้านการตรวจสอบสุขภาพภายในบ้านประจำวัน เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซมีข้อได้เปรียบหลายประการ เช่น ต้นทุนต่ำ ไม่รุกรานร่างกาย และมีขนาดเล็กลง จึงคาดว่าจะถูกนำมาใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนมากขึ้น เช่น อุปกรณ์ดูแลสุขภาพช่องปากและโถสุขภัณฑ์อัจฉริยะ ในฐานะโซลูชันเสริมและการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ด้วยความต้องการด้านสุขภาพภายในบ้านที่เพิ่มสูงขึ้น การตรวจสอบสถานะสุขภาพของมนุษย์ผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนจะกลายเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนาบ้านอัจฉริยะ

การติดตามตรวจสอบสิ่งแวดล้อมและการป้องกันและควบคุมมลพิษ

การตรวจสอบสิ่งแวดล้อมเป็นหนึ่งในสาขาที่เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายที่สุด เนื่องจากทั่วโลกให้ความสำคัญกับการปกป้องสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ความต้องการในการตรวจจับมลพิษต่างๆ ในชั้นบรรยากาศจึงเพิ่มขึ้นทุกวัน เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซสามารถตรวจจับก๊าซอันตราย เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และโอโซน จึงเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการตรวจสอบคุณภาพอากาศในสิ่งแวดล้อม

เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซแบบไฟฟ้าเคมี UGT-E4 ของบริษัท British Gas Shield เป็นผลิตภัณฑ์ที่โดดเด่นในด้านการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม สามารถวัดปริมาณสารมลพิษในบรรยากาศได้อย่างแม่นยำ และให้ข้อมูลสนับสนุนหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมได้อย่างทันท่วงทีและแม่นยำ เซ็นเซอร์นี้ผสานรวมเข้ากับเทคโนโลยีสารสนเทศที่ทันสมัย จึงมีฟังก์ชันต่างๆ เช่น การตรวจสอบระยะไกล การอัปโหลดข้อมูล และการแจ้งเตือนอัจฉริยะ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความสะดวกสบายในการตรวจจับก๊าซได้อย่างมาก ผู้ใช้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของก๊าซได้ทุกที่ทุกเวลาผ่านโทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการจัดการและการกำหนดนโยบายด้านสิ่งแวดล้อม

ในด้านการตรวจสอบคุณภาพอากาศภายในอาคาร เซ็นเซอร์ก๊าซก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน มาตรฐาน EN 45544 ที่ออกโดยคณะกรรมการมาตรฐานยุโรป (EN) กำหนดให้ใช้สำหรับการทดสอบคุณภาพอากาศภายในอาคารโดยเฉพาะ และครอบคลุมข้อกำหนดการทดสอบก๊าซอันตรายต่างๆ 610 เซ็นเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ เซ็นเซอร์ฟอร์มาลดีไฮด์ และอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไปในท้องตลาด ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในที่พักอาศัย อาคารพาณิชย์ และสถานที่บันเทิงสาธารณะ ช่วยให้ผู้คนสร้างสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่ดีต่อสุขภาพและสะดวกสบายยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงการระบาดของโควิด-19 การระบายอากาศภายในอาคารและคุณภาพอากาศได้รับความสนใจอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน ซึ่งส่งเสริมการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้อง

การตรวจสอบการปล่อยก๊าซคาร์บอนเป็นทิศทางการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ก๊าซที่กำลังเติบโต ท่ามกลางภาวะความเป็นกลางทางคาร์บอนทั่วโลก การตรวจสอบก๊าซเรือนกระจกอย่างแม่นยำ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เซ็นเซอร์ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แบบอินฟราเรดมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นในด้านนี้ เนื่องจากมีความแม่นยำสูง ความสามารถในการคัดเลือกที่ดี และอายุการใช้งานที่ยาวนาน “แนวทางปฏิบัติสำหรับการก่อสร้างแพลตฟอร์มควบคุมความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอัจฉริยะในเขตอุตสาหกรรมเคมี” ในประเทศจีน ได้กำหนดให้การตรวจสอบก๊าซติดไฟ/ก๊าซพิษและการวิเคราะห์การติดตามแหล่งที่มาของการรั่วไหลเป็นเนื้อหาการก่อสร้างที่บังคับ ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความสำคัญของการตรวจสอบก๊าซในระดับนโยบายในด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

บ้านอัจฉริยะและความปลอดภัยด้านอาหาร

บ้านอัจฉริยะเป็นตลาดการใช้งานเซ็นเซอร์แก๊สที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับผู้บริโภค ปัจจุบันเซ็นเซอร์แก๊สส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน เช่น เครื่องฟอกอากาศและเครื่องปรับอากาศ อย่างไรก็ตาม ด้วยการเปิดตัวอาร์เรย์เซ็นเซอร์และอัลกอริทึมอัจฉริยะ ศักยภาพในการประยุกต์ใช้ในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การถนอมอาหาร การปรุงอาหาร และการตรวจสอบสุขภาพ กำลังถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลาย

ในแง่ของการถนอมอาหาร เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซสามารถตรวจสอบกลิ่นไม่พึงประสงค์ที่ปล่อยออกมาจากอาหารระหว่างการเก็บรักษาเพื่อประเมินความสดของอาหาร ผลการวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าไม่ว่าจะใช้เซ็นเซอร์เพียงตัวเดียวเพื่อตรวจสอบความเข้มข้นของกลิ่น หรือจะใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซแบบอาร์เรย์ร่วมกับวิธีการจดจำรูปแบบเพื่อประเมินความสดของอาหาร ก็ให้ผลลัพธ์ที่ดี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความซับซ้อนของสถานการณ์การใช้งานจริงของตู้เย็น (เช่น การรบกวนจากผู้ใช้ในการเปิดและปิดประตู การเริ่มและหยุดการทำงานของคอมเพรสเซอร์ และการหมุนเวียนอากาศภายใน ฯลฯ) รวมถึงอิทธิพลร่วมกันของก๊าซระเหยต่างๆ จากส่วนผสมอาหาร จึงยังคงมีช่องว่างสำหรับการพัฒนาความแม่นยำในการประเมินความสดของอาหาร

การใช้งานในการปรุงอาหารเป็นอีกหนึ่งสถานการณ์สำคัญสำหรับเซ็นเซอร์ก๊าซ มีสารประกอบก๊าซหลายร้อยชนิดที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการปรุงอาหาร ได้แก่ อนุภาค แอลเคน สารประกอบอะโรมาติก อัลดีไฮด์ คีโตน แอลกอฮอล์ แอลคีน และสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายอื่นๆ ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนเช่นนี้ อาร์เรย์เซ็นเซอร์ก๊าซมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนกว่าเซ็นเซอร์เดี่ยวๆ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าอาร์เรย์เซ็นเซอร์ก๊าซสามารถใช้เพื่อกำหนดสถานะการปรุงอาหารของอาหารตามรสนิยมส่วนบุคคล หรือเป็นเครื่องมือตรวจสอบโภชนาการเสริมเพื่อรายงานพฤติกรรมการปรุงอาหารให้กับผู้ใช้เป็นประจำ อย่างไรก็ตาม ปัจจัยแวดล้อมในการปรุงอาหาร เช่น อุณหภูมิสูง ควันจากการปรุงอาหาร และไอน้ำ สามารถทำให้เซ็นเซอร์เกิด "พิษ" ได้ง่าย ซึ่งเป็นปัญหาทางเทคนิคที่ต้องได้รับการแก้ไข

ในด้านความปลอดภัยของอาหาร งานวิจัยของทีมงาน Wang Di ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการนำเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซไปประยุกต์ใช้ พวกเขามุ่งเป้าไปที่ "การระบุก๊าซหลายสิบชนิดพร้อมกันด้วยปลั๊กโทรศัพท์มือถือขนาดเล็ก" และมุ่งมั่นที่จะทำให้ข้อมูลด้านความปลอดภัยของอาหารพร้อมใช้งาน อุปกรณ์ตรวจจับกลิ่นแบบอาร์เรย์ที่ผสานรวมอย่างสูงนี้สามารถตรวจจับส่วนประกอบที่ระเหยง่ายในอาหาร ประเมินความสดและความปลอดภัยของอาหาร และให้ข้อมูลอ้างอิงแบบเรียลไทม์แก่ผู้บริโภค

ตาราง: วัตถุตรวจจับหลักและคุณลักษณะทางเทคนิคของเซ็นเซอร์ก๊าซในสาขาการใช้งานต่างๆ

สาขาการใช้งาน วัตถุตรวจจับหลัก ประเภทเซนเซอร์ที่ใช้กันทั่วไป ความท้าทายทางเทคนิค แนวโน้มการพัฒนา

ความปลอดภัยในอุตสาหกรรมก๊าซติดไฟ ประเภทการเผาไหม้เร่งปฏิกิริยาของก๊าซพิษ ประเภทไฟฟ้าเคมี ความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การตรวจสอบแบบซิงโครนัสของก๊าซหลายชนิด การติดตามแหล่งที่มาของการรั่วไหล

อะซิโตนทางการแพทย์และสุขภาพ CO₂ VOCs ชนิดเซมิคอนดักเตอร์ การเลือกและความไวแบบวัดสี การวินิจฉัยแบบสวมใส่และอัจฉริยะ

การปรับใช้กริดเสถียรภาพระยะยาวและการส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์สำหรับการตรวจสอบสิ่งแวดล้อมของมลพิษทางอากาศและก๊าซเรือนกระจกในรูปแบบอินฟราเรดและไฟฟ้าเคมี

ก๊าซระเหยสำหรับอาหารในบ้านอัจฉริยะ ควันปรุงอาหารชนิดเซมิคอนดักเตอร์ ความสามารถในการป้องกันการรบกวน PID

กรุณาติดต่อ บริษัท ฮอนเดะ เทคโนโลยี จำกัด

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์บริษัท :www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582