近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工業(yè)化、城市化水平的提高，環(huán)境空氣中的有機(jī)物污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。這些有機(jī)污染物主要是VOCs，即揮發(fā)性有機(jī)化合物，按照化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為烷烴類(lèi)、鹵代烴類(lèi)、芳香烴類(lèi)、烯烴類(lèi)、有機(jī)酮類(lèi)、胺類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)和石油烴化物等。
VOCs在室內(nèi)外的環(huán)境空氣中普遍存在，在室外主要來(lái)源于石油化工、交通運(yùn)輸、自然燃料燃燒等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣、溶劑揮發(fā)、汽車(chē)尾氣、光化學(xué)污染以及二次反應(yīng)產(chǎn)物等；而室內(nèi)則主要來(lái)源于建筑和家居裝飾裝修材料如乳膠漆、墻紙、粘結(jié)劑等，以及家用電器、自燃煤氣和烹調(diào)等。這些VOCs污染物在室外太陽(yáng)光和熱的作用下會(huì)參與氧化氮反應(yīng)，產(chǎn)生臭氧并破壞大氣空氣質(zhì)量，是夏季煙霧污染物的主要成分。VOCs污染物本身具有一定的毒性，刺激性和特殊的氣味，在室內(nèi)空氣中達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)對(duì)人類(lèi)的身體健康產(chǎn)生巨大的影響，并被喻為人類(lèi)的"隱形殺手"。VOCs污染物會(huì)對(duì)人的感官、呼吸道系統(tǒng)、皮膚以及神經(jīng)系統(tǒng)等會(huì)造成一定的影響。
因此人們對(duì)周遭空氣質(zhì)量的好壞越來(lái)越關(guān)注，這種關(guān)注從室外宏觀的大氣質(zhì)量延伸到了室內(nèi)微觀小環(huán)境中的空氣質(zhì)量。在評(píng)估室內(nèi)空氣質(zhì)量時(shí)，有一個(gè)重要的指標(biāo)VOC，即揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds)。美國(guó)環(huán)境署(EPA)對(duì)VOC的定義是：除了一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金屬碳化物、碳酸鹽以及碳酸銨外，任何參與大氣中光化學(xué)反應(yīng)的含碳化合物。百度百科對(duì)VOC的描述是：“在常溫下可以蒸發(fā)的形式存在于空氣中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會(huì)影響皮膚和黏膜，對(duì)人體產(chǎn)生急性損害……是一類(lèi)重要的空氣污染物?！?/p>
因此人們對(duì)于VOC的認(rèn)識(shí)越充分，就會(huì)越“緊張”于它的存在?？梢灶A(yù)見(jiàn)，未來(lái)室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)估中，對(duì)VOC監(jiān)測(cè)的需求也會(huì)越來(lái)越多。這無(wú)疑會(huì)給VOC傳感器帶來(lái)更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
不過(guò)和其他物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相類(lèi)似，室內(nèi)空氣質(zhì)監(jiān)測(cè)市場(chǎng)需求，也呈現(xiàn)出碎片化、多樣化的特點(diǎn)。如何根據(jù)市場(chǎng)環(huán)境的需求和變化進(jìn)化出有生存競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，是傳感器廠商的必答題。
氣體傳感器是一種能感知環(huán)境中某種氣體的種類(lèi)和濃度的裝置或者器件，并能夠?qū)⑵湎嚓P(guān)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以便于對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析及報(bào)警。伴隨著人們對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量要求的提高，對(duì)于性能優(yōu)良的便攜式在線氣體傳感器檢測(cè)儀的需求和要求也越來(lái)越高，一個(gè)完美的氣體傳感器應(yīng)該具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)選擇性好，能夠在多種氣體共存的環(huán)境中對(duì)被測(cè)氣體有明顯的響應(yīng)特征；
(2)靈敏度高，具有寬的檢測(cè)范圍和低的檢出限；
(3)信號(hào)響應(yīng)和恢復(fù)速度快，且可逆性好；
(4)抗電磁等干擾能力強(qiáng)，重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好，具有較長(zhǎng)的保存和使用壽命；
(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低耗價(jià)廉，使用和維修方便；
(6)小型便攜，智能化和多功能化，便于在線現(xiàn)場(chǎng)分析。
常見(jiàn)VOC氣體傳感器根據(jù)其工作原理主要分為三大類(lèi)：電化學(xué)氣體傳感器(如電阻、電流、阻抗、電位等)、光學(xué)類(lèi)傳感器(包括光譜吸收型、熒光法、可視化法等)以及質(zhì)量型氣體傳感器(例如石英晶體微天平和表面聲波氣體傳感器)等。按照氣敏材料可以分為半導(dǎo)體金屬氧化物材料、有機(jī)聚合物材料、無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料等。近年來(lái)，氣體傳感器的發(fā)展趨勢(shì)是微型化、智能化和多功能化。深入了解掌握各類(lèi)氣體傳感器的氣敏機(jī)理，靈活研制運(yùn)用新材料，新機(jī)制以及新技術(shù)，使傳感器的性能達(dá)到最優(yōu)化是氣體傳感器的發(fā)展方向。
