气体传感器主要用于针对某种气体进行检测，测量该气体在传感器附近是否存在，或多少含量。

气体传感器的种类繁多。除了按照可检测气体种类划分，还可从工作原理划分为

• 热导型
• 电化学型
• 光学型
• 半导体型
• 磁学式或气相色谱型等

金属氧化物半导体型气体传感器是一种半导体型传感器。它采用具有微纳结构的金属氧化半导体作为敏感材料，当待测气体与敏感材料发生氧化或还原反应后，电导率或表面电位会发生变化，电路也就能检测到相应的电信号。

MEMS技术进一步推动金属氧化物半导体型气体传感器往微型化方向发展。

MEMS是英文“Micro-Electro-Mechanical System”的缩写，一般译作“微机电系统”，是一种半导体加工工艺制作类型，其本质上是在硅片上制造极微小化机械系统和集成电路的集合体。因此，MEMS 器件具有低功耗、一致性高以及微小型化的特点，易于集成在大批量生产的家用电器上使用。

得益于大规模制造能力，基于MEMS技术的气体传感器成本低、价格有竞争力，迅速获得消费品市场的青睐，是智能家电应用的首选类型。

金属氧化物MEMS气体传感器工作原理

金属氧化物MEMS气体传感器所用气敏材料主要是微纳结构的SnO₂、WO₃、ZnO、In₂O₃等半导体材料。微纳结构气敏材料比表面积大，空隙结构丰富，表面和内部活性高。在空气中，其表面能大量吸附氧分子，在一定的加热温度下，其化学吸附的氧将以O^–或O^2-的形态存在，由于这些负氧离子的吸附，材料表面形成一定的电子耗散层，导致材料粒子间产生高势垒，引起材料表面电阻增大。当遇到还原性气体（如 H₂、CO、CH₄ 等）后，还原气体与吸附在表面的负氧离子发生反应，并将氧捕获的电子释放回半导体材料表面，从而使材料电阻降低。为了有效提高半导体材料对气体的选择性和灵敏度，通常采用复合、掺杂、活化等方式提高材料的响应特性。

金属氧化物MEMS气体传感器在家电领域的应用

当前，用户对家居环境空气污染、冰箱和洗衣机等使用中异味问题关注度越来越高。气体传感器作为检测气体气味的核心部件，已被广泛用于空调、空气化净器、油烟机等产品中，也被集成为空气盒子专门用于气体检测。随着家电产业不断往智能方向升级，气体传感器的使用量将会飞速增长。

在家电场景，气体传感器感应的气体类型主要有：

• 挥发性有机化合物（VOC）气体，如甲醛、苯等VOC。
• 可燃气体，如CH₄、CH₂F₂（R32）、C₃H₈（R290）、C₂H₄等。
• 毒性气体，如CO、H₂S、SO₂、NOx等。
• 其它特定功能气体，如O₃、NH₃等。

目前市面上常见有空调、空气净化器等针对甲醛、苯、甲苯等挥发性有机物增加气体检测模块，当污染气体超标时，适时启动空气净化功能（如联动新风系统或者打开负氧离子设备等），达到室内污染检测与治理相结合的目的。

还有一些高端冰箱可以通过气体传感器感应腐坏变质的食物释放出的气体，分析果蔬新鲜度，甚至结合AI算法，进行气味感知。

气体传感器在家电领域的创新性应用不断被开发出来，需求量也发生数量级的改变。展望气体传感器发展前景，日益多元的应用将创造更加庞大的市场规模。

目前，虽然对于家用级别的应用，金属氧化物MEMS气体传感器已能满足需求，但是尚还存在着检测精度低、抗干扰（稳定性）差的问题。尽管这些器件固有的问题可能短时间内无法解决，但还是可以采用算法进行补偿提升，将多个相同或者不同类型气体传感器组成传感器阵列，对其信号进行加工处理，采用先进的算法，获得更多有价值的信息等方式，提高测量模组的性能。

选择一款金属氧化物MEMS气体传感器的主要技术参数

灵敏度误差
气体传感器在规定浓度标准气体下稳态输出值与洁净空气中稳态输出值的比值S，相对灵敏度标称值S0的偏离程度。当然是误差越小，表示产品越好。

灵敏度漂移
气体传感器使用一段时间后其灵敏度会发生变化，变化的越小，表示其性能越稳定。

零点漂移
在洁净的空气中，气体传感器上电充分预热达到稳态后，在规定的时间内其输出值的变化。一般情况下，气体传感器选取洁净空气时的输出作为基线，但在长期工作中，相关性能会发生变化，导致该基线发生漂移，从而发生误检测。因此，一款好的气体传感器应保持输出值的稳定。

响应时间
气体浓度阶跃变化一定量时，气体传感器输出达到其输出变化量的规定百分比（如63%，90%等）时所需要的时间。响应时间越短，表示感知的越快。

恢复时间
气体传感器脱离被测气体至传感器恢复到脱离前在被测气体中输出稳定值的10%时所需的时间。

此外，还应针对气体传感器的使用环境，进行环境适应性试验，以确定其是否能满足应用需求。

未来，气体传感器行业将继续往低成本、功能化、集成化、微型化、智能化等方向发展，升级换代速度持续加快。