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從金絲雀到光譜技術:氣體檢測技術的百年進化史

來源:深圳市英寶碩科技有限公司   2025年08月13日 11:29  
在氣體檢測技術的發展長河中,諸多有趣且意義深遠的故事交織,勾勒出這一領域從萌芽到逐步成熟的精彩軌跡。
時光回溯到19世紀的歐洲,煤炭產業蓬勃發展,而在危險的礦井下,金絲雀充當了早期的 “氣體檢測員”。由于金絲雀肺部較小,血液循環速度遠快于人類,這生物學特性使它們對有毒有害氣體格外敏感。在礦井作業時,一旦金絲雀出現豎起羽毛、尖叫、昏厥甚至死亡等異常狀況,就如同拉響了警報,礦工們必須緊急疏散,以躲避可能存在的致命氣體威脅。可以說,金絲雀在那個時期為保障礦工生命安全發揮了至關重要的作用。令人唏噓的是,直到百年后的2000年左右,包括沿海地帶的深圳廣州,在些市政工程上一些小包工頭為省錢還在使用此項技術。由于鳥類長期接觸低濃度的CO,H2S產生了抗性,沒能及時報警造成了人員傷亡的事故也不罕見。
隨著時代的進步,專業的氣體檢測設備和公司開始涌現。1928 年,Oliver Johnson博士和Phil Williams在加利福尼亞州帕洛阿爾托創立了Johnson-Williams Instruments,也就是廣為人知的JW Instruments。這家公司意義非凡,它不僅是世界上第一家氣體檢測公司,更是硅谷的第一家電子公司。在氣體檢測領域,JW Instruments堪稱創新先鋒,成功制造出便攜式氧氣檢測儀,還推出了第一臺可同時檢測氧氣和可燃氣體的儀器,為氣體檢測技術的發展奠定了重要基礎。
約翰?海因里希?德爾格于1889年創立的 Draeger公司,同樣在氣體檢測行業留下了濃墨重彩的一筆。該公司秉持 “將技術轉換為生命的技術” 這一理念,歷經一百多年的風雨洗禮,至今仍在氣體檢測領域占據重要地位,猶如汽車界的勞斯萊斯般備受贊譽。上世紀90年代,Draeger進入中國市場,為中國培養了大量專業的氣體檢測人才,有力地推動了中國氣體檢測行業的發展。
提到 Draeger,就不得不提及梅思安(英文簡稱 MSA)。這家成立于 1914 年的百年企業,在中國氣體檢測行業有著 “黃埔軍校” 的美譽。有趣的是,它最初的產品并非氣體檢測儀器,而是小型急救包,或許是當時相關傳感器配套產業尚未成熟的緣故。

 

在中國,氣體檢測行業也有著自己的發展脈絡。上世紀七十年代,燕山石化儀表廠成立,成為中華人民共和國第一家氣體檢測企業。同一時期,北京科力恒在氣體檢測領域也成績斐然,不過后來被美國華瑞全資收購。
上世紀七十年代,光電離檢測技術(PID)迎來了首次商業應用。美國HNU公司開發出一款型號為HNU-101的手持式儀器,用于檢測化工生產廠的揮發性有機化合物(VOC)泄漏。這一技術的應用不僅解決了實際生產中的檢測難題,還催生了氣體檢測行業的一家企業——美國華瑞Rae,其由杰出華人創辦,在行業內聲名遠揚。

 

離子遷移譜(IMS)技術也是一項從實驗走向現場應用的快速檢測技術,其發展也是起起伏伏,一度被業界棄用到廣泛應用于爆炸物及CWA檢測。IMS被稱為常壓質譜,隨著漂移管、離子門等核心技術的不斷完善,利用其對劇毒無機物的高靈敏度特性,可以和PID及EC傳感器組成整列形成強大的多氣體快速定性定量能力。德國Airsense公司在這個領域最早推出了商業化的產品GDA系列。

 

與其它技術一樣,小型化也是氣體檢測技術發展的方向。隨著MEMS技術的突飛猛進及消費電子類行業如空調、汽車等行業對氣體檢測需求的突起,如果能在可靠性,重復性及交叉干擾等技術難點上有突破,MEMS技術一定會成為值得期待的氣體檢測發展方向。


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