以上个世纪50年代为界，科学大发现已告一段落，从那时起，人们几乎没有发现产生重要学科的科学原理，也没有产生可以和爱因斯坦、玻尔、费米、普朗特、居里夫妇相比肩的伟大科学家，那个时代是科学史上巨匠辈出、群星璀璨的时代，我们现在使用的传感器其工作原理大都是那个年代发现的。

 07气体传感器划分多门类的原因

通过前面几期内容的介绍，我们至少可以判断常见的不同原理的气体传感器，如：半导体、催化、电化学、红外、PID等并无先进落后之分。

熟知的典型例子是PID，它擅长测试有机蒸气，却测不了甲烷，因为PID的紫外幅射能量要低于CH4分子的电离能，而没有能力解离甲烷分子。但红外气体传感器却表现优异，因此PID也不比红外先进，只是在有机蒸气测试领域PID是最佳选择。因此不同原理的传感器之间的完全替代的说法是很荒谬的，如红外气体传感器替代催化元件，催化元件替代半导体气体传感器等。这种想法产生的根源在于对于发展成熟的产品，人们通常会赋予超出其能力的任务。

在这种背景下，一个先进与否的传感器应更多的从工艺技术角度去判断，新的工艺技术导致的直接结果是制造过程的可控与高效，进而导致产品的可靠性、一致性的大幅度提高以及成本的降低，而且可以激发新的应用，为企业带来新的增长。

 典型比对：

 平面厚膜vs管式厚膜半导体气体传感器；

 集成式红外vs分立器件组合式红外气体传感器；

 激光红外气体传感器vs分立器件组合式红外气体传感器；

 MEMS半导体气体传感器vs平面厚膜半导体气体传感器；

 固态电化学电解质气体传感器vs液态电解质电化学气体传感器等。

需要注意的是新的工艺技术要经历很长时间才能成熟，成熟之前其性能很难与传统工艺相匹敌，但这并不能否定其先进性。

如果以催化元件为起点，目前众多门类的气体传感器的诞生在于两方面的驱动。

一是我们除了测瓦斯，还需要测別的气体如CO、H2S等，而催化元件无此能力。人们只有开发能胜任新任务的传感器，并且希望新开发的传感器是一种多任务传感器以替代催化元件，但一直没有成功。电化学传感器就是这么诞生的，显然，我们不能说电化学比催化先进或反之。

另一个驱动力是基于催化元件在测量瓦斯时有很恼人的问题如中毒导致寿命短、结构漂移导致测量误差大到难以预防瓦斯爆炸等。

解决问题的路径两条，其中一条就是开发另一种原理的传感器；另一条是改善催化元件。

第一条导致了半导体、小型红外传感器的诞生。但是到目前为止半导体在井下已彻底失败，红外除了在井下特定性区域获得小范围商业应用外，也没有成功。

另一条通过化学、物理、结构等方面进行的持续改善的努力取得的进展使催化元件继续保持强大的竞争能力。

在此，我们仍然不能说红外是先进的，催化是落后的。但是红外在很多其他领域的成功应用也充分证明了其价值。这里面隐含了一个重要的理念：适合的就是最好的，适合不适合一要看对传感器应用对象、领域的准确定义，二要看传感器对其擅长的检测任务的胜任能力，三是要看经济性。

什么是先进传感器技术，这个问题有点复杂。需要从两方面看即从科学原理和从技术路线看。

以煤矿用催化瓦斯传感器为例：最早的瓦斯传感器是瓦斯灯，就是在矿下点燃油灯，瓦斯浓度的变化可以使灯焰的高度发生变化，这应该是历史上最早的气体传感器，也用了很多年，它最大的问题首先是灵敏度低，如：1%浓度和5%浓度没什么差别；其次是信号传输即粉尘、距离可能导致看不清；再次难隔爆。最终的结果是预防事故发生的效果不好。

具有现代意义的气体传感器是由美国人在1943年发明的，即催化元件的原生版铂丝线圈。

首先这个传感器科学原理先进，这个科学原理使传感器可以把气体信号延伸变成可读数的电信号、可传播的声信号乃至光信号。

其次工艺技术路线先进，即能够使用工业化的手段让产品易于大规模制造并更容易对制造过程进行管控使产品更以大规模制造，性能也更可靠。

现在的催化元件是在此基础上加上催化载体并不断进化的结果，在以后几十年的演变中催化元件只是通过优化技术路线逐步进化改进（没有巅覆），改善稳定性、提高灵敏度、降低功耗、延长寿命等，因而目前使用的催化元件与当初的Pt线圈相比技术路线先进多了。

气体传感器为什么会有这么多门类？通俗讲，要测的气体总类太多，应用环境要求多样，任何一类传感器其擅长的检测对象都很有限，也算是传感器之术业有专攻。

不同种类的传感器相互之间应用上虽然会有交叉，但在各自擅长的领域，却很难相互取代。如催化及红外元件做不到比半导体更耐用、低价和方便，因此在家报领域，催化和红外取代半导体是极难的。红外做不到比催化更低价和方便，因此在中低端工报领域红外取代催化是极难的，而在室温二氧化碳检测方面，红外几乎是唯一选择等等。