诺联芯:引领NDIR气体传感器持续创新,实现应用场景“百花齐放”

MEMS 2021-12-25 00:00

微访谈:诺联芯董事长兼总经理郭安波



采访背景:苏州诺联芯电子科技有限公司(以下简称“诺联芯”)是一家专注于气体检测技术和产品的高科技公司,公司以高灵敏度非色散红外(NDIR)气体传感器为技术核心,同时,在红外光源阵列、气体传感器智能变送板等方面拥有多项专利和技术储备。诺联芯具备红外气体传感器的设计、制造、封装调试的全流程研发能力,在国内已有几百家的使用客户。公司的气体传感器产品现已广泛应用于环保、医疗、工业安全、电力电网、石油化工、核工业、钢铁冶金等领域。时隔两年,麦姆斯咨询近日再次采访了诺联芯董事长兼总经理郭安波先生,让我们一起了解这家气体传感器新锐厂商的最新进展。


诺联芯董事长兼总经理郭安波


麦姆斯咨询:郭总,您好!感谢您接受麦姆斯咨询的采访!首先请您介绍一下诺联芯这两年的发展情况。


郭安波:诺联芯近两年主要致力于气体传感器产品的市场推广和新品研发。在近两年中,诺联芯的自主客户数量由原来的175家增加到452家,上升了158%,自主研发产品的销量上升了240%。在此期间独立研发出C₂H₂、C₂H₄、C₆H₁₄、CH₂F₂、CHCl₃、CHClF₂、COS、NH₃、SF₆、SO₂F₂等气体传感器,已陆续投放市场。

诺联芯自主研发的NDIR气体传感器


麦姆斯咨询:诺联芯在非色散红外(NDIR)气体传感器方面有哪些新的突破?


郭安波:我们的NDIR气体传感器有如下几点突破:


1. 成功研制出可以检测高浓度(0~100% VOL)的CO、CO₂、CH₄气体传感器。


2. 成功研制出低交叉干扰的CO、CO₂、CH₄气体传感器。


3. 气体传感器新增恒温加热功能,有效防止被测气体中水蒸气的冷凝。


4. 升级了气体传感器固件,0点和Span点可以分开标定,也取消了标定浓度点的限制,客户使用更方便。


5. 新增了高频率的固件,客户可以短时间内采集更多的气体数据来分析。


麦姆斯咨询:诺联芯为何选择NDIR气体传感器作为自己的主打产品线?相比其他气体传感技术,NDIR有哪些优势?


郭安波:因为本人在气体传感器行业有17年的从业经验,深知NDIR气体传感器未来有很大的需求空间,结合我国NDIR气体传感器一直被国外垄断的情况,因此我决定选择仪器核心部件——NDIR气体传感器,作为诺联芯首个主打产品。


NDIR气体传感器的优势包括:


1. 分辨率高,CH₄的分辨率可以达到10 ppm以下,CO的分辨率可以达到1~2 ppm,二氧化碳(CO₂)的分辨率可以达到1 ppm以下。


2. 波长宽,诺联芯NDIR气体传感器的波长已经覆盖3~13μm宽广的中红外领域。


2. 检测精度高,误差在1% FS~2% FS。


3. 响应速度很快,最快的T90可以达到3秒。


4. 尺寸小,传感器的长度小于13 cm。


5. 本土技术支持,实时性强,支持语言为中文。


麦姆斯咨询:诺联芯NDIR气体传感器的典型应用及客户有哪些?


郭安波:目前我们的NDIR气体传感器典型应用有:
1. 水中TOC分析。
2. 空气中含有机碳颗粒物分析——OCEC。
3. 空气中TVOC催化氧化后的检测。
4. 焚烧炉入口和活性炭吸收炉入口VOC浓度监测。
5. 烟气排放CO、CO₂和CH₄监测。
6. 电力开关柜系统SF₆分解产物的分析。
7. 医用人体呼末CO₂分析和呼出CH₄分析。
8. 核燃料的气态氟化物的在线监测。


我们的典型客户有:聚光科技、汉威科技、先河环保、空气化工(Air Product)、中节能天融、泰林生物、力合科技、杭州泽天、上海速跃、沃森能源、深圳无眼界等。



人体呼出的甲烷浓度是消化道内细菌群落的指标气体,医生通过检测人体呼出的甲烷浓度,可以知道病患体内的菌群状况。这和减肥是密切相关的。人体呼出的甲烷浓度只有0~50ppm之间,并且要排除其他呼出气体的干扰,例如水蒸气、O₂、CO、CO₂和VOC等。所以检测难度是很高的。


诺联芯自主研发的NDIR甲烷气体传感器


另外一个很高端的应用就是用NDIR传感器在线检测核燃料的氟化物,例如铀、钚、钍的氟化物。随着我国核燃料化工厂的建设,这方面的需求会形成批量。该应用需要在很高的温度条件下长期使用,我公司的传感器已经实现了高温应用,但克服氟气的腐蚀还需要继续研发。

麦姆斯咨询:NDIR气体传感器高成本的瓶颈在哪里?在降成本方面,诺联芯采取了哪些有效举措?


郭安波:高成本主要是在结构件和部件镀金,占到成本的2/5。最近电子物料成本上升,基本没有下降空间。目前我们正在研发低成本的版本:K1系列,用于高浓度CO和CO₂的分析,今后K1系列的价格会大幅下降。在K1系列中我们考虑采用铝合金的结构件,代替第一代LARK-1中的不锈钢镀金件,所以结构成本就大幅下降了。但是既要结构件成本大幅下降,又要让光路耐腐蚀,在技术上是极大的挑战。该新产品每年可以带来数百万元的销售额。

麦姆斯咨询:诺联芯NDIR气体传感器产品组合日益完善,和国外大厂相比,性能或技术水平处于什么地位?


郭安波:目前国内高端NDIR气体传感器的竞争环境并不激烈,能够和诺联芯对标的国产气体传感器很少。这主要得益于诺联芯深入的市场研究和高投入的产品研发。


诺联芯的产品和技术跟德国SmartGas相比,高端产品性能比SmartGas好,例如CO、CO₂、CH₄、SF₆、SO₂F₂。SmartGas销量最大的是低端SF₆传感器,价格在1300元左右,这一应用领域诺联芯还没有产品跟他们竞争。


诺联芯LARK-1LMCT CO传感器和SmartGas公司产品性能指标对比


麦姆斯咨询:请您谈谈未来几年NDIR气体传感器产业的竞争格局预计将会如何发展。


郭安波:在我看来,首先,市场竞争对手不会增加很多,因为分析级NDIR气体传感器研发和生产技术壁垒非常高,市场也非常分散。竞争对手很难在短时间内追赶诺联芯,即使投入也很难在短时间内收回研发成本。其次,诺联芯会快速地抢占既有的市场和新兴的市场。现在的传感器销售收入有一半来自于既有的市场,另外一半来自于新兴的市场。新兴市场的技术门槛更高,一般的竞争对手连应用还没有摸清楚,我们已经在批量供货了。

麦姆斯咨询:近年,气体传感器在市场应用和需求端有哪些值得关注的变化?碳中和概念下的二氧化碳(CO₂)排放监测关注度日益增高,诺联芯有哪些落地的案例可以分享。


郭安波:大气中CO₂监测将成为一个热点。我们现在卖得最多的就是小量程的CO₂传感器。该产品就是诺联芯迎合“碳中和、碳达峰”概念的好产品。该产品的分辨率只有1 ppm,长期漂移量可以做到±25 ppm/月。我们也在积极地研发低浓度的N₂O传感器,应对温室气体的监测应用。

麦姆斯咨询:NDIR气体传感器未来的发展方向如何?


郭安波:将来的发展方向应该包括以下几个:


1. 高性能,气体传感器分辨率更好、精确度更高、长期稳定性更好。


2. 多气种,随着技术的进步,高性能的红外光源、高灵敏度的探测器即将进入实用,能够探测的气体种类也越来越多。


3. 民用CO₂传感器的集成度越来越高。民用CO₂传感器的使用量越来越多,这已经成为了一个巨大的市场,当然,竞争也是非常激烈的。

麦姆斯咨询:同为红外气体传感器,光声光谱法(PAS)气体传感器也已经进入实用阶段,和NDIR气体传感器相比,两者各有何优势和劣势?未来前景如何?


郭安波:PAS应该是一种很有应用前景的气体传感器技术,主要应用在民用场合。它最具竞争优势的地方是体积小,价格便宜,用MEMS麦克风替代了红外探测器。但它目前只能应用在室内CO₂的监测上,很难应用到工业场合,因为分辨率、温漂、长期稳定性、环境适应性都还不能做得很好。NDIR气体传感器的优点就是分辨率好、温漂小、长期稳定性好、环境适应性强。


NDIR和PAS两种气体传感技术会沿着不同的应用场景各自发展。民用的传感器采用PAS技术,而工业应用的传感器还是会采用NDIR。

麦姆斯咨询:诺联芯目前是否有融资计划?获得资金后将有哪些具体的规划?


郭安波:目前我们的确有融资计划。获得资金之后,我们将投入到大批量生产、扩大销路、拓展新的应用领域,以及新产品研发,例如医疗用NDIR气体传感器。简单地说,就是增加产品的应用宽度和产品的技术深度。有一些比较特别的应用领域,我们不便在采访中透露,还需要私下面谈。

麦姆斯咨询:最后,请您畅谈一下诺联芯未来三年的企业愿景!


郭安波:未来3年,我们的产品系列会增加2个,从LARK-1系列拓展到低端的K1系列和更高端的LARK-2系列;应用领域从目前的环保、电力再拓展到高端的军用、安防和医疗用传感器。诺联芯的销售额会稳步地增长,每年的销售额增长会在50%以上。3年后,诺联芯的销售额将会增长到数千万元。期间,并不排除诺联芯会和其他厂家联合研发出高端的气体传感器或气体分析仪,投放到一些特别的高端应用领域中去。


诺联芯产品路线图


在这3年中,诺联芯将从一个创业公司进化到一个稳定增长的红外气体传感器领军企业。


气体传感应用“百花齐放”,欢迎各行各业的的朋友交流与合作,我的联系电话:13817946390,微信:G13817946390。


最后,祝大家圣诞节快乐!



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