氣體傳感器在工業安全領域的銷量是最大的，產值大約占到60%。工業安全類的傳感器的全球出貨量約500萬只。

工業安全的分類比較多，凡是有可能產生氣體爆炸、窒息或中毒的場合都會用到，這些場合包括：煤礦、天然氣、鋼鐵廠、石油開采、煉化、空氣分離、石油化工、煤化工、氨化工等。

在煤礦和天然氣工業安全領域的應用

最近十年，中國煤礦的產能大增，隨著礦難的頻發，國家在煤礦安全上頒布了大量的法規和行政命令，因此用在煤礦里的氣體傳感器數量快速增長。主要需要檢測的氣體是CH4、CO和H2S。CH4傳感器的用量每年約100萬只，CO傳感器約10萬只，H2S傳感器約1萬只。因為霧霾天和燃煤之間關系密切，國家從環保戰略考慮，要求減少燃煤。因此，從2013年下半年開始，礦用儀表企業的產品銷售量呈現下跌趨勢。到目前為止，還看不到緩解的趨勢。

天然氣行業卻得益于國家的環保戰略。燃煤消減的這部分能源供給，需要天然氣、核電、風電、太陽能發電來填充，其中絕大部分需要天然氣來填充。天然氣行業所需要的檢測的氣體包括：CH4、CO、H2S、O2。天然氣行業利潤較高，因此可以接受的安全儀表價格也較高，性能要求也較高。天然氣管道沿線都會有加壓站、每個加壓站內幾乎都會配紅外原理的CH4檢測儀表。每個加壓站之間的距離少則1、2公里，多則7、8公里，因此計算一下中國天然氣管道就知道大概需要多少儀表了。除了管道，沿海的LNG船只的接氣站也需要配置大量的氣體監測儀表。隨著燃氣商用車的大量推廣，車載的低成本天然氣監測儀表的需求也是會有爆發式增長的。

在石油開采和煉化工業安全領域的應用

在石油開采、除雜質、運輸的過程中也會用到大量氣體檢測儀表和傳感器。石油成分很復雜，不僅含有大量液態烴，還含有水、泥沙、CH4、CO、H2S，以及揮發出來的有機物氣體VOC。石油工業安全隱患有兩點，一是爆炸和燃燒，二是毒氣擴散導致人體中毒。所用到的傳感器包括：

1. 催化燃燒原理和紅外原理的CH4傳感器，全中國所用到的量大約20萬只，用在固定表和便攜表中。

2. 電化學原理的CO和H2S的用量差不多，各5萬只左右。

3. 測VOC主要靠光離子化傳感器PID。和石油煉化、化工合并在一起，銷量約5千只。

現如今，石油最主要的用途還是提煉成汽油、煤油、航空煤油、柴油，這個產業叫煉化。在提煉的過程中，石油裂解的成分非常復雜，而且還有加氫工藝。因此，所需要測的氣體包括CH4、H2、CO、H2S、C2H6、C2H4、C3H6和很多種VOC。提煉完成的油品需要大型的儲油罐儲存，為提供漏油預警，在儲油罐和管線周邊都要安裝氣體監測儀。油品的揮發性各不相同：汽油揮發性最強、柴油較弱、航空煤油最弱。要偵測到油品的泄露，最理想的還是用能夠檢測到ppb-ppm級別VOC的PID，但價格也是最貴。

在鋼鐵冶金工業安全領域的應用

鋼鐵冶金是氣體傳感器應用的大戶，所用到的傳感器種類不多，但數量較大。

鋼鐵冶金的流程粗分為煉焦、礦石燒結、煉鐵、煉鋼、連鑄、初軋、熱軋、冷軋。在絕大多數流程中都要用到氣體，或產生氣體。鋼鐵冶金的原料主要是煤和鐵礦石，所用到的氣體傳感器主要是：CO、O2、H2、CO2。

從煤礦企業買來的煤是不能進入高爐煉鐵的，它需要在焦爐中干餾成焦炭，為的是去除硫、氮等雜質，并提高熱值。焦爐會產生大量的CO(<10%)和H2(約60%)，每小時的產生量以十萬立方米計。焦爐煤氣熱值較高，每小時的產生量以十萬立方米計，一般用來發電。

燒結好的鐵礦石，一般稱為球團礦，它和焦炭一起投入高爐中，在內部產生氧化還原反應，生成鐵水、CO2(約10%)、CO(約30%)、H2(約1.5%)等，如果用的是含硫多的礦石，還會產生SO2。高爐煤氣熱值較低，每小時的產生量以百萬立方米計。

鐵水煉成鋼需要經過轉爐和精煉的工序，通入純氧，加生石灰，從而降低C、H、S、N、P的含量。加入合金元素后，就煉成鋼了。轉爐煤氣中CO含量約60% - 70%，熱值居中，每小時的產生量以萬立方米計。

CO傳感器在鋼鐵行業大量使用，年使用量約10萬只。另外，H2、O2也有使用，但比CO傳感器的量要小很多。鋼鐵環境比較惡劣，固定儀表需要長期穩定性較好的傳感器，而便攜表壽命較短，所以所需要的傳感器也不需要壽命特別長的。

在空氣分離和燃氣工業安全領域的應用

空氣分離和燃氣領域需要的氣體傳感器往往是超小量程或大量程，高精度，高價格的傳感器和儀表。其需求量很小，主要是微量氧氣傳感器、紅外CO傳感器、紅外CO2傳感器和紅外CH4傳感器。

空氣分離企業的氣體產品主要是O2、N2、He、Ar。這些氣種廣泛用于鋼鐵、石化、醫療、半導體、民用領域。N2、He、Ar氣體的純度測量主要依靠測量氣體中的殘留O2來推算，O2濃度以ppm計，低的可以到1ppm。每個空分企業所用的微量氧分析儀數量為2-3臺。

和空分所用傳感器和儀表類似的是燃氣領域。最常見的燃氣生產廠，是用煤和水生產水煤氣的煤氣廠。在水煤氣中，含有高濃度的CO和H2，O2在里面如果濃度過高是有爆炸危險的。因此，需要將水煤氣中的O2去除，降到6000ppm以下。在6000ppm的濃度附近，比較合適的技術是順磁氧氣傳感器。CO、CO2濃度較高，用紅外傳感器比較合適。H2濃度也很高，目前為止還沒有比較廉價且精準的直接測量方法，主要靠間接的方法來推算。水煤氣生產過程中，CO、CO2、H2、O2的測量是在線式的，需要實時監控。

在半導體工業安全領域的應用

以硅材料為主體的半導體工業中，涉及到種類繁多的氣體，實現氣相淀積、離子注入、等離子刻蝕、鈍化保護等工藝過程。

半導體工業中的安全隱患主要是有毒氣體和腐蝕性氣體。其中，毒性較強的氣體包括鍺烷(GeH4)、磷烷(PH3)、砷烷(AsH3)、氫化銻(SbH3)、三氟化磷(PH3)等，毒性較弱但具有刺激性的氣體包括氨氣(NH3)、硅烷(SiH4)、三氟化硼(BF3)、四氟化硫(SF4)等，具有強腐蝕性的氣體包括SiF4、HF等。其中，用于硅及其化合物氣相淀積最常用的硅烷在室溫下濃度超過1%時在空氣中會發生自燃，容易引起火災；而用于外延、摻雜等工藝的磷烷、砷烷，則具有強烈的血溶性毒性，是和硅烷一起作為半導體工業中最主要的檢測氣體；在III-V族材料刻蝕中常常用到氯基的氣體，容易引起眼及上呼吸道刺激癥狀，一般報警點在8ppm左右；還有一些氣體，例如SF6，主要用于硅及其化合物的刻蝕，雖然純品無毒，但在高溫電弧作用下會分解成一系列有毒的氣體，包括SF4、S2F2、HF等，因此這些含硫或含氟的有毒氣體也是半導體工業中重點監控的對象。

由于半導體工業中的危害性氣體種類繁多，每個半導體行業的工廠都會需要大量的氣體報警儀，目前該領域中應用的氣敏元件絕大多數是電化學氣體傳感器。近年來，國內一些研究所、高校也開始陸續開始建立中小規模的半導體加工線，加上電化學傳感器一般的使用壽命在1年左右，使得這類氣體傳感器的年需求量呈迅猛上升趨勢，每年都有15%左右的增長。在半導體工業中所使用的傳感器數量隨著半導體工業的波動周期而波動。國內尚無一廠家提供專門針對半導體領域的安全儀表，國外的廠家有霍尼韋爾和日本的理研。

在煤化工工業安全領域的應用

隨著石油價格的走高，煤化工的經濟價值得到了凸顯。拿一個簡單的數字做例子，1.5億噸煤可以轉化成2800萬噸成品油，外加205萬噸聚烯烴，效益可想而知。

煤化工的技術路線主要是三條：煤干餾、煤氣化和煤直接液化。

1 煤干餾產品鏈

煤干餾的產物是焦炭、半焦、煤焦油和煤氣。我們這里主要介紹一下焦爐煤氣，一般每噸干煤可生產焦爐氣300-350立方米。其主要成分為氫氣(55% - 60%)和甲烷(23% - 27%)。高溫干餾煤氣H2量高，可用于生產甲醇、合成氨。甲烷可用于生產人工天然氣。在這個領域電化學的H2、CO傳感器，催化燃燒和紅外的甲烷傳感器都會用到。少量高端傳感器用于化學分析，大量中低端的傳感器用于檢漏。

2煤氣化產品鏈

煤氣化技術下游產品有氫氣、一氧化碳、合成氨和甲醇。從CO和H2出發，可以制取幾乎所有的基礎有機化學品，如甲醇、甲醛、甲酸、甲胺、乙酸、乙酸酯、乙二醇、乙二酸、光氣和農藥除草劑等。而合成氨主要下游是尿素。在這個領域電化學的H2、CO、NH3、環氧乙烷ETO和光氣傳感器都會用到。紅外的HC化合物氣體的傳感器也會用到，隨著成本的不斷降低，紅外技術會越用越多。

3煤直接液化

煤直接液化的產物有汽油、柴油和航空煤油。其產品和石油化工重合、但成本較石油化工低。測這些低揮發性的烴，主要靠紅外傳感器和光離子化PID傳感器。

除此之外，煤化工還可以制以下大宗商品：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、苯和苯酚。這幾種產品在單體的階段，主要靠紅外傳感器和PID來檢漏。

在石油化工工業安全領域的應用

石油化工包括以下四大生產過程：基本有機化工生產過程、有機化工生產過程、高分子化工生產過程和精細化工生產過程。

基本有機化工生產過程是以石油和天然氣為起始原料，經過煉制加工制得三烯(乙烯、丙烯、丁烯)、三苯(苯、甲苯、二甲苯)、乙炔和萘等基本有機原料。

有機化工生產過程是在“三烯、三苯、乙炔、萘”的基礎上，經過各種合成步驟制得醇、醛、酮、酸、脂、醚、腈等有機原料。

高分子化工生產過程是在有機原料的基礎上，經過各種聚合、縮合步驟制得合成纖維、合成樹脂、合成橡膠(即三大合成材料)等最終產品。

石油化工是精細化工的基礎，精細化工的原料大部分來自廉價的石油化工。精細化工為石油化工提供高檔末端材料，如催化劑、表面活性劑、油品添加劑、三大合成材料用助劑等。精細化工生產多項工業和尖端技術所需要的工程材料和功能性材料，取得高附加值。所以，一般認為精細化成都已成為衡量石化工業水平的尺度。

按照生產乙烯的能力，我們對全球的石化“巨頭”作一個排名，分別是：陶氏化學、埃克森美孚、殼牌、Sabic、等星、英國石油、雪佛龍菲利普斯、中國石化、阿托菲納、諾瓦。

有機化工原料種類繁多，按照產能對排名前20位的物種進行排序，并將測量其氣體的技術列在旁邊，供大家參考：

1.乙烯：紅外、電化學、催化燃燒； 

2.乙二醇：紅外、電化學、光離子化；

3.丙烯：紅外、電化學；

4.苯：紅外、光離子化；

5.苯乙烯：紅外、光離子化；

6.對二甲苯：紅外、光離子化；

7.環氧乙烷：紅外、電化學；

8.丁二烯：紅外、光離子化；

9.醋酸：紅外、光離子化；

10.苯酚：紅外、光離子化；

11.丙烯腈：紅外；

12.環氧丙烷：紅外、電化學；

13.醋酸乙烯：紅外、光離子化；

14.丙烯酸：紅外；

15.Alpha-烯烴：紅外；

16.鄰二甲苯：紅外、光離子化；

17.甲基丙烯酸甲酯：紅外、光離子化；

18.順丁烯二酸酐：紅外；

19.甲乙酮：紅外、光離子化；

20.1,4-丁二醇：紅外、光離子化。

以上有機產品，從產能最大的乙烯(全球產能是一億多噸)，到排名最后的一位1,4-丁二醇，也有100-200萬噸。這些物種，絕大多數都是有毒有害的，有的是致癌的。因此，氣體監測儀表需要在這些氣體或液體泄漏的時候，在最短的時間內發出警報，通知人員迅速撤離。所以說，工業安全，最終是要保證工業環境中人員的安全。