大气TVOC传感材料技术新突破：解决了户外大气环境温湿度变化对传感器输出性能的影响，实现了24小时在线大气TVOC值的精准高频监测，其输出数据与在线质谱仪结果符合度超过90%

图1：我司两台含有TVOC传感器的监测设备（蓝、红色折线）与质谱仪（绿色折线）的监测数据对比。注： GCMS的TVOC值是通过质谱设备，1小时采集1次频率，将大气环境中116种VOC的浓度值总和而得。

   目前城市大气环境监测站用的质谱仪，一般是采用同时测定环境空气中116种挥发性有机物（包括苯、四氯化碳、氯苯、丙烯、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷等），从而实现对大气环境的全面监测。然而，这种方法存在采样频率较低的问题，通常是采用半小时富集空气中的微量TVOC，然后再经过半小时的测试分析后，最后给出大气的各VOC的实际浓度值。因此这导致用GCMS在线监测，在长期监测中可能遗漏部分短时间内的环境气体迅速变化的数据。

   中科微感技术团队，以实际应用为目标，分别在宁波和上海两地，进行长达五个月的MEMS传感器模组与质谱仪在户外的同步同点进行大气TVOC的在线监测。以最新在宁波监测的连续14天的数据结果为例，如图1所示，中科微感的传感器在ppb级别的大气TVOC监测结果上不仅大部分趋势与质谱仪非常接近，而且还能弥补GCMS监测速度慢的不足之处。另外，图1结果也显示2个MEMS传感器模组的高度一致性。

   质谱仪由于其工作原理，在快速环境变化的情况下（如图中蓝色椭圆），未能及时监测到短时间内的变化，导致数据出现零点。而我司TVOC传感器能够每5秒采集一次数据，敏锐地捕捉到了环境气体中的细微变化，从而实现更精细化的监测。如图中红色椭圆所示，曲线中存在小部分质谱仪有响应但TVOC传感器未能监测到的波动，原因为TVOC传感器对于当时环境中的部分气体，如丙烷、丙烯响应性较低。

图2 是我司在上海进行的大气环境监测，数据表明多颗传感器拥有良好的一致性。

优异传感器性能——助力大气网格化监测

中科微感的MEMS传感器采用了新型纳米敏感复合材料薄膜技术，通过先进的半导体膜层沉积工艺和优化的MEMS衬底结构，使传感器具备了优异的气敏性能和高一致性。传感器设计微型化，能够轻松集成到摄像头等设备中，还具有高灵敏度和快速响应时间，使得大气网格化监测更加实时、准确以及经济。

在具体应用中，中科微感的大气TVOC传感器展示了出色的性能：

l 高稳定性：独特的复合纳米膜层结构降低户外大温差对其响应性的影响，提高其对大气TVOC的普遍响应性；

l 高一致性：随机抽取晶圆级生产的传感器，组成的TVOC模组，在户外长期监测中，发现其变化趋势高度的一致性；

l 高响应性：传感器能迅速响应环境变化，实时监测环境中ppb级TVOC的变化。

借助这些优势，中科微感的MEMS基大气TVOC传感器应用于大气网格化监测，不仅大大降低了监测成本，还实现了高效、实时的环境监测，提供了质谱仪所无法比拟的细节和灵敏度，并能够和质谱仪进行互补，提供更全面性的数据支持。这一突破将推动环境监测技术的发展，为实现更精准的大气污染防控提供坚实的技术支持。

中科微感将继续致力于传感技术的创新，不断提升传感器的性能和应用领域，以更好地满足市场需求，助力环保事业的发展。我们相信，通过不懈努力，中科微感的传感器技术将在更多领域展现其卓越的优势和巨大的潜力。