隨著科技水平的發展，氣體檢測在污染源檢測、醫療衛生、地震預報、礦井安全化工過程控制、石油勘探等傳統工業，乃至現在所有的新技術革命帶頭學科如新型材料、微電子學、生物科學等領域均有著越來越廣泛的應用。目前檢測氣體的方法和手段已經非常多了，主要包括電化學法、氣相色譜法、紅外吸收法、導熱法、半導體氣體傳感器檢測法。同時隨著人們生活水平的提高及社會發展，需要檢測的氣體種類也越來越多，由原來的還原性氣體（H₂、C₄H₁₀、CH₄等）擴展到毒性氣體（CO、NO_X、H₂S、NH₃、O₃等）以及與食品有關的氣體（魚品新鮮度的三甲胺、醋酸乙酯等），為了滿足這些要求，氣體檢測相關儀器必須具有較高的靈敏度和選擇性，重復性和穩定性要高，而且能大批量生產，性價比要求高。而半導體氣體傳感器具有的靈敏度高、對信息感應的速度較快、體積構成較小、質量要求較低等特點，在不同領域表現出了其應用范圍的廣泛性。

半導體傳感器種類很多，按照原理的不同有氣敏傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、離子敏傳感器和色敏傳感器，其中氣敏傳感器是用來檢測氣體類別、濃度和成分的傳感器。由于氣體種類繁多，性質各不相同，不可能用一種傳感器檢測所有類別的氣體，因此，能實現氣-電轉換的傳感器種類很多，按構成氣敏傳感器的材料又可分為半導體和非半導體兩大類，目前實際使用多的是半導體氣敏傳感器。

半導體氣敏傳感器是利用待測氣體與半導體表面接觸時，產生氧化和還原反應導致敏感元件的電導率等物理性質變化來檢測氣體的。半導體氣敏傳感器可分為表面控制型和體控制型，表面控制型：半導體表面吸附的氣體與半導體間發生電子接受，結果使半導體的電導率等物理性質發生變化，但內部化學組成不變；體控制型：半導體與氣體的反應，使半導體內部組成發生變化，而使電導率變化。

當半導體器件被加熱到穩定狀態，在氣體接觸半導體表面而被吸附時，被吸附的分子首先在表面物性自由擴散，失去運動能量，一部分分子被蒸發掉，另一部分殘留分子產生熱分解而固定在吸附處（化學吸附）。當半導體的功函數小于吸附分子的親和力（氣體的吸附和滲透特性）時，吸附分子將從器件奪得電子而變成負離子吸附，半導體表面呈現電荷層。例如，氧氣等具有負離子吸附傾向的氣體被稱為氧化型氣體或離子接收性氣體。如果半導體的功函數大于吸附分子的離解能，吸附分子將向器件釋放出電子，形成正離子吸附。具有正離子吸附傾向的氣體還有H₂、CO、碳氫化合物和醇類，它們被稱為還原型氣體或電子供給性氣體。

當氧化型氣體吸附到N型半導體上，還原型氣體吸附到P型半導體上時，將使半導體截流子減少，而使半導體電阻值增大。相反，當還原型氣體吸附到N型半導體上，氧化型氣體吸附到P型半導體上時，則截流子增多，半導體電阻值下降。

由于空氣中的含氧量大體是恒定的，因此氧的吸附量是恒定的，器件阻值也相對固定。若氣體濃度發生變化，其阻值也將變化。根據這一特性，可以從阻值的變化得知吸附氣體的種類和濃度。半導體氣敏的響應時間一般不超過1min，N型材料有二氧化錫（SnO₂）、氧化鋅（ZnO）、氧化鈦（TiO）等，P型材料有二氧化鉬（MoO₂）、三氧化鉻（CrO₃）等。

氣敏傳感器是暴露在各種成分的氣體中使用的，若工作條件較惡劣的情況下，氣體對傳感元件的材料會產生化學反應物，附著在元件表面，往往會影響使用性能。因此，對氣敏元件要求：能長期穩定工作，重復性好，響應速度快，共存物質產生的影響小。用半導體氣敏元件組成的氣敏傳感器主要用于工業上的天然氣、煤氣，石油化工等部門的易燃、易爆、有毒有害等氣體的監測、預報以及自動控制。

新西蘭空氣質量監測專家Aeroqual公司成立于2001年，一直致力于開拓相關空氣質量監測產品、技術及市場領域，相關技術產品應用于50多個國家的多種環境下的空氣質量監測。Aeroqual在傳感器技術、制造及校驗領域具有深入及全面的專業技術，Aeroqual制造的GSS傳感器采用金屬氧化物半導體（MOS）傳感原理，可測量O₃、NO₂、VOC，并自帶除氣器和過濾器，具有以下優勢：

1、 探測下限低：三氧化鎢（WO₃）材料粒徑很小，結構松散，比表面積大，對氣體高度敏感，O₃和NO₂探測下限低至1ppb。

2、 選擇性好：通過在金屬氧化物材料中添加敏化劑，結合溫度控制，可實現對不同氣體的高選擇性。

3、 嚴控零點漂移：定期切換到調零氣路，高溫分解半導體表面殘余的被測氣體，消除零點漂移，24小時漂移在1ppb之內。

4、 消除溫濕度影響：測量周期和調零周期均處于幾高溫下，從本質上消除溫濕度影響。

5、 長期穩定性高：僅在半導體表面發生反應，半導體內部化學結構不變。

因此，美國環保總署EPA在其推出的《空氣傳感器指南》中推薦了使用Aeroqual的NO2和O3傳感器。

森馥科技空氣質量事業部