气体监测仪器行业深度调研及未来发展现状趋势报告

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1、气体监测仪器行业深度调研及未来发展现状趋势报告落实人才优先发展战略，把人才资源开发摆在科技创新最优先的位置，在创新实践中发现人才，在创新活动中培养人才，在创新事业中凝聚人才，改革人才培养使用机制，培育造就规模宏大、结构合理、素质优良的人才队伍。发展新一代空天系统技术和临近空间技术，提升卫星平台和载荷能力以及临近空间持久信息保障能力，强化空天技术对国防安全、经济社会发展、全球战略力量部署的综合服务和支撑作用。增强空天综合信息应用水平与技术支撑能力，拓展我国地球信息产业链。加强空间科学新技术新理论研究，开展空间探测活动。开展新机理新体制遥感载荷与平台、空间辐射基准与传递定标、超敏捷卫星与空天地智能

2、组网、全球空间信息精准获取与定量化应用、高精度全物理场定位与智能导航、泛在精确导航与位置服务、量子导航、多源多尺度时空大数据分析与地球系统模拟、地理信息系统在线可视化服务、空间核动力等核心关键技术研究及示范应用。全面提升航天运输系统技术能力，开展新概念运输系统技术研究。科技创新基础制度和政策体系基本形成，科技创新管理的法治化水平明显提高，创新治理能力建设取得重大进展。以企业为主体、市场为导向的技术创新体系更加健全，高等学校、科研院所治理结构和发展机制更加科学，创新机制更加完善，国家创新体系整体效能显著提升。一、 培育充满活力的创新主体进一步明确各类创新主体的功能定位，突出创新人才的核心驱动作用

3、，增强企业的创新主体地位和主导作用，发挥国家科研机构的骨干和引领作用，发挥高等学校的基础和生力军作用，鼓励和引导新型研发机构等发展，充分发挥科技类社会组织的作用，激发各类创新主体活力，系统提升创新主体能力。二、 加强国家重大科技设施建设聚焦能源、生命、粒子物理和核物理、空间和天文、海洋、地球系统和环境等领域，以提升原始创新能力和支撑重大科技突破为目标，依托高等学校、科研院所布局建设一批重大科技基础设施，支持依托重大科技基础设施开展科学前沿问题研究。加强运行管理，推动大科学装置等重大科技基础设施与国家实验室等紧密结合，强化大科学装置等国家重大科技基础设施绩效评估，促进开放共享。围绕生态保障、现代

4、农业、气候变化和灾害防治等国家需求，建设布局一批野外科学观测研究站，完善国家野外观测站体系，推动野外科学观测研究站的多能化、标准化、规范化和网络化建设运行，促进联网观测和协同创新。三、 组织实施国际大科学计划和大科学工程面向基础研究领域和重大全球性问题，结合我国发展战略需要、现实基础和优势特色，积极参与国际大科学计划和大科学工程。加强顶层设计，长远规划，择机布局，重点在数理天文、生命科学、地球环境科学、能源以及综合交叉等我国已相对具备优势的领域，研究提出未来5至10年我国可能组织发起的国际大科学计划和大科学工程。调动国际资源和力量，在前期充分研究基础上，力争发起和组织若干新的国际大科学计划和大

5、科学工程，为世界科学发展作出贡献。四、 气体监测设备行业特有的周期性、季节性、区域性（一）气体监测设备行业周期性气体监测设备产品应用行业广泛，包括石油、化工、冶金、燃气、电力、食品、制药等下游行业，所以行业的周期性不明显。（二）气体监测设备行业季节性气体监测设备行业呈现一定的季节性。一方面与国内客户的采购流程相关，国内客户通常在年初确定采购计划，在年中进行招投标并集中于下半年签订订单，在第四季度完工。另一方面，国内客户（如石油、化工、钢铁、冶金、燃气、采矿、制药等行业客户；商场、加油站等需防火防爆、预防中毒、空气污染等场所）在春节前多存在相关部门的安全检查，客户会在第四季度集中采购和安装气体监

6、测设备以满足检查要求。（三）气体监测设备行业区域性由于气体安全监测设备主要应用于工业行业，在工业经济较为发达的地区，其安全监测设备需求更大，气体监测设备市场具有一定的区域性。五、 发展新型城镇化技术围绕新型城镇化领域的瓶颈制约，针对绿色、智慧、创新、人文、紧凑型城市建设，以系统工程理念为出发点，尊重城市发展规律，创新和改进规划方法，把生态环境承载力、历史文脉传承、绿色低碳等理念融入规划设计全过程，通过科技创新统筹引领城市规划、建设、管理等各个环节，研发系统性技术解决方案。加强城镇区域发展动态监测、城镇布局和形态功能优化、城镇基础设施功能提升、城镇用地节约集约和低效用地再开发、城市地下综合管廊、

7、地下空间合理布局与节约利用、城市信息化与智慧城市等关键技术研发，加强绿色生态基础设施和海绵城市建设技术研发，着力恢复城市自然生态；加强建筑节能、室内外环境质量改善、绿色建筑及装配式建筑等的规划设计、建造、运维一体化技术和标准体系研究，发展近零能耗和既有建筑改造技术体系，推进和提升节地、节能、节水、节材和环保技术在城市建设中的应用推广；加强文化遗产保护传承和公共文化、体育健身等公共服务关键技术研究，培育教育、文化、体育、旅游等城市创新发展新业态，推动历史文脉延续和人文城市建设。力争到2020年形成较为完备的新型城镇化建设和发展理论体系、共性关键技术和标准规范体系，推动城镇可持续人居环境建设和公共

8、服务功能提升，有力保障中国特色新型城镇化建设。六、 我国气体监测仪器仪表行发展特点（一）气体监测仪器行业准入门槛提高，产业整合加速近年来，随着中华人民共和国消防法中华人民共和国安全生产法的修订，国家明确安全生产工作以人民为中心，落实安全生产管理责任到各企业单位及负责人。安全监测产品作为安全管理的重要技术手段，得到监管部门和客户的高度信赖及认可。对于气体监测仪器仪表已经从是否具备检测设备的数量性要求，提升至准确、有效地反映监测和预警效果的质量性要求，这一转变导致行业门槛升高，缺乏技术和专业性的企业获取订单的能力下降，行业集中度有所提升。此外，随着气体监测仪器仪表产品与智能传感器、物联网等新技术的

9、进一步结合已成为行业发展趋势，客户的需求从单点报警功能逐步提升至系统化全面预警监测，尤其是大型优质客户需要构建体系化的安全监测远程控制系统，对生产企业跨领域复合型人才储备、技术积累等均有较高的要求，小规模的企业较难满足，因此产品单一、技术储备较少的小企业将逐步被淘汰出市场。（二）气体监测仪器行业产品结构正在向多层次方向发展气体监测仪器仪表按检测原理包括催化燃烧式、半导体式、热导式、红外线吸收式、电化学式等类型。随着气体检测产品应用场景逐渐深化，半导体式和催化燃烧式的气体检测仪器将凭借价格优势占据低端市场。电化学传感器和检测仪器具备体积小、功耗低、线性范围宽、重复性好等特点，在低浓度有毒气体、有

10、机蒸汽、酒精气体和氧气的高精度监测领域具有突出的综合优势。红外线吸收式的气体检测仪器凭借精度高、选择性好、可靠性高、不中毒、不依赖于氧气、环境干扰因素小、寿命长等优点，适用于监测各种易燃易爆气体。随着下游客户对于产品准确性、及时性、稳定性的要求不断提升，电化学式和红外线吸收式的气体检测仪器占据更广泛的中高端行业市场。（三）气体监测仪器行业市场前景广阔，产品应用领域不断拓展经过多年的发展，中国仪器仪表产业无论是技术还是种类都有了新的发展和壮大。未来仪器仪表将向微型化、多功能化、人工智能化、网络化等方向发展，满足不同领域的应用需求，推动各行各业的发展。目前，固定式探测器、便携式检测仪、报警控制器等

11、气体安全监测类仪器仪表广泛应用在环保、石油、化工等行业，监测生产现场的气体环境，防止因气体泄漏引起爆炸、火灾、中毒等事故，保障生产安全。随着安全管理的升级，气体安全监测逐渐由单一的产品向城市智慧管廊安全监测、城市生命线工程、工业智慧安全综合监管等领域创新发展，气体安全监测仪器也由选配设备变为必备设备，且对设备性能和功能要求不断提高，气体安全检测仪器的市场需求将得到进一步增长。七、 气体监测设备行业技术水平及技术特点（一）气体监测设备行业技术水平气体监测设备行业客户购买、使用的终端产品主要为气体探测器和报警控制器，该类智能仪器仪表的技术水平较为依赖传感器的性能水平。我国传感器行业发展主要经历三个

12、阶段，第一阶段以仿制为主的试制阶段，行业技术水平、产品标准及性能质量相对落后；第二阶段行业处于引进、消化国外先进技术及国内自行设计、开发相结合的发展阶段，产品标准逐步向国际标准靠拢，企业加工制造工艺及设备有了明显改进；第三阶段，行业进入以企业自主开发设计为主、吸收国外先进技术并重的发展阶段，国产传感器技术参数接近国际同类产品水平。由于国内传感器行业起步较晚，设计经验少，制造工艺精度较低，主要产品集中在半导体、催化燃烧等较为传统的传感器，只有极少数厂商具备红外气体传感器和PID原理传感器的研发及生产能力，美国、德国、日本等发达国家在传感器领域仍处于技术领先地位。气体监测设备需要根据零配件物理性的

13、差异、工艺变化、质量要求及设备的精度变化等特点设计生产，除传感器因素外，其技术水平主要体现在设备的设计、制造、软件编程和整体集成等环节，在终端产品的应用过程中主要体现在检测气体种类、检测方式、响应时间、精度以及防爆等级和防护等级等方面。本行业内企业的智能技术研发水平与工业设计能力较大程度上决定了其产品在市场上的竞争力。因此，发展自有专利和专有技术，提高企业的创新、自主开发能力，是企业增强自身竞争力、抢占市场份额的关键因素。具有研发实力的企业才能够逐步扩展气体监测设备的应用范围以及设备的功能，推动行业内技术水平不断提高和升级。（二）气体监测设备行业技术特点传感器是气体监测设备的核心元器件，传感器

14、的特性极大程度上决定产品的质量，其中气体传感器的稳定性、灵敏度、功能性和可靠性是关键衡量指标。气体传感器能否在规定的工作条件和时间内（寿命期内）保持零点和输出信号，在允许变化范围内是判断气体传感器稳定性的关键，也是气体监测设备保持长寿命的关键；同时，气体传感器对被测气体是否具有检测能力也很重要，通过单位浓度被测气体时传感器的输出信号值或传感器在被测气体中的输出值与空气中输出值之比，可以判断传感器的灵敏度和气体监测设备的敏感度；气体传感器是否具备识别不同种类气体的能力即交叉灵敏度也是衡量产品性能的重要指标，功能性越强的气体传感器能检测的气体种类越高；除此之外，气体传感器在规定的环境条件、工作条件

15、下和规定的时间内（寿命期内），完成规定传感功能的能力也非常关键，传感器的可靠性是气体监测设备保持高效长期运作的基础和保障。气体传感器的综合性能对于气体监测设备的影响非常深远，极大程度上决定了气体监测设备的产品质量和寿命，传感器的技术进步也有利于推动气体监测设备的技术升级和产品更新换代，推动行业的健康发展。近年来，用于生产气体监测设备的壳体、有色金属、线材、电子分立元件等原材料和气体传感器已经逐渐标准化，产品规格和技术水平相对成熟；而在以气体传感器的生产工艺特征为基础的定制化研发设计方面，需要本行业的企业具备算法设计领域的专业知识，主要包括编程设计、电气元件、控制系统、系统集成等技术。模块化设计

16、是气体监测设备结构设计的有效方法，重要性也逐渐凸显。随着自动化、智能化要求日益提高，气体监测设备的系统结构越来越复杂，通过对多种气体传感器的功能进行分析，分解出不同的技术模块和产品模块，可以大大缩短气体监测设备的设计周期。同时，运用模块化设计技术，可以方便地实现气体传感器内部功能的整合、外部功能的扩展，既保持了成熟气体传感器产品的内在优势，又提高了柔性化的设计能力，拓宽了产品创新发展的空间，使气体监测设备产品系列更加丰富，功能更加完善，能够快速应对市场的变化，满足下游不同领域客户多元化的市场需求。因此，只有具备模块化生产能力的气体监测设备供应商才能够不断丰富产品种类，满足下游客户多元化、个性化

17、的产品需求，提高行业内的竞争力和知名度。随着气体监测设备行业的发展，除气体传感器因素外，气体监测设备的技术水平还表现为检测仪器仪表电路的设计及软件技术、结构与工艺等方面，科学的设计能大大提高设备的通用程度，对产品的功耗、功能、集成程度产生重要影响。目前，气体监测设备的集成化、系统化和智能化趋势明显，已成为市场竞争的关键。集成化主要是指通过对气体监测设备外部电路的整合，以实现同一个电路对多种气体探测信号的处理，将外部电路集成化。在众多应用领域中，为了能够全面、准确地反映客观事物和环境，往往需要同时测量多种变量，如集成有压力、温度、湿度、流量、加速度、化学等不同功能敏感元件的传感器，能同时检测外界

18、环境的多种物理特性或化学特性，进而实现对环境的多参数综合监测。因此，集成化趋势体现为气体监测设备能通过型式设计的改进，将数个气体监测设备的探头集成一个整体，以实现一个模块同时对数种气体进行检测的功能，并且同时测量不同性质的参数，实现综合监测。气体监测设备集成化，不仅能够提高产品的性能，而且可以实现低功耗，降低气体监测设备能源消耗量。系统化和智能化是指通过在传感器中内置微处理器，使其具有自动检测、自动补偿、数据存储、逻辑判断、功能计算等功能，将气体监测设备与电子计算机连接，形成智能系统，以实现对气体检测、分析、控制等方面的自动化处理。在此基础上，智能化传感器能够通过有线传输或无线通讯技术，将大量

19、单体传感器进行集成，使过去处于信息孤岛的传感器实现互联互通和实时数据交换，实现测控系统自动信息处理以及远距离实时在线测量。气体监测设备集成化、系统化和智能化的技术特点丰富了气体监测设备的功能，提高了设备的质量，成为市场竞争的关键。未来，率先实现仪器仪表集成化、系统化和智能化的设备供应商，才能够在激烈的市场竞争中获得先发优势，提高产品的市场份额。智能生产线是指融合机械加工、电气控制、信息系统控制、工业机器人、图像传感技术、微电子等多种学科的先进技术，应用机电一体化，连续实现多个包装功能的有机结合，完成检测与控制、故障诊断与排除等复杂控制；拥有完备产品序列的气体监测设备生产企业，通过工序排布、产品

20、整体设计和生产，可以将各环节的生产能力最大限度发挥；在生产过程检测与控制方面，智能生产线可以运用信息技术，实现气体监测设备生产控制与检测的动态适应；在故障诊断与排除方面，能进行模态分析寻找故障，自动寻找、解决故障，降低故障率，提高设备生产效率。随着国内人力资源成本的提高，气体监测设备供应商在进行设备生产的过程中，需要购置自动化设备来降低人力成本。通过购置自动化的智能产线，可以实现自动化程度的提升和生产效率的提高，减少人为因素干扰，提高生产线运行的稳定性。同时，随着市场竞争的日益加剧，气体监测设备更新换代的周期逐渐缩短，产品种类逐渐丰富，因此需要生产线具有较好的柔和性，以适应下游市场的变化，满足

21、客户多样化的气体监测需求。未来，具有智能化、自动化和柔性化生产线的气体监测设备供应商才能够在激烈的市场竞争中占据主动地位。八、 发展支撑商业模式创新的现代服务技术面向互联网+时代的平台经济、众包经济、创客经济、跨界经济、分享经济的发展需求，以新一代信息和网络技术为支撑，加强现代服务业技术基础设施建设，加强技术集成和商业模式创新，提高现代服务业创新发展水平。围绕生产性服务业共性需求，重点推进电子商务、现代物流、系统外包等发展，增强服务能力，提升服务效率，提高服务附加值。加强网络化、个性化、虚拟化条件下服务技术研发与集成应用，加强文化产业关键技术研发。大力开展服务模式创新，重点发展数字文化、数字医

22、疗与健康、数字生活、教育与培训等新兴服务业。围绕企业技术创新需求，加快推进工业设计、文化创意和相关产业融合发展，提升我国重点产业的创新设计能力。九、 气体传感器行业基本情况传感器技术与通信技术、计算机技术并称现代信息产业的三大支柱，是当代科学技术发展的重要标志之一。传感器逐渐由传统型向智能型方向发展，传感器市场也日益繁荣。气体传感器作为传感器领域重要的分支，是一种可以将气体的某些信息，包括浓度和种类转换为可以被操作人员、仪器仪表、计算机等利用的声、电、光或者数字信息的装置，用于现场采集空气数据。通过气体传感器将气体信号转换为电信号，再通过串口通信，传至单片机中进行数据处理。气体传感器是气体监测

23、仪器仪表及整个气体监测系统的核心，对气体监测系统起着决定性的作用，气体传感器的发展历程影响着气体监测仪器仪表行业的发展历程。（一）气体传感器行业发展阶段行业起步阶段主要为二十世纪二三十年代至二十世纪六七十年代，1927年奥利弗约翰逊博士发明了第一只现代催化燃烧（LEL）传感器，随后的1928年美国硅谷的Johnson-WilliamsInstruments研制完成约翰逊-威廉姆斯仪器（或J-W仪器），该仪器成为世界上的第一个制造现场气体检测仪器；1960年第一代电化学氧气传感器出现，后被制作成便携氧气检测仪器；1968年费加罗技研的创始人田口尚义率先发明了半导体式气体传感器，相应气体检测仪也被

24、发明应用。二十世纪六七十年代至二十一世纪初，行业进入初步发展阶段。1969年更多种类的有毒气体化学传感器出现并被研制成气体检测仪器；1981年，英国City工业化地推出氧气和多种其他有毒气体的电化学传感器，从而促进了现场气体检测仪器的大规模普及。发展至二十一世纪初，行业内气体监测仪器仪表种类逐渐丰富，检测气体范围也更加广泛。二十一世纪初至今，行业进入快速发展阶段。随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展，MEMS（微机电系统）气体传感器被成功研制，传感器逐步实现微型化和集成化；同时，随着气敏材料研究的深入和新型传感器工艺的研制，气体传感器和气体监测仪器仪表的种类更加丰富，稳定性

25、和一致性水平不断提高。在此期间，国内企业的趋势不断增强，已实现中低端气体检测仪器的，高端传感器及相应仪器仪表的研制稳步推进。（二）气体传感器行业市场规模传感器作为仪器仪表的核心器件，其性能及输出信号的处理和终端计算能力的性能决定了仪器仪表的性能。近年来，受工业气体检测、环保、医疗等领域的智能化、数字化市场需求的持续带动，全球传感器市场规模保持稳步增长。根据赛迪顾问的数据，2020年，全球传感器市场规模达到1，60630亿美元，智能传感器市场规模达到3581亿美元，占总体规模的223%。我国传感器行业起步较晚，但发展迅速，已实现从小到大、从弱到强的历史性转变。根据前瞻产业研究院发布的2020年中国传感器行业市场现状及发展前景分析报告显示，2019年我国传感器市场规模达2，1888亿元，增速为1270%。十、 打造高端引领的创新增长极遵循创新区域高度聚集规律，结合区域创新发展需求，引导高端创新要素围绕区域生产力布局加速流动和聚集，以国家自主创新示范区和高新区为基础、区域创新中心和跨区域创新平台为龙头，推动优势区域打造具有重大引领作用和全球影响力的创新高地，形成区域创新发展梯次布局，带动区域创新水平整体提升。