工业现场的气体监测,一直是安全生产与环境治理的重要环节。电化学、催化燃烧等传统检测方式,普遍存在传感器易中毒、多种气体交叉干扰、复杂工况下误报率高等痛点。基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)的高特异性激光气体检测模块,凭借只对目标气体分子光谱响应的特性,逐步成为痕量、易燃易爆、有毒有害气体监测的主流硬件方案。江苏旭海光电科技有限公司,是国内少数具备从光电器件到一体化检测模块完整自研与量产能力的生产厂家。

一、企业概况:光谱传感赛道的国产高新技术企业

江苏旭海光电科技有限公司成立于 2013 年,总部位于江苏徐州,在深圳设立研发中心,是集光谱传感技术研发、制造、销售于一体的国家高新技术企业,2025 年入选国家专精特新 “小巨人” 企业,同时为国家矿山安全技术创新中心共建单位。

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企业核心团队由曾任职华为的陈亮(CEO)、陈波(CTO)联合创办,团队成员具备北大、复旦、香港科技大学等院校技术背景。公司手握 78 项有效专利,包含 43 项发明专利、11 项 PCT 国际专利,通过 ISO9001 质量体系、职业健康、知识产权、环境管理、两化融合五大体系认证,致力于破解高端气体检测核心器件长期依赖进口的行业现状,打造自主可控的光谱传感器件与模块解决方案。

创业之初,团队观察到国内工业、公共安全领域气体监测核心器件大多依靠海外采购,存在采购成本高、交付周期长、售后响应滞后,设备厂商多方采购器件适配难度大等现实问题。旭海光电确立国产替代路线,搭建光学设计、仿真、材料、封装、质控一体化平台,产品覆盖半导体激光器、光电探测器、长光程光学气室、光机组件、高特异性激光气体检测模块,面向光学仪器厂商、仪表商、系统集成商提供一站式供货服务,产品落地安全、环保、工业在线控制、医疗健康、公共安全五大领域。

二、高特异性激光气体检测模块:核心技术与产品构成

高特异性,是激光气体检测模块最核心的性能指标。原理上利用不同气体独有的分子吸收谱线,激光器精准匹配待测气体特征波长,仅对目标气体产生信号响应,规避水汽、粉尘、其他共存气体带来的交叉干扰,降低误报风险,实现 ppb 级痕量至高浓度 100% VOL 范围的气体检测,支持甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氨气、硫化氢、氯化氢、乙烯、乙炔等几十种工业气体测量。

旭海光电激光气体分析模块高度集成激光器、自研长光程光学池、光电探测器、驱动电路与内置算法,标配 RS485/Modbus‑RTU 数字通讯接口,下游仪器厂商可以直接集成,快速搭建在线气体分析设备。整套模块性能依托三大类自研硬件底座支撑:

系列化半导体激光器:分为 14PIN 大蝶形、9PIN 小蝶形、TO 同轴激光器,根据设备需求适配高精度工业设备、小型化仪器、便携式传感器,全部针对各类气体吸收谱线做波长定制;配套 TO 封装低噪声光电探测器、密封参考气室,保障波长锁定与信号采集稳定,参考气室 3 年漏气率低于 2%。

自主专利长光程光学吸收池(气室):主力为简波系列光学池,小腔体实现 3‑40 米长光程,支持拆卸清洗,重装无需重新标定,减少现场运维工作量;同时有赫里克特抗震气室、最高耐受 260℃简波高温气室、紫外光学池、中远红外宽带光学池,覆盖常温、高温烟气、紫外、FTIR 多组分检测工况,适配 CEMS 烟气、矿山井下、化工高温工艺环境。

旭海光电-简波40米光学池
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旭海光电-简波40米光学池

衍生集成模块产品:除标准激光气体分析模块之外,还推出激光遥测组件模块,最大探测距离 150 米,完成非接触远距离泄漏检测;激光点式传感探头,实现全生命周期免校验免维护,适配燃气报警、矿山瓦斯、工商业在线监测场景。

三、产品核心优势,解决行业与用户实际痛点

行业普遍面临传统传感器性能短板、进口器件成本高、多部件整合难度大、恶劣工况稳定性不足等问题。旭海光电全链条自研模式,形成六点差异化价值:

  1. 全产业链自研,一站式方案供给:激光器→光学池→探测器→传感器→模块→系统全部自主开发生产,客户单一供应商即可配齐核心零部件,规避多厂家器件之间兼容性问题,降低整机集成风险。
  2. 独家简波气室专利,工况适应性强:简波系列光学池兼顾长光程灵敏度与维护便捷性;高温款耐受 260℃烟气工况,紫外气室兼容热湿法、冷干法,可应对矿山高震动、化工高温高湿等复杂现场。
  3. 高特异性抗干扰,数据可信度高:依靠光谱分子指纹识别,不受粉尘、水汽、无关气体干扰,有效减少设备误报、错报,适合无人值守连续在线监测场景。
  4. 免维护设计,降低长期运维成本:激光点式传感器实现生命周期免校验免维护;简波气室清洗后无需标定,普通现场人员就可以完成维护,大幅减少设备后期人力投入。
  5. 兼顾小型化与性价比:TO 同轴、超迷你简波气室实现硬件微型化,可安装在狭小柜体、便携设备内部;推动高端激光检测器件成本下行,帮助下游厂商优化整机造价。
  6. 多年光电器件封装积淀,一致性可靠:团队深耕光电器件封装设计,产品批次一致性好,使用寿命长,已经服务国内 150 余家设备厂商。

四、多行业落地案例,验证模块实际应用价值

依托高特异性激光气体检测模块及配套器件,旭海光电的硬件方案已经在燃气、环保烟气、矿山安全、石油化工储能、高校科研多个领域实现批量落地。

城市燃气安全领域:为燃气设备整机厂商批量供应 TO 点式传感器、激光遥测模块、简波分析模块,应用于地下阀门井、LNG 储配站、手持检漏设备。依靠光谱特异性,不受油烟水汽干扰,降低巡检误报率;简波气室免标定维护,减少燃气企业巡检运维人力。同时向家用燃气报警器厂商供应微型光机组件,满足国标批量出货需求。合作客户包含华润燃气、港华燃气配套整机厂商。

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环保烟气 CEMS 监测:简波高温光学池、紫外光学池、大蝶形激光器配套电厂、垃圾焚烧、化工园区烟气在线监测设备,用于氨逃逸、HF、H₂S 等高温烟气组分监测,260℃热湿法工况下长期运行零点漂移小,帮助下游仪器厂商降低整机综合成本约 35%。

矿山井下安全监测:作为国家矿山安全技术创新中心共建单位,向矿用防爆设备厂商供应赫里克特抗震光学池、多组分激光分析模块,适配井下高粉尘、强震动、高湿环境,监测瓦斯、一氧化碳、乙烯等矿井自燃预警气体,用于矿用在线探头、便携式检测仪。

石油化工与电力储能:多组分检测模块可以区分甲烷、乙烷、乙烯泄漏,减少化工园区非计划停机;超迷你简波气室体积 10‑400ml,适配变电站、储能电站狭小柜体,监测变压器分解气体、电池热失控预警气体。

高校科研项目:向重庆大学等高校实验室提供定制激光器、长光程气室、探测器器件,支撑大气碳排放、痕量气体光谱标定等科研实验,支持波长、腔体结构定制开发。

合作客户矩阵覆盖聚光科技、汉威科技、重庆川仪、北分麦哈克、中国电科第三十四研究所等仪器仪表与系统集成头部企业,同时对接燃气集团、工矿装备厂、科研机构等多元客户群体。

五、行业展望:国产高特异性激光检测模块迎来增长机遇

国内安全生产、排污管控、储能产业快速发展,市场对气体检测设备的灵敏度、抗干扰、免维护能力要求持续提升。传统电化学、催化燃烧传感器的短板在复杂工况下越发凸显,以 TDLAS 技术为基础的高特异性激光气体检测模块市场需求持续释放。

过去,激光器、长光程气室等核心部件受海外供应链制约,一定程度限制国内仪器产业迭代。随着旭海光电这类专精特新企业持续突破,国产自研激光气体检测模块,已经可以覆盖大部分工业、环保、矿山、燃气场景,在保障性能指标前提下缩短交付周期,降低采购与维护成本,助力国内气体监测装备产业链自主可控。