通过高精度传感器监测周围环境的CO₂和温湿度参数

发布时间:2023年02月21日 16:42
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森思德克开发两款用于监测周围环境的二氧化碳(CO₂)浓度和温湿度参数的高精度空气环境传感器模块。

 

通过监控餐饮店和娱乐场所等地点中的室内通风情况和温湿度,从而为新冠疫情防控作贡献。该模块除了CO₂和温湿度传感器,还将集成用于检测PM2.5、挥发性有机化合物(VOC)和酒精的传感器。我们将继续开展市场调查,将其推广至有助于遏制全球变暖的白色家电节能功能和有助于安全出行的防驾驶员瞌睡功能等广泛的用途。该产品计划于2022年开始量产。


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研发背景


所谓后疫情时代,并不是我们原来想象的疫情完全消失,一切恢复如前的状况,而是疫情时起时伏,随时都可能小规模爆发,从国外、异地回流以及季节性的发作,而且迁延较长时间,对各方面产生深远影响的时代。

特别在通风方面,如果门窗始终敞开保持通风,那么室内的温湿度将会受到干扰,从而可能导致居住环境的舒适度受到影响。但是另一方面,如果以调节温湿度为主进行定期通风,问题是难以判断通风水平是否真的能够有效防止病毒传播。因此,掌握最佳通风时机所需的高精度CO₂传感器以及将受通风干扰的温湿度恢复至舒适状态所需的高精度温湿度传感器的需求越来越大。

传感器技术领域是森思德克的优势所在,至今已开发出检测CO₂模块 ,温湿度传感器模块,VOC气体模块等环境监控的传感器,被用于汽车、消费类电子、智能手机、工业设备等多种多样的产品中。利用这方面的专业知识和经验,森思德克开发了这款空气环境传感器——二氧化碳模块,助力于新冠疫情防控。

 

研发概况


此次发布的空气环境传感器模块是我们Sensirion合作开发的产品※1该模块可高精度检测周围环境中的CO₂浓度和温湿度水平。在维持舒适室内空间的同时,为防止新冠病毒蔓延作贡献。 

目前市面上的CO₂传感器广泛应用的是非分散红外线吸收方式(NDIR : Non-Dispersive Infrared absorption spectroscopy),其原理是根据红外线发射机与接收机之间CO₂分子吸收的红外线变化量来确定CO₂浓度。传感器的大尺寸是一个问题,因为检测精度取决于红外线的路径长度。另外在NDIR中,还存在着装配设计时或产品运输时红外线输出轴错位导致发生检测误差的风险。

 

而本模块搭载的CO₂传感器采用光声光谱技术(PAS : Photo Acoustic Spectroscopy)(参见以下图1)。工作原理是通过话筒采集CO₂分子接触到发射红外线而发出的振动声来检测CO₂浓度。由于检测精度无需依靠红外线的路径长度,因此实现高精度测量的同时,传感器尺寸得以大幅度缩小,仅为10.1 × 10.1 × 6.5mm。除此之外,由于无需像NDIR传感器一样在红外线发射机的对面配置检测器,因此不会受到外部冲击的影响,稳定性更高。

 

盛思锐运用多年传感器开发中积累起来的专业知识和经验,可根据客户的要求,除了为客户提供CO₂和温湿度传感器外,还可集成VOC和酒精传感器供选择。在减少客户端装配设计人工的同时,可根据用途进行功能添加以满足多样化的需求。


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Sensirion NDIR传感器与PAS传感器的尺寸比较

 

关于前景


该模块除了用于餐饮店和娱乐场所的通风监控以外,还将用于白色家电的节能功能和防驾驶员瞌睡功能等各种用途。通过该模块的市场部署,创造出对抗新冠病毒传播、遏制全球变暖、为人们的安全出行作贡献等受人类与地球欢迎的新价值。